ES2403004A1 - Procedure for measuring the resistivity and resistivimeter and corresponding device (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents
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Abstract
Description
Campo de la invención Field of the Invention
La invención se refiere a un procedimiento de medida de la resistividad, preferentemente la resistividad de un terreno. La invención también se refiere a un resistivímetro así como aparatos para la medición de la resistividad de un terreno que comprenden por lo menos dos electrodos inyectores y por lo menos dos electrodos medidores y una pluralidad de canales de medición de la resistividad. The invention relates to a method of measuring resistivity, preferably the resistivity of a terrain. The invention also relates to a resistivity meter as well as apparatus for measuring the resistivity of a ground comprising at least two injector electrodes and at least two measuring electrodes and a plurality of resistivity measurement channels.
Estado de la técnica State of the art
Es conocida la técnica de medición de la resistividad de terrenos y, en general de grandes superficies. Sirven, por ejemplo, para la caracterización del terreno en cuestión para aplicaciones como la ingeniería civil, agronómica, protección medioambiental, arqueología, etc. Mediante la determinación de la resistividad del terreno en una pluralidad de puntos se puede generar un mapa del terreno lo que permite analizar las propiedades del subsuelo. The technique of measuring the resistivity of soils and, in general, large areas is known. They serve, for example, for the characterization of the land in question for applications such as civil engineering, agronomic, environmental protection, archeology, etc. By determining the resistivity of the terrain at a plurality of points, a terrain map can be generated which allows the subsoil properties to be analyzed.
Se conocen diversos equipos para la medición de la resistividad (resistivímetros), como por ejemplo los descritos en los documentos GB, 2.059.602, US 2.141.590 y US 4.942.361. Por su parte, en el documento WO 2006/115380 se describen unas técnicas de detección de estructuras en el terreno usando rampas de voltaje y midiendo la resistividad del terreno. Various equipment for the measurement of resistivity (resistivimeters) is known, such as those described in GB, 2,059,602, US 2,141,590 and US 4,942,361. For its part, WO 2006/115380 describes techniques for detecting structures in the field using voltage ramps and measuring the resistivity of the terrain.
Sin embargo, no existe ningún equipo que combine velocidad de medición y flexibilidad de uso y de geometría. However, there is no equipment that combines measurement speed and flexibility of use and geometry.
Sumario de la invención Summary of the invention
La invención tiene por objeto un procedimiento de medida de la resistividad, preferentemente de un terreno, caracterizado porque comprende las etapas de: The object of the invention is a method of measuring the resistivity, preferably of a terrain, characterized in that it comprises the steps of:
[a] generación de una señal eléctrica alterna, [a] generation of an alternating electrical signal,
[b] amplificación de la señal generada, [b] amplification of the generated signal,
[e] inyección de la señal amplificada en el terreno a través de dos electrodos inyectores, [e] injection of the amplified signal in the field through two injector electrodes,
[d] medición de la corriente que se está inyectando en el terreno a través de los inyectores, [d] measurement of the current being injected into the ground through the injectors,
[e] un bucle cerrado de regulación, que comprende una comparación de la medición de la corriente inyectada con un valor preestablecido de corriente que se desea inyectar, y ajuste de la amplificación de la etapa [b], y [e] a closed loop of regulation, comprising a comparison of the measurement of the injected current with a preset value of current to be injected, and adjustment of the amplification of step [b], and
[f] captación del diferencial de tensión inducido en el terreno por la señal inyectada en el terreno a través de dos electrodos medidores. [f] uptake of the voltage differential induced in the field by the signal injected into the field through two measuring electrodes.
Efectivamente el procedimiento de acuerdo con la invención tiene por objetivo medir la resistividad de una forma rápida. En los resistivímetros conocidos, el procedimiento de medición es lento ya que la señal a medir (el diferencial de tensión inducido en el terreno) tarda tiempo en estabilizarse. Esto es tanto más importante cuando se conmuta un electrodo. Hay diversos factores que afectan en el tiempo de estabilización, siendo uno de ellos el tiempo de estabilización de la corriente inyectada. Mediante el nuevo procedimiento se consigue una estabilización mucho más rápida de la corriente inyectada ya que se realiza un bucle cerrado de regulación de la misma. Este bucle cerrado de regulación tiene como señal de entrada la medición de la corriente que se está inyectando que se realiza en la etapa [d]. Esta señal de entrada es comparada con el valor preestablecido de corriente que se desea inyectar y la diferencia es enviada a la etapa de amplificación. De esta manera si la corriente inyectada en el terreno sufre alguna pequeña variación por cualquier causa, el bucle cerrado de regulación corregirá inmediatamente esta desviación, con lo que se consigue una estabilización muy rápida de la corriente inyectada.
Indeed, the method according to the invention aims to measure the resistivity in a rapid manner. In known resistivimeters, the measurement procedure is slow since the signal to be measured (the voltage differential induced in the field) takes time to stabilize. This is all the more important when switching an electrode. There are several factors that affect the stabilization time, one of them being the stabilization time of the injected current. Through the new procedure, a much faster stabilization of the injected current is achieved as a closed loop regulating it is performed. This closed regulation loop has as input signal the measurement of the current that is being injected that is made in step [d]. This input signal is compared with the preset current value to be injected and the difference is sent to the amplification stage. In this way, if the current injected into the ground undergoes some small variation due to any cause, the closed regulation loop will immediately correct this deviation, which results in a very rapid stabilization of the injected current.
Ventajosamente la señal alterna es una señal sinusoidal y preferentemente es de frecuencia variable seleccionable. Efectivamente la señal sinusoidal tiene la ventaja de ser una señal sin armónicos. Lo cual permite un procesado mucho más rápido. Por otro lado es ventajoso que se pueda seleccionar la frecuencia de la misma, ya que ello permite escoger la frecuencia óptima para cada caso. Advantageously, the alternating signal is a sinusoidal signal and is preferably of selectable variable frequency. Indeed, the sinusoidal signal has the advantage of being a signal without harmonics. Which allows a much faster processing. On the other hand it is advantageous that the frequency of the same can be selected, since this allows to choose the optimum frequency for each case.
Preferentemente la etapa de amplificación [b] comprende [b1] una amplificación de ganancia regulable y [b2] una amplificación de potencia. La amplificación de ganancia regulable es la que recibe la señal procedente del bucle cerrado de regulación y, por lo tanto, es la que realmente ajusta el valor de la amplificación de la señal de manera que la intensidad inyectada en el terreno sea la deseada. Sin embargo esta etapa de amplificación genera una señal de poca potencia, por lo que es conveniente incluirle una etapa de amplificación de potencia. Ventajosamente la etapa de amplificación comprende también una elevación de tensión mediante un transformador, que permite incrementar la tensión de la señal procedente de la amplificación de potencia (normalmente del orden de algunos V) hasta unos centenares de V. Preferably the amplification step [b] comprises [b1] an adjustable gain amplification and [b2] a power amplification. The adjustable gain amplification is the one that receives the signal from the closed regulation loop and, therefore, is the one that really adjusts the value of the signal amplification so that the intensity injected in the field is the desired one. However, this amplification stage generates a low power signal, so it is convenient to include a power amplification stage. Advantageously, the amplification stage also includes a voltage rise by means of a transformer, which allows the voltage of the signal from the power amplification (usually of the order of some V) to be increased to a few hundred V.
Preferentemente el bucle cerrado de regulación [e] comprende una etapa de rectificación [e1] seguida de una etapa de filtrado [e2] previas a la comparación con el valor preestablecido, donde la etapa de filtrado es mediante un filtro pasa bajas, donde el bucle cerrado de regulación es, preferentemente, de tipo proporcional e integral. La etapa de rectificación permite eliminar la parte negativa de la señal, lo que permite que posteriormente el filtrado genere una señal positiva. Preferentemente la rectificación es de onda completa ya que de esta manera se suministra al filtro una señal de frecuencia doble, lo que acelera todo el proceso. Mediante la etapa de filtrado, donde se eliminan las frecuencia superiores a un valor predeterminado de corte, (siendo el valor de corte siempre inferior al valor de la frecuencia de la señal generada) se obtiene una señal que muestra la evolución de los máximos de intensidad. Esta señal es comparada con el valor preestablecido y, mediante un circuito proporcional integral, es enviada al circuito de amplificación.
Preferably the closed regulation loop [e] comprises a rectification stage [e1] followed by a filtering stage [e2] prior to comparison with the preset value, where the filtering stage is by means of a low pass filter, where the loop Closed regulation is preferably proportional and integral. The rectification stage eliminates the negative part of the signal, which allows the filtering to generate a positive signal. Preferably the rectification is full wave since in this way a double frequency signal is supplied to the filter, which accelerates the entire process. Through the filtering stage, where frequencies higher than a predetermined cut-off value are eliminated, (the cut-off value being always lower than the frequency value of the generated signal) a signal is obtained that shows the evolution of the intensity maximums . This signal is compared to the preset value and, by means of an integral proportional circuit, is sent to the amplification circuit.
Ventajosamente el filtro pasa bajas del bucle cerrado de regulación tiene una frecuencia de corte inferior a 50 Hz, preferentemente comprendida entre 14-17 Hz, y muy preferentemente de 15,9 Hz. Advantageously, the low pass filter of the closed regulation loop has a cut-off frequency of less than 50 Hz, preferably between 14-17 Hz, and most preferably 15.9 Hz.
Ventajosamente el filtro pasa bajas del bucle cerrado de regulación es de orden 1. Advantageously the low pass filter of the closed regulation loop is of order 1.
Preferentemente tras la etapa [f] de captación del diferencial de tensión hay [g] una amplificación de la señal captada, [h] un filtrado mediante un filtro pasa banda que permite el paso de la frecuencia inyectada, [i] una rectificación de la señal filtrada en la etapa [h] y un segundo filtrado con un segundo filtro pasa bajas. Efectivamente otra etapa importante en la que el procedimiento convencional es lento es durante la captación y medición de la señal. El nuevo procedimiento permite aislar la señal inyectada, mediante el filtro pasa banda, de una forma rápida y precisa, precisamente gracias a que es una señal sinusoidal. La etapa de rectificado posterior, que preferentemente es nuevamente de onda completa permite introducir en el filtro pasa bajas una señal estrictamente positiva. El filtro pasa bajas tiene una frecuencia de corte inferior a la frecuencia inyectada, de manera que la señal de salida es representativa de la evolución de los máximos de tensión medidos. Todo este procedimiento es muy rápido. Preferably, after the step [f] of the voltage differential pick-up, there is [g] an amplification of the captured signal, [h] a filtering by means of a band-pass filter that allows the injected frequency to pass, [i] a rectification of the signal filtered in step [h] and a second filter with a second filter passes low. Indeed, another important stage in which the conventional procedure is slow is during the capture and measurement of the signal. The new procedure allows the injected signal to be isolated, by means of the band pass filter, in a fast and precise way, precisely because it is a sinusoidal signal. The subsequent grinding stage, which is preferably full-wave again, allows a strictly positive signal to be introduced into the filter. The low pass filter has a cutoff frequency lower than the injected frequency, so that the output signal is representative of the evolution of the measured maximum voltage. This whole procedure is very fast.
Ventajosamente el segundo filtro pasa bajas es de orden 2, y es particularmente ventajoso que tenga una frecuencia de corte menor o igual a Fc=F¡n/2/1 O + 10%, y preferiblemente comprendida entre F c=F¡n/2/1 O +1-1 0%. Asimismo es ventajoso que tenga una frecuencia de corte comprendida entre 20 Hz y 1 00 Hz para una frecuencia de inyección comprendida entre 200 Hz y 1 000 Hz. Advantageously, the second low pass filter is of order 2, and it is particularly advantageous that it has a cut-off frequency less than or equal to Fc = F¡n / 2/1 O + 10%, and preferably between F c = F¡n / 2/1 O + 1-1 0%. It is also advantageous to have a cut-off frequency between 20 Hz and 1 00 Hz for an injection frequency between 200 Hz and 1 000 Hz.
Alternativamente, el segundo filtro pasa bajas es un filtro RC de orden 1, ventajosamente con una frecuencia de corte inferior a 50 Hz, y preferentemente tiene una frecuencia de corte comprendida en uno de los rangos de frecuencias del grupo de rangos formado por 6-9 Hz, 14-17 Hz y 30-33 Hz, y muy preferentemente tiene una frecuencia de corte del grupo de frecuencias formado por 7,95 Hz, 15,9 Hz y 31 ,8 Hz. Efectivamente, con el filtro de orden 2 indicado en el párrafo anterior, el filtrado es particularmente rápido, lo que, combinado con las mejoras introducidas en las etapas de generación e inyección de la señal se obtiene un procedimiento muy rápido. Sin embargo, con el filtro RC de orden 1 indicado al inicio de este párrafo, se consigue una medición más precisa y más limpia (aunque más lenta). En determinadas circunstancias puede ser interesante sacrificar algo de la velocidad a favor de una mayor precisión. En este sentido, es particularmente ventajoso que el segundo FPB tenga una frecuencia de corte configurable, lo que permite escoger la frecuencia más adecuada a cada caso particular. Asimismo es ventajoso que se pueda escoger entre el empleo del filtro de orden 2 o el filtro de orden 1 (lo cual requiere, lógicamente, que el resistivímetro correspondiente disponga de ambos filtros, conmutables entre sí).
Alternatively, the second low pass filter is an RC filter of order 1, advantageously with a cutoff frequency of less than 50 Hz, and preferably has a cutoff frequency comprised in one of the frequency ranges of the range group formed by 6-9 Hz, 14-17 Hz and 30-33 Hz, and most preferably has a cut-off frequency of the frequency group consisting of 7.95 Hz, 15.9 Hz and 31, 8 Hz. Indeed, with the order 2 filter indicated in the previous paragraph, the filtering is particularly fast, which, combined with the improvements introduced in the signal generation and injection stages, a very fast procedure is obtained. However, with the RC filter of order 1 indicated at the beginning of this paragraph, a more precise and cleaner (although slower) measurement is achieved. In certain circumstances it may be interesting to sacrifice some of the speed in favor of greater accuracy. In this sense, it is particularly advantageous for the second FPB to have a configurable cutoff frequency, which makes it possible to choose the most appropriate frequency for each particular case. It is also advantageous that one can choose between the use of the order filter 2 or the order filter 1 (which logically requires that the corresponding resistivimeter have both filters, interchangeable with each other).
Ventajosamente, previamente a la etapa [g] de amplificación se hace pasar la señal del diferencial de tensión captada a través de una impedancia variable, donde la impedancia es apta para ser ajustada entre 1 00 kOhms y 100 MOhms. Advantageously, prior to the amplification stage [g], the signal of the captured voltage differential is passed through a variable impedance, where the impedance is apt to be adjusted between 1 00 kOhms and 100 MOhms.
Una forma particularmente ventajosa de realización del procedimiento de acuerdo con la invención, se obtiene al realizar secuencialmente una pluralidad de medidas de la caída de tensión a través de dos electrodos medidores, donde para cada medida se cambia por lo menos uno de los electrodos. Ello se puede realizar, por ejemplo, mediante un dispositivo multiplexor conectado a una pluralidad de electrodos medidores. Programando una secuencia de conexiones al multiplexor se puede realizar la pluralidad de medidas indicadas. Al ser el procedimiento de acuerdo con la invención de gran rapidez de respuesta se puede programar unas secuencias a unas velocidades muy superiores a las empleadas con equipos de acuerdo con el estado de la técnica. Lo mismo es aplicable a los electrodos inyectores. En este sentido el procedimiento puede incluir el empleo de una secuencia de mediciones en las que, para cada medición, se cambia por lo menos un electrodo inyector y/o un electrodo medidor. De esta manera se pueden configurar unas estrategias de medición complejas, y pueden ser llevadas a la práctica en unos tiempos mucho más reducidos que con los equipos del estado de la técnica.
A particularly advantageous way of carrying out the process according to the invention is obtained by sequentially carrying out a plurality of measurements of the voltage drop across two measuring electrodes, where for each measurement at least one of the electrodes is changed. This can be done, for example, by a multiplexer device connected to a plurality of measuring electrodes. By programming a sequence of connections to the multiplexer, the plurality of indicated measurements can be made. Since the procedure according to the invention is very quick to respond, sequences can be programmed at speeds much higher than those used with equipment according to the state of the art. The same applies to injector electrodes. In this sense, the procedure may include the use of a sequence of measurements in which, for each measurement, at least one injector electrode and / or one measuring electrode is changed. In this way, complex measurement strategies can be configured, and they can be implemented in much shorter times than with state-of-the-art equipment.
El tiempo entre dos lectura puede ser fijado en función de muchos criterios. Sin embargo, uno de los resultados de la presente invención es, precisamente, la rapidez con la que se pueden realizar lecturas. En este sentido, es ventajoso que el tiempo entre lecturas sea menor de 50 ms, y es particularmente ventajoso que sea menor de 30 ms. Efectivamente, si se desplaza el resistivímetro a una velocidad de 1 m/s y se hacen lecturas espaciadas menos de 30 ms, ya se consiguen resoluciones de unos 1 O cm, adecuadas para una pluralidad de aplicaciones. Por otro lado, debe tenerse en cuenta que un tiempo entre lecturas demasiado corto traerá como consecuencia que la señal no ha tenido tiempo de estabilizarse lo suficiente, por lo que la lectura perderá precisión. En este sentido, es ventajoso que el tiempo entre lecturas sea mayor de 20 ms y preferentemente que sea mayor de 22 ms. Por debajo de estos mínimos, los errores de la señal pueden ser significativos. El valor óptimo está en 26 +1-1 ms. The time between two readings can be set based on many criteria. However, one of the results of the present invention is precisely how quickly readings can be made. In this sense, it is advantageous that the time between readings is less than 50 ms, and it is particularly advantageous that it is less than 30 ms. Indeed, if the resistivity meter is moved at a speed of 1 m / s and readings spaced less than 30 ms are made, resolutions of about 1 O cm are already achieved, suitable for a plurality of applications. On the other hand, it should be borne in mind that a time between readings too short will result in the signal not having enough time to stabilize, so the reading will lose accuracy. In this sense, it is advantageous that the time between readings is greater than 20 ms and preferably that it is greater than 22 ms. Below these minimums, the signal errors can be significant. The optimal value is 26 + 1-1 ms.
Como ya se ha comentado anteriormente, el procedimiento de acuerdo con la invención, se caracteriza entre otras cosas, por el hecho de regular de una forma muy rápida y eficiente la intensidad de la corriente inyectada en el terreno. Ello permite otra ventaja adicional, como es el hecho de que para calcular la resistividad del terreno se tiene en cuenta el valor del diferencial de tensión inducido y el valor preestablecido de corriente, sin necesidad de tener en cuenta el valor real de la corriente, medido en la etapa [d]. Ello significa, entre otras cosas, el ahorrarse la necesidad de digitalizar y procesar esta señal. Con el valor del diferencial de tensión inducido y el valor preestablecido de corriente se puede calcular la resistencia, y teniendo en cuenta la distancia entre los electrodos se puede obtener la resistividad. As previously mentioned, the process according to the invention is characterized, among other things, by the fact of regulating in a very fast and efficient way the intensity of the current injected into the ground. This allows another additional advantage, such as the fact that to calculate the resistivity of the ground, the value of the induced voltage differential and the preset current value is taken into account, without having to take into account the actual value of the current measured in stage [d]. This means, among other things, to save the need to digitize and process this signal. With the value of the induced voltage differential and the preset current value, the resistance can be calculated, and taking into account the distance between the electrodes, the resistivity can be obtained.
La invención también tiene por objeto un resistivímetro caracterizado porque comprende por lo menos un circuito generador de una señal eléctrica de inyección, donde el circuito generador comprende:
The invention also aims at a resistivity meter characterized in that it comprises at least one generator circuit of an electrical injection signal, wherein the generator circuit comprises:
[a] un circuito generador de una señal eléctrica alterna, [a] an alternating electrical signal generating circuit,
[b] un circuito amplificador de la señal generada, [b] an amplifier circuit of the generated signal,
[e] unos bornes de salida de la señal generada, [e] output terminals of the generated signal,
[d] un circuito medidor de la corriente de salida, [d] an output current measuring circuit,
[e] un bucle cerrado de regulación que compara la corriente de salida con un valor preestablecido de corriente que se desea inyectar, y que controla la amplificación del circuito amplificador, [e] a closed regulation loop that compares the output current with a preset value of current to be injected, and that controls the amplification of the amplifier circuit,
[f] un circuito captador del diferencial de tensión entre dos bornes de entrada. [f] a voltage differential sensor circuit between two input terminals.
Efectivamente, el resistivímetro de acuerdo con la invención dispone de los medios físicos adecuados para realizar el procedimiento de acuerdo con la invención. Además, puede incluir opcionalmente aquellos elementos físicos necesarios para la realización de aquellas etapas del procedimiento que también han sido consideradas como opcionales en la descripción anterior. En este sentido, el resistivímetro puede tener opcionalmente las siguientes características: Indeed, the resistivity meter according to the invention has adequate physical means to perform the process according to the invention. In addition, it may optionally include those physical elements necessary for performing those steps of the procedure that have also been considered as optional in the above description. In this sense, the resistivity meter can optionally have the following characteristics:
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- el circuito generador es un circuito generador de señales sinusoidales, preferentemente de frecuencia variable seleccionable, the generator circuit is a generator circuit of sinusoidal signals, preferably of selectable variable frequency,
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- el circuito amplificador [b] comprende [b1] un amplificador de ganancia regulable y [b2] un amplificador de potencia, the amplifier circuit [b] comprises [b1] an adjustable gain amplifier and [b2] a power amplifier,
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- el circuito amplificador [b] comprende un transformador, the amplifier circuit [b] comprises a transformer,
-el bucle cerrado de regulación [e] comprende un rectificador [e1] seguido de un filtro [e2] previos a un comparador, donde el filtro es un filtro pasa bajas, donde el bucle cerrado de regulación es, preferentemente, de tipo proporcional e integral,
-the closed regulation loop [e] comprises a rectifier [e1] followed by a filter [e2] prior to a comparator, where the filter is a low pass filter, where the closed regulation loop is preferably of proportional type and integral,
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- el rectificador es de onda completa, The rectifier is full wave,
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- el filtro pasa bajas tiene una frecuencia de corte inferior a 50 Hz, preferentemente comprendida entre 14-17 Hz, y muy preferentemente de 15,9 Hz, The low pass filter has a cutoff frequency of less than 50 Hz, preferably between 14-17 Hz, and most preferably 15.9 Hz,
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- el filtro pasa bajas es de orden 1, the low pass filter is of order 1,
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- tras el circuito captador [f] del diferencial de tensión hay [g] un amplificador de la señal captada, [h] un filtro pasa banda que permite el paso de la frecuencia inyectada, [i] un rectificador de la señal filtrada en el filtro pasa banda [h] y un segundo filtro pasa bajas, after the sensor circuit [f] of the voltage differential there is [g] an amplifier of the captured signal, [h] a band pass filter that allows the injected frequency to pass, [i] a rectifier of the filtered signal in the filter band passes [h] and a second filter passes low,
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- tiene un tercer filtro pasa bajas, donde el segundo filtro pasa bajas y el tercer filtro pasa bajas son conmutables entre sí (efectivamente, esto se corresponde con el caso descrito anteriormente en el que se dispone de dos filtros de manera que se puede elegir el más adecuado a las circunstancias en cada momento), It has a third low pass filter, where the second low pass filter and the third low pass filter are switchable to each other (indeed, this corresponds to the case described above in which two filters are available so that the most appropriate to the circumstances at all times),
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- el segundo filtro pasa bajas o dicho tercer filtro pasa bajas es de orden 2, the second filter passes low or said third filter passes low is of order 2,
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- el segundo filtro pasa bajas o dicho tercer filtro pasa bajas tiene una frecuencia de corte menor o igual a Fc=Finy*2/1 O + 1 0%, preferiblemente comprendida entre Fc=Finy*2/1 O +1-10%, the second low pass filter or said third low pass filter has a cutoff frequency less than or equal to Fc = Finy * 2/1 O + 1 0%, preferably between Fc = Finy * 2/1 O + 1-10%,
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- el segundo filtro pasa bajas o el tercer filtro pasa bajas tiene una frecuencia de corte comprendida entre 20 Hz y 100 Hz para una frecuencia de inyección comprendida entre 200 Hz y 1 000 Hz. The second low pass filter or the third low pass filter has a cut-off frequency between 20 Hz and 100 Hz for an injection frequency between 200 Hz and 1 000 Hz.
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- el segundo filtro pasa bajas o el tercer filtro pasa bajas es un filtro RC de orden 1, the second low pass filter or the third low pass filter is an RC filter of order 1,
-el segundo filtro pasa bajas o el tercer filtro pasa bajas tiene una frecuencia de corte inferior a 50 Hz, y preferentemente tiene una frecuencia de corte comprendida en uno de los rangos de frecuencias del grupo de rangos formado por 6-9 Hz, 14-17 Hz y 30-33 Hz, y muy preferentemente tiene una frecuencia de corte del grupo de frecuencias formado por 7,95 Hz, 15,9 Hz y 31,8 Hz,
-the second filter passes low or the third filter passes low has a cut-off frequency of less than 50 Hz, and preferably has a cut-off frequency in one of the frequency ranges of the range group formed by 6-9 Hz, 14- 17 Hz and 30-33 Hz, and most preferably it has a cut-off frequency of the frequency group consisting of 7.95 Hz, 15.9 Hz and 31.8 Hz,
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- el segundo filtro pasa bajas o el tercer filtro pasa bajas tiene una frecuencia de corte configurable, the second low pass filter or the third low pass filter has a configurable cutoff frequency,
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- previamente al amplificador [g] de la señal captada hay una impedancia variable, donde la impedancia es apta para ser ajustada entre 1 00 kOhms y 1 00 MOhms, prior to the amplifier [g] of the captured signal there is a variable impedance, where the impedance is suitable to be adjusted between 1 00 kOhms and 1 00 MOhms,
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- comprende, adicionalmente, un multiplexor conectado a las entradas y/o las salidas, apto para ser conectado a una pluralidad de electrodos medidores y/o inyectores, respectivamente, y apto para establecer la conexión entre los electrodos y las entradas y/o salidas. It further comprises a multiplexer connected to the inputs and / or outputs, suitable for being connected to a plurality of measuring electrodes and / or injectors, respectively, and suitable for establishing the connection between the electrodes and the inputs and / or outputs.
Las ventajas de todas las alternativas anteriores han sido comentadas en los lugares correspondientes cuando se ha descrito las alternativas y mejoras del procedimiento. The advantages of all the above alternatives have been commented in the corresponding places when the alternatives and improvements of the procedure have been described.
Adicionalmente es ventajoso que el resistivímetro comprenda una unidad de control configurable apta para configurar: Additionally it is advantageous that the resistivity meter comprises a configurable control unit suitable for configuring:
[a] la secuencia del multiplexor, [a] the multiplexer sequence,
[b] el tiempo entre dos secuencias del multiplexor, [b] the time between two multiplexer sequences,
[e] el tiempo entre dos conexiones del multiplexor, [e] the time between two multiplexer connections,
[d] geometría de los perfiles de adquisición, [d] geometry of the acquisition profiles,
[e] el valor preestablecido de corriente que se desea inyectar, [e] the preset current value to be injected,
[f] la frecuencia de la señal generada, [f] the frequency of the generated signal,
[g] selección entre el segundo filtro pasa bajas y el tercer filtro pasa bajas, [g] selection between the second low pass filter and the third low pass filter,
[h] el valor de la amplificación del amplificador [g] de la señal captada, [h] the amplification value of the amplifier [g] of the captured signal,
[i] los valores de frecuencias de corte del filtro pasa banda [h], [i] the cut-off frequency values of the band pass filter [h],
Preferentemente el resistivímetro tiene también un odómetro. En este sentido, el tiempo entre dos secuencias de multiplexor puede ser indicado directamente en unidades temporales o puede ser indicado de una forma indirecta en unidades de distancia, en cuyo caso será la distancia medida por el odómetro la que determine el ritmo del multiplexor.
Preferably the resistivity meter also has an odometer. In this sense, the time between two multiplexer sequences can be indicated directly in temporary units or can be indicated indirectly in distance units, in which case it will be the distance measured by the odometer that determines the rhythm of the multiplexer.
La invención también tiene por objeto un aparato para la medición de la resistividad de un terreno que comprende por lo menos dos electrodos inyectores y por lo menos dos electrodos medidores y una pluralidad de canales de medición de la resistividad, caracterizado porque por lo menos uno de los canales es un resistivímetro de acuerdo con la invención. Efectivamente el aparato con un resistivímetro de acuerdo con la invención goza de todas las ventajas indicadas anteriormente. Además, el hecho de poder disponer de más canales le da una gran flexibilidad en el momento de planificar una estrategia de medición. Preferentemente el aparato comprende una plataforma motorizada y una pluralidad de puntos de fijación, de forma amovible, de los electrodos. La plataforma motorizada permite emplear el aparato para la medición de grandes extensiones de terreno sin tener que depender de algún medio externo de arrastre del mismo y el hecho de disponer de una pluralidad de puntos de fijación, de forma amovible, de los electrodos, permite generar configuraciones de los electrodos de acuerdo con las necesidades de cada caso. Todo ello dota de gran flexibilidad al aparato. A subject of the invention is also an apparatus for measuring the resistivity of a field comprising at least two injection electrodes and at least two measuring electrodes and a plurality of resistivity measurement channels, characterized in that at least one of The channels is a resistivity meter according to the invention. Indeed, the device with a resistivity meter according to the invention has all the advantages indicated above. In addition, being able to have more channels gives you great flexibility when planning a measurement strategy. Preferably, the apparatus comprises a motorized platform and a plurality of removable fixing points of the electrodes. The motorized platform allows the device to be used to measure large areas of land without having to rely on any external means of dragging it and the fact of having a plurality of fixing points, removably, of the electrodes, allows generating electrode configurations according to the needs of each case. All this gives the device great flexibility.
Breve descripción de los dibujos Brief description of the drawings
Otras ventajas y características de la invención se aprecian a partir de la siguiente descripción, en la que, sin ningún carácter limitativo, se relata un modo preferente de realización de la invención, haciendo mención de los dibujos que se acompañan. Las figuras muestran: Other advantages and features of the invention can be seen from the following description, in which, without any limitation, a preferred embodiment of the invention is mentioned, mentioning the accompanying drawings. The figures show:
Fig. 1, un esquema eléctrico de un circuito generador de una señal eléctrica de inyección de un resistivímetro de acuerdo con la invención. Fig. 1, an electrical scheme of a generator circuit of an electrical injection signal of a resistivimeter according to the invention.
Fig. 2, un esquema eléctrico de un circuito medidor de un resistivímetro de acuerdo con la invención.
Fig. 2, an electrical diagram of a measuring circuit of a resistivimeter according to the invention.
Descripción detallada de una forma de realización de la invención Detailed description of an embodiment of the invention
En la Fig. 1 se muestra un esquema eléctrico de un circuito generador de una señal eléctrica de inyección. Un generador sinusoidal de frecuencia variable G genera una señal que es amplificada por un amplificador regulado AR. A continuación la señal es amplificada mediante un amplificador de potencia AP y finalmente la señal es transformada mediante el transformador T. Esta señal es enviada a los electrodos de inyección a través de las salidas 81 y 82. Entre el transformador T y uno de los electrodos El hay unas resistencias R que permiten determinar la intensidad de corriente inyectada en el terreno. Esta señal es rectificada en un rectificador de onda completa R1 y es introducida en un filtro pasa bajas FPB1. La señal resultante es comparada con un valor de referencia REF y el resultado de la comparación es llevado a un circuito de regulación proporcional e integral PI, cuya salida es enviada al amplificador regulado AR que, de esta manera, ajusta su amplificación en función de dicha comparación. An electrical diagram of a circuit generating an electrical injection signal is shown in Fig. 1. A variable frequency sinusoidal generator G generates a signal that is amplified by an AR regulated amplifier. Then the signal is amplified by an AP power amplifier and finally the signal is transformed by the transformer T. This signal is sent to the injection electrodes through outputs 81 and 82. Between the transformer T and one of the electrodes There are R resistors that allow to determine the intensity of current injected into the ground. This signal is rectified in a full-wave rectifier R1 and introduced into a low pass filter FPB1. The resulting signal is compared with a REF reference value and the result of the comparison is taken to a proportional and integral regulation circuit PI, whose output is sent to the regulated AR amplifier which, in this way, adjusts its amplification according to said comparison.
Adicionalmente el circuito generador de la señal eléctrica de la invención tiene un circuito !imitador L de tensión que evita que, debido a posibles resistividades muy elevadas del terreno se provoquen sobretensiones en el equipo. Additionally, the generating circuit of the electrical signal of the invention has a voltage imiter circuit L that prevents overvoltages in the equipment due to possible very high resistivities of the ground.
El circuito es controlado por una unidad de control configurable ¡.tC. The circuit is controlled by a configurable control unit ¡.tC.
En la Fig. 2 se muestra un esquema eléctrico de un circuito medidor de un resistivímetro. El circuito medidor incluye tanto el circuito captador como los circuitos que se encuentran a continuación y que procesan la señal captada. Concretamente, el circuito tiene una impedancia variable Zi dispuesta justo tras las entradas E1 y E2 (a las que irán conectadas los electrodos medidores). A continuación hay un amplificador de ganancia programable PGA que, a su vez, está conectado a un grupo de resistencias Ri que definen la ganancia del amplificador PGA. La salida del amplificador PGA es llevada a un filtro pasa banda FB (que es de frecuencia variable) y, a la salida del mismo hay un rectificador de onda completa R2. La señal rectificada es introducida en un filtro pasa bajas FPB2 cuya salida es enviada a un conversor analógico digital ADC. Como ya se ha comentado anteriormente, el circuito podría incluir dos filtros pasa bajas, de diferentes características, y que fuesen conmutables entre sí.
An electrical diagram of a measuring circuit of a resistivimeter is shown in Fig. 2. The measuring circuit includes both the pickup circuit and the circuits below and that process the captured signal. Specifically, the circuit has a variable impedance Zi arranged just after inputs E1 and E2 (to which the measuring electrodes will be connected). Next there is a PGA programmable gain amplifier which, in turn, is connected to a group of Ri resistors that define the gain of the PGA amplifier. The output of the PGA amplifier is taken to a band-pass filter FB (which is of variable frequency) and, at its output there is a full-wave rectifier R2. The rectified signal is introduced into a low pass filter FPB2 whose output is sent to an ADC digital analog converter. As previously mentioned, the circuit could include two low pass filters, of different characteristics, and that were switchable with each other.
También en este caso el circuito es controlado por una unidad de control configurable ¡.tC
Also in this case the circuit is controlled by a configurable control unit ¡.tC
Claims (1)
12 -Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, caracterizado porque dicho segundo FPB tiene una frecuencia de corte comprendida entre 20 Hz y 100 Hz para una frecuencia de inyección comprendida entre 200 Hz y 1000 Hz, preferentemente.
12 -Procedure according to any of claims 9 to 11, characterized in that said second FPB has a cut-off frequency between 20 Hz and 100 Hz for an injection frequency between 200 Hz and 1000 Hz, preferably.
19 -Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18, caracterizado porque para el cálculo de la resistividad se tiene en cuenta el valor del diferencial de tensión inducido y el valor preestablecido de corriente.
19. Procedure according to any of claims 1 to 18, characterized in that the value of the induced voltage differential and the preset current value are taken into account for the calculation of the resistivity.
24-Resistivímetro según cualquiera de las reivindicaciones 20 a 23, caracterizado porque dicho bucle cerrado de regulación [e] comprende un rectificador [e1] seguido de un filtro [e2] previos a un comparador, donde el filtro es un filtro pasa bajas, donde dicho bucle cerrado de regulación es, preferentemente, de tipo proporcional e integral.
24-Resistivimeter according to any of claims 20 to 23, characterized in that said closed regulation loop [e] comprises a rectifier [e1] followed by a filter [e2] prior to a comparator, where the filter is a low pass filter, where said closed regulation loop is preferably proportional and integral.
32-Resistivímetro según cualquiera de las reivindicaciones 28 a 30, caracterizado porque dicho segundo FPB o dicho tercer FPB tiene una frecuencia de corte comprendida entre 20 Hz y 1 00 Hz para una frecuencia de inyección comprendida entre 200 Hz y 1 000 Hz.
32-Resistivimeter according to any of claims 28 to 30, characterized in that said second FPB or said third FPB has a cut-off frequency between 20 Hz and 1 00 Hz for an injection frequency between 200 Hz and 1 000 Hz.
[b] el tiempo entre dos secuencias de dicho multiplexor,
[b] the time between two sequences of said multiplexer,
15 40 -Aparato según la reivindicación 39, caracterizado porque comprende una plataforma motorizada y una pluralidad de puntos de fijación, de forma amovible, de dichos electrodos.
- Device according to claim 39, characterized in that it comprises a motorized platform and a plurality of removable fixing points of said electrodes.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2010
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