JPH05505672A - 電磁測定値の過渡信号によって地下を探査する探査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 電　の゛　１によって　る 本発明は、電磁測定値の過渡信号によって地下を探査するための請求の範囲第１ 項の前段による探査装置に関する。

本発明は、特に、埋込まれたダイポールへの給電によって、探査すべき地下に発 生させた電磁波信号の過渡値のデータを認識することに関する。

このような信号が地下の構造について有用な情報をもたらすためには、常に存在 しているしよう乱源が信号に誤りを生じさせることを防止することが、−面では 必要となる。その　、場合に、特に交流及び無線信号が測定結果を乱す原因とな りうる。他面では、相互か゛ら隔だてられた複数の測定部所を設置する必要があ る。送信電流の急激な変動は、過渡信号として地下に伝播され、そこに、拡大さ れた誘導電流を発生させる。入カニニットは、複数の測定部所を有し、これらの 測定部所は、誘導電流に由来する電磁場の各々異なるいろいろの成分を測定する 。

本発明は、この形式の既知の装置を出発点としている。この既知の装置において は、２！ｌ定データとじよう乱データとの可及的に適正な関係に到達する目的の ために、に定データを処理する。既知の装置においては測定データ及び入カニニ ットを中央ユニットにデータの原形式において送出することが前提とされている 。その場合、個々のチャンネルに測定データを伝送し、中央ユニットにおいてそ れをデジタル処理することが必要となる。Ｎ！可能なチャンネルは最大で８個で あるから、入カニニットの数はそれによって制限される（米国特許第３７３７７ ６８号、同第４３４７８２１号及び同第４５３５２９３号）、入カニニットから 中央ユニットまでの伝送線は、個々の場合の必要に従って、８−までの長さをも つため、じよう乱信号のばらつきは避けられない。

本発明の課題は、以上に述べた一般的な構成の装置を、より高効率とし、特にじ よう乱信号を広汎に除去することにある。

この課題は、本発明によれば、請求の範囲第１項の特徴によって解決される０本 発明のその他の特徴は、請求の範囲第２項以下の対象である。

本発明によれば、測定部所からセンサーを介して取得されたアナログ測定値は、 所属する入カニニットにおいて直接にデジタル化されるので、測定値を検出する センサーとデジタル化装置との間の伝送路は、非常に短い長さに保つことができ る。デジタル化信号の伝送は、単に１本の遠廟測定接続（導線）を介してなされ るので、入カニニットの数は事実上所望のように増大させることができる０本発 明の特別の利点は、０．０１〜０．３ＫＨｚの周波数帯域がチャンネル数による 主要な制限を受けないことである。従って、本発明の装置によれば、相互から著 しく隔たった測定部所において、電気的に大きなしよう乱を受ける領域において 品質の低下なしに測定を行うことが可能となる。

有利には、入カニニットにおいて記憶されデジタル化された信号は、個別に要求 され、遠隔測定デジタル導線を介して中央ユニットに送出される。これは請求の 範囲第２項の特徴によって可能となる０本発明のこの実施態様によれば、データ ブロックを、必要に応じて、又は所定の時間順序で要求して、中央ユニットのデ ータ記憶装置に記憶させることができる１次に、記憶させた信号の解釈を行うこ とができ、それによって地中の電気抵抗の定量的な評価が可能となる。探査され る深さの範囲は、数ｍから数−とすることができる。

入カニニットにおいてのアナログ信号の処理は１本発明の前提条件ではないが、 個々の場合においてそれが必要とされるか、又は使用者が望む場合には、請求の 範囲第３項に従ってこの処理を行うことができる。特に誤りをもたらす測定操作 をさけるために、請求の範囲第４項の特徴に従って、個別の場合にそれを行うこ とができる。ｍ定部所において受信された。誘導電流に由来する電磁場の成分を 利用するので、多くは、磁場の垂直成分又はその時間微分、並びに、特に、電場 の１以上の成分が測定される。この場合、地下の電気抵抗の前述した定量的な評 価をもたらす解釈が、マックスウェルの式によって可能となる。

更に１本発明によれば、入カニニット即ちその電子アナログ成分の監視及び制御 が、請求の範囲第５項の構成によって可能となる。

次に図に示した一実施例について本発明を一１詳細に説明する。

図１は、測定装置の典型的な現場での配置を示し、電磁波の過度信号を測定する ための入カニニットは２個のみ示す図である。

図２は、送信電流及びそれに所属する受信された過度信号の波形図であり、Ｅは 、過渡信号の電磁場を、またＨは、過渡信号の電磁場を、それぞれ示す。

図３は、本発明による探査装置を示すブロック線図である。

図４は、入カニニットＲＵのアナログ部のブロック線図である。

図５は、入カニニットＲＵのデジタル部のブロック線図である。

過渡的な電磁気的測定（ＴＥＭ）による地下探査装置の原理は１図１から明らか にされる。地下探査装置は、送信装置（埋込みダイポール）と、受信器付きの入 力装置（コイル）とを備えている。送信電流の急激な変化は、地下に過渡電流と して伝播され、拡大された誘導電流をそこに誘起する。これらの誘導電流は、測 定部所において受信される。その場合。

その電磁場の前述したいろいろの成分を利用することができる０図２には、送− 受信側の信号形態のいろいろの例が示されている。受信信号は、短時間後に減衰 するので、過渡信号と呼ばれる。これらの過渡信号は、マックスウェルの式に従 って評価すべきであり、それによって、地下の電気抵抗の分布の定量的評価が可 能となり、それによって地下の構造に関する情報が得られる。

図３は、本発明によるデータ検出装置を示すブロック線図である。センサー（１ ，２）によって受信された信号は、入カニニット（３〜６）のそれぞれの測定部 所において、完全な信号として調製され、デジタル化され、一時的に記憶される 。入カニニット（３〜６）は、中央制御装置（７）によって、デジタル遠隔測定 装置によって制御される。入力装置（３〜６）は、全体として、このデータ導線 に結合されており、任意の適当な間隔に配設することができる。データは各々の 受信ユニットから中央制御装置によって個別に要求され、完全なブロックとして 、データ導線を径で伝送される。これにより原理的には無制限の多数の入カニニ ットを接続できる。

送受信ユニット間の同期は、外部のトリガ又は高精度のクロックによって行う、 受信ユニットのアナログ部は１図４にブロック回路図として図示されている。ア ナログ部は、いろいろのフィルタ部及び増福部から成っている。信号は、最初に 、無線周波数ＲＦフィルタ（９）２次に低域フィルタ（１２）。

次に受信増幅器ＩＡ（１３）を通過し、受信増幅器ＢＣ（１０）では、補助的に 、自動ドリフト補正ＢＣ（１０）が行われる０次にノンチフィルタ（１５）が設 けられ、最後に、第２のドリフト制御部ＢＣ（１０）を備えたインピーダンス変 換器ＩＭＡ（１６）が設けられる。信号は次に浮動点増幅器を径で、入カニニッ トのデジタル部に供給される。全てのフィルタ及び増幅器段は、マイクロプロセ ッサ−制御される。

マイクロプロセッサ−によって発生したテスト信号は、デジタル／アナログ変換 器Ｄ／Ａ（１１）を介して直接に入力部に供給することができる。これによって 各部（１２〜１６）の点検が可能となる。

マイクロプロセッサ−は、ドリフト制御部ＢＣ（１０）に。

入力信号の時間窓からの修正値を送出する。これらの修正値は、次の過渡信号を 受ける前に送出される。

図５は、入カニニットのデジタル部を表わしている。自動増幅度制御ＡＧＡ（１ ９８）及び４ビツト指数電子回路１９の形の、ＯｄＢ〜９０ｄＢの範囲の増幅を 可能とする浮動点増幅器ＡＳ　（１９）は、アナログ部への界面を形成している 。

自動増幅度制御ＡＧＡ（１８）の出力は、アナログ−デジタル変換器ＡＤＣ（２ ０）においてデジタル化され、４ビツト指数は、直接にマイクロプロセッサ−Ｍ Ｐ　（２１）によって引受けられる。マイクロプロセッサ−は、記憶装置にデー タを記憶し、中央ユニットＤＲ２５への遠隔測定装置（２３）にデータをブロッ クとして伝送するために、中央ユニットＤＲ（２５）によるデータ要求を時期す る。マイクロプロセッサ−ＭＰ　（２１）は、試験−制御バスＴＣＯ（２４）を 介して試験信号、増幅器、フィルタのようなアナログ部の設定を制御する。

図１ 訃 ◇ ト□− 一　く 要約書 提案の岩床探査装置では、送出電流の急激な変化として発生される過度値は送信 機により岩床へ送出され、かようにして発生された誘導電流は数個の受信ユニッ トにより測定され、測定値は中央ユニットへ通される。本発明では受信ユニット から得られる測定値はデジタル化され、測定部所に記憶され。

受信ユニット中のデータ記憶からのデータが次々に中央ユニットに通される遠隔 測定導線により中央ユニットが測定部所とリンクされることが必要とされる。

国際調査報告 ＤＥ　９１／、００２３８ Ｓ＾　４５４３４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．電磁測定値の過渡値の助けを借りて地下を探査する探査装置であって、埋込 まれたダイポール中の送信部から送出電流の急激な変化を過渡値として地下に到 達させ、拡大される誘導電流を複数の入力ユニットによって測定し、その測定値 を中央ユニットに送出するようにしたものにおいて、入力ユニット（３〜６）に よって取得された測定値を測定部においてデジタル化して記憶し、中央ユニット （７）は、遠隔測定導線（２３）によって測定部所（３〜６）に接続してあり、 入力ユニットの記憶装置からデータが遠隔測定導線（２３）を介して次々に要求 されて中央ユニット（７）によって受信されることを特徴とする探査装置。 ２．受信ユニット（３〜６）の記憶装置からデータが複数のブロックとして要求 され、中央ユニット（７）に記憶されることを特徴とする請求の範囲第１項に記 載の探査装置。 ３．取得された測定値が処理され、デジタル化が浮動点増幅器を介してなされる ことを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項記載の探査装置。 ４．測定部所において受信信号を処理する際に受信信号を自動ドリフト修正部（ １０）に付することを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項もしくは第３項記 載の探査装置。 ５．入力ユニット（３〜６）において、マイクロプロセッサー（２１）が、デー タの記憶及び中央ユニット（２５）へのデータの送出に、またそれと同時に、試 験−制御バス（２４）を介したアナログ部の設定の制御に用いられることを特徴 とする請求の範囲第１項及び第２〜４項のいずれか１項に記載の探査装置。