NL8203399A - TRANSMISSION SYSTEM FOR SOIL RESEARCH. - Google Patents
TRANSMISSION SYSTEM FOR SOIL RESEARCH. Download PDFInfo
- Publication number
- NL8203399A NL8203399A NL8203399A NL8203399A NL8203399A NL 8203399 A NL8203399 A NL 8203399A NL 8203399 A NL8203399 A NL 8203399A NL 8203399 A NL8203399 A NL 8203399A NL 8203399 A NL8203399 A NL 8203399A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- transmission system
- pin
- pipes
- pipe
- pins
- Prior art date
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 title claims abstract description 39
- 239000002689 soil Substances 0.000 title claims abstract description 12
- 238000011160 research Methods 0.000 title description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000012777 electrically insulating material Substances 0.000 claims description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 3
- 238000011835 investigation Methods 0.000 claims description 2
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 5
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- 238000010291 electrical method Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 2
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 210000003462 vein Anatomy 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
- E21B17/02—Couplings; joints
- E21B17/028—Electrical or electro-magnetic connections
- E21B17/0285—Electrical or electro-magnetic connections characterised by electrically insulating elements
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D1/00—Investigation of foundation soil in situ
- E02D1/02—Investigation of foundation soil in situ before construction work
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R31/00—Coupling parts supported only by co-operation with counterpart
Abstract
Description
I ϊ N.0. 31.288 1 / ·I ϊ N.0. 31,288 1 /
Transmissiestelsel voor bodemonderzoek.Transmission system for soil research.
De uitvinding heeft betrekking op een transmissiestelsel voor bodemonderzoek voor het elektrisch verbinden van een meetkop die in de grond wordt gedrukt en gegevens omtrent de bodemgesteldheid omzet in elektrische signalen, met signaalverwerkingsmiddelen, zoals meet· en 5 registreermiddelen, welk transmissiestelsel bestaat uit achter elkaar geplaatste, in hoofdzaak in eikaars verlengde gelegen pijpen, die zich van de meetkop naar de signaalverwerkingsmiddelen uitstrekken en uit een door de in eikaars verlengde gelegen pijpen lopend elektrisch geleider· stelsel.The invention relates to a soil survey transmission system for electrically connecting a measuring head which is pressed into the ground and converts soil condition data into electrical signals, with signal processing means, such as measuring and recording means, which transmission system consists of one behind the other, substantially elongated pipes extending from the measuring head to the signal processing means and from an electrical conductor system passing through the elongated pipes.
10 De laatste tijd gaan bouwaktiviteiten zich steeds meer afspelen op plaatsen die daarvoor, uit technisch oogpunt gezien, minder geschikt zijn. Daarom is grondmechanisch onderzoek onontbeerlijk. Bij het ontbre· ken van een voldoende draagkrachtige bovenlaag ontstaat de noodzaak een dieper gelegen grondlaag te vinden, die de dragende funktie kan oveme* 15 men. Om deze draagkrachtige lagen te lokaliseren en de mechanische eigenschappen hiervan met betrekking tot de draagkracht te bepalen zijn meerdere praktijkmethoden ontwikkeld, zoals pulsboren, proefheien en sonderen.10 Recently, construction activities are increasingly taking place in places that are less suitable from a technical point of view. Therefore, soil mechanical research is indispensable. In the absence of a sufficiently load-bearing top layer, it becomes necessary to find a deeper primer layer which can overcome the load-bearing function. In order to locate these load-bearing layers and to determine their mechanical properties with regard to the load-bearing capacity, several practical methods have been developed, such as pulse drilling, test piling and probing.
Gezien de hoge kosten bij het pulsboren en proefheien is alleen het 20 sonderen verder ontwikkeld.In view of the high cost of pulse drilling and pilot driving, only the probing has been further developed.
Bij het sonderen wordt een sondeerkonus de grond ingedrukt. Deze sondeerkonus is aan het vooreinde voorzien van een kegelvormige put met een gestandaardiseerde tophoek van 60° en een basisoppervlak van 1000 mm^.When probing, a CPT cone is pressed into the ground. This CPT cone has a cone-shaped well at the front end with a standardized top angle of 60 ° and a base area of 1000 mm.
25 Er bestaat een mechanische en een elektrische sondeermethode. Bij het mechanisch werkende systeem wordt de druk gemeten die op een binnen· pen moet worden uitgeoefend om de sondeerkonus stapsgewijze de grond in te drukken. Hiermee wordt de konusweerstand bepaald, de genoemde pen wordt omgeven door een buis die nadat de pen de sondeerkonus over een 30 bepaalde afstand naar beneden heeft gedrukt, wordt nagedrukt. De druk die nodig is om de buis naar beneden te drukken is een maat voor de zo· genaamde totaalkleef, dat wil zeggen de totale kleef over de gehele lengte van de buis. De plaatselijke kleef kan met deze methode niet wor· den bepaald.25 There is a mechanical and an electrical CPT method. The mechanically operating system measures the pressure that must be applied to an inner pin to push the CPT cone into the ground step by step. The cone resistance is hereby determined, the said pen being surrounded by a tube which is pressed down after the pen has pressed the probing cone down a certain distance. The pressure required to press down the tube is a measure of the so-called total adhesive, that is, the total adhesive over the entire length of the tube. The local adhesive cannot be determined by this method.
35 Bij de elektrische methode wordt alleen de stalen buis gebruikt om de sondeerkonus naar beneden te drukken. Door de buis loopt een elek· trische kabel die de omzetschakelingen in de, tevens de sondeerkonus vormende meetkop verbindt met elektrische meet· en registreermiddelen, 0203399 1 ‘ 2 meestal ondergebracht In een sondeerwagen ter plaatse van het meetpunt. In de meetkop bevinden zich rekstrookjes die mechanische vervormingen als gevolg van de op de meetkonus en zijn zijoppervlakken bij het met behulp van de buizen in de grond drukken uitgeoefende krachten, omzet in 5 elektrische signalen, die via de elektrische kabel naar de meet* en registreermiddelen worden gevoerd. Via de kabel worden tevens de elek-trische schakelingen in de meetkop gevoed en worden ook de gewenste voeding sspanningen voor de rekstrookjes toegevoerd. Met de laatstgenoemde elektrische sondeermethode kan ook de plaatselijke kleef worden gemeten. 10 Deze elektrische methode is echter zeer arbeidsintensief. De buis waarmee de meetkop/sondeerkonus in de grond wordt gedrukt bestaat namelijk uit een groot aantal achter elkaar geplaatste pijpen. De gebruikelijke pijpen hebben een lengte van 1 meter en een maximum diepte van de sondeerkonus van 20 meter vormt geen uitzondering. Deze maximum diepte 15 moet vooraf worden geschat, waarna de elektrische kabel met passende lengte door het geschatte aantal gereed liggende pijpen moet worden gevoerd voor aansluiting op de sondeerkonus. De kans op aderbreuk en slijtage van de kabel is groot, onder andere omdat de pijpen bij het in de grond drukken niet steeds in eikaars verlengde blijven.35 In the electrical method, only the steel pipe is used to press down the CPT cone. An electric cable runs through the tube, which connects the converting circuits in the measuring head, which also forms the probing cone, with electrical measuring and recording means, 0203399 1 2 usually housed in a probing car at the location of the measuring point. In the measuring head there are strain gauges, which converts mechanical deformations as a result of the forces exerted on the measuring cone and its side surfaces when it is pressed into the ground by means of the pipes, into 5 electrical signals, which are sent via the electric cable to the measuring * and recording means are being fed. The electrical circuits in the measuring head are also fed via the cable and the desired voltage supply for the strain gauges is also supplied. The latter electrical probing method can also measure the local adhesive. 10 However, this electrical method is very labor intensive. The tube with which the measuring head / probe cone is pressed into the ground consists of a large number of pipes placed one behind the other. The usual pipes have a length of 1 meter and a maximum depth of the sounding cone of 20 meters is no exception. This maximum depth 15 must be estimated beforehand, after which the electric cable of suitable length must be passed through the estimated number of pipes ready for connection to the probing cone. The risk of vein rupture and wear of the cable is high, partly because the pipes do not always remain in line when pressed into the ground.
20 In verband met deze problemen is gezocht naar signaaltransmissie* methoden zonder kabel, waaronder de transmissie met behulp van licht en met behulp van geluid en ook met behulp van mikrogolven.20 In connection with these problems, signal transmission methods have been sought without cable, including transmission using light and sound, and also using microwaves.
Geluidstransmissie is mogelijk door de lucht in de buis of door de buiswand, maar heeft als nadeel dat de geluidsdemping van meerdere om-25 standigheden afhankelijk is, die niet alle voorspelbaar zijn en dus niet steeds in de metingen kunnen worden betrokken, zoals de luchtvochtigheid, de temperatuur en het materiaal van de buiswand. Ook kunnen gemak* / kelijk storingen optreden veroorzaak door vreemde geluidsbronnen, zoals van motoren, pompen, werkzaamheden en zelfs praten en radio's. Door een 30 en ander is slechts een beperkt frequentiegebied mogelijk. Verder is batterijvoeding noodzakelijk met een batterij in de meetkop die op de duur uitgeput raakt en bovendien plaatsruimte inneemt die door andere schakelingen niet kan worden gebruikt, waarbij in aanmerking moet worden genomen dat deze meetkop slechts relatief kleine afmetingen kan bezit-35 ten.Sound transmission is possible through the air in the pipe or through the pipe wall, but has the drawback that the sound attenuation depends on several circumstances, which are not all predictable and therefore cannot always be included in the measurements, such as the humidity, the temperature and material of the pipe wall. Convenience * / disturbances can also occur caused by strange noise sources, such as engines, pumps, work and even talk and radios. With a 30 and the like, only a limited frequency range is possible. Furthermore, battery power is necessary with a battery in the measuring head which eventually becomes depleted and, in addition, takes up space which cannot be used by other circuits, taking into account that this measuring head can only have relatively small dimensions.
Transmissie met behulp van licht door de buisholte vereist ook een batterij in de opneemkop met dezelfde hiermee samenhangende bovengenoemde problemen. Licht kan zich in de buisholte voortplanten als een rechte straal, zolang de totale buis niet te veel wordt afgebogen, of als indi-40 rekt licht door reflekties en verstrooiing tegen de binnenwand van de 8203399 ' * . $ -* . . 3 buis· In de praktijk is de afbuiging uit de rechte lijn bij een diepte van 4 n al dikwijls 16 mm, dit is de binnendiameter van de buis· Direkt» zichtkontakt tussen de lichtzender en de lichtontvanger is dan niet meer magelijk. De binnenwand van de buis is verre van ideaal voor licht» 5 reflekties, zodat zeer veel licht wordt verstrooid en geabsorbeerd. De lichtdemping over bepaalde afstanden is zeer moeilijk vooraf te bepalen. Zelfs de toepassing van laserlicht is door de lichtabsorptie en door verstrooiing aan de binnenwand niet praktisch haalbaar. Het reflektie* vermogen van de binnenwand gaat bovendien door oxydatie en vuilafzetting 10 achteruit. Laserlicht vereist verder zeer veel energie van de batterij.Transmission using light through the tube cavity also requires a battery in the recording head with the same related above-mentioned problems. Light can propagate in the tube cavity as a straight beam, as long as the entire tube is not deflected too much, or as indi-40, light reflects and scatters against the inner wall of the 8203399 *. $ - *. . 3 tube · In practice, the straight line deflection at a depth of 4 n is often 16 mm, this is the inner diameter of the tube · Direct »sight contact between the light transmitter and the light receiver is then no longer possible. The inner wall of the tube is far from ideal for light »5 reflections, so that a lot of light is scattered and absorbed. The light attenuation over certain distances is very difficult to determine in advance. Even the use of laser light is not practically feasible due to the light absorption and the scattering on the inner wall. In addition, the reflectivity * of the inner wall deteriorates due to oxidation and dirt deposits. Laser light also requires a lot of energy from the battery.
Mikrogolven stellen zeer bepaalde eisen, waaraan bij bodemonderzoek moeilijk kan worden voldaan, zoals gepolijste buizen, nauwkeurige fre* quenties, gepolijste kontaktvlakken terwijl ook hierbij een batterij in de meetkop onontbeerlijk is.Microwaves have very specific requirements that are difficult to meet in soil research, such as polished pipes, precise frequencies, polished contact surfaces, while a battery in the measuring head is also essential here.
15 Bovengenoemde nadelen worden thans vermeden bij het transmissie* stelsel volgens de onderhavige uitvinding, die het kenmerk heeft, dat in elke pijp een afzonderlijke, van de pijp elektrisch geïsoleerde elek* trische geleider, bij voorkeur coaxiaal is gemonteerd, welke geleider in zijn uiteinden elektrische kontaktorganen bevat voor de geleiders in 20 aangrenzende pijpen en een zodanige lengte bezit, dat alle geleiders bij het op elkaar plaatsen van de pijpen elektrisch met elkaar in kontakt komen.The above-mentioned drawbacks are now avoided in the transmission system according to the present invention, characterized in that in each pipe a separate electric conductor electrically insulated from the pipe is mounted, preferably coaxially, which conductor is electrically terminated in its ends. contains contact members for the conductors in adjacent pipes and has such a length that all conductors electrically contact each other when the pipes are placed on top of each other.
De signaaltransmissie van de meetkop naar de meet» en registreer» middelen kan nu door de in serie geschakelde geleider geschieden of door 25 deze geleider in kombinatie met de door de pijpen gevormde buis die de geleider omgeeft. Deze transmissie kan bijvoorbeeld geschieden in de vorm van een met de meetsignalen gemoduleerde hoogfrequente draaggolf.The signal transmission from the measuring head to the measuring and recording means can now take place through the conductor connected in series or through this conductor in combination with the tube surrounding the conductor formed by the pipes. This transmission can take place, for example, in the form of a high-frequency carrier wave modulated with the measurement signals.
De voeding van de meetschakelingen in de meetkop kan eveneens via de ge* leiders en de pijpwand geschieden met gelijkstroom of met wisselstroom.The measuring circuits in the measuring head can also be supplied with direct current or alternating current via the conductors and the pipe wall.
30 In een voorkeursuitvoeringsvorm bestaat elke geleider uit een pen voor* zien van of bestaande uit elektrisch geleidend materiaal.In a preferred embodiment, each conductor consists of a pin provided with or consisting of electrically conductive material.
Het transmissiestelsel volgens de onderhavige uitvinding waarborgt onder alle omstandigheden een goede elektrische verbinding met de meet» kop. Door de op de pijpen en de geleiders of pennen bij het in de grond 35 drukken van de meetkop/sondeerkonus uitgeoefende kracht worden vuil en oxydatieprodukten op de kontaktplaatsen weggedrukt of doorbroken, zodat steeds een lage overgangsweerstand ontstaat. Een pijp*penkonstruktie is zeer robuust, ook voor opslag en transport, is verder eenvoudig te ver» vaardigen en gemakkelijk uitwisselbaar. De konstruktie kan gemakkelijk 40 zelfcentrerend worden uitgevoerd en er kan zeer snel en betrouwbaar mee 8203399 ' ; 4 worden gewerkt in vergelijking met de bovengenoemde elektrische methode waarbij een ononderbroken kabel vooraf door alle achter elkaar geplaat» ste pijpen moet worden gevoerd. Zonder tussenversterker kunnen thans ge* makkelijk afstanden van meer dan 30 m worden overbrugd. Vanzelfsprekend 5 behoeft de meetkop geen batterij te bevatten. In een voorkeursuitvoe* ringsvorm van de onderhavige uitvinding worden de pennen in de langs* richting van de pijpen verschuifbaar vastgehouden door een bus van elek* trisch isolerend materiaal, die de pen nauwsluitend omgeeft en met zijn buitenvlak steunt tegen de binnenwand van de pijp. Om elke pen kan ver* 10 der althans een ring vast worden aangebracht, die voorkomt dat de pen uit de genoemde bus glijdt.The transmission system according to the present invention ensures a good electrical connection to the measuring head under all circumstances. As a result of the force exerted on the pipes and the conductors or pins when the measuring head / probing cone is pressed into the ground, dirt and oxidation products are pushed away or broken through at the contact points, so that a low transition resistance is always obtained. A pipe * construction is very robust, also for storage and transport, is furthermore easy to manufacture and easily exchangeable. The construction can be easily self-centering and can be used very quickly and reliably with 8203399 '; 4 are operated in comparison with the above electrical method in which a continuous cable must be passed through all the pipes placed one behind the other in advance. Without an amplifier it is now easy to bridge distances of more than 30 m. Obviously, the measuring head need not contain a battery. In a preferred embodiment of the present invention, the pins are slidably retained in the longitudinal direction of the pipes by a sleeve of electrically insulating material which closely surrounds the pin and rests its outer surface against the inner wall of the pipe. At least one ring can be fixedly attached to each pin, which prevents the pin from slipping out of the said sleeve.
Om de kontaktdruk onder alle omstandigheden te waarborgen bezit bij voorkeur elke pen één uiteinde met een konische, van het uiteinde naar binnen nauwer wordende boring en een ander uiteinde met een konisch af* 15 geronde punt die van zaagsneden kan zijn voorzien. Ook de pijpeinden kunnen in hun uiteinden konische oppervlakken bezitten voor het stevig op elkaar houden van de pijpen bij het in de grond drukken van de meet* kop.To ensure contact pressure under all conditions, each pin preferably has one end with a tapered bore from the end inward and another end with a tapered tip that can be cut. The pipe ends may also have conical surfaces at their ends for holding the pipes tightly together when pressing the measuring head into the ground.
Voor het isoleren van de pennen in de pijpen worden de pijpen bij 20 voorkeur over hun gehele binnenwand voor zover aanraking met de pen mogelijk is voorzien van een elektrisch isolerende bekleding. De pennen kunnen bestaan uit roestvast staal of koper, maar ook uit een elektrisch geleidend gemaakte kunststof of uit koolstof. Van belang is dat geen niet*doorbreekbare oxydatielagen optreden.For insulating the pins in the pipes, the pipes are preferably provided with an electrically insulating coating over their entire inner wall insofar as contact with the pin is possible. The pins can be made of stainless steel or copper, but also of an electrically conductive plastic or carbon. It is important that non-* breakthrough oxidation layers do not occur.
25 De uitvinding zal thans nader worden toegelicht aan de hand van de tekeningen, waarop uitvoeringsvoorbeelden zijn weergegeven.The invention will now be further elucidated with reference to the drawings, on which exemplary embodiments are shown.
Fig. 1 toont schematisch de uitvoering van een transmissiestelsel volgens de onderhavige uitvinding bij toepassing van bodemonderzoek; fig. 2 toont een doorsnede van een uitvoeringsvoorbeeld van een 30 pijp voorzien van een koaxiale pen voor het transmissiestelsel volgens de uitvinding.Fig. 1 schematically shows the implementation of a transmission system according to the present invention using soil investigation; Fig. 2 shows a cross-section of an exemplary embodiment of a pipe provided with a coaxial pin for the transmission system according to the invention.
In fig. 1 wordt met het verwijzingscijfer 1 schematisch in door* snede een transmissiestelsel volgens de onderhavige uitvinding aange* geven, bestaande uit afzonderlijke, achter elkaar geplaatste pijpen 2, 35 die in de praktische uitvoering een lengte van 1 m kunnen bezitten. Deze pijpen 2 worden boven de grond met behulp van de aandrukknop 3 door niet weergegeven middelen de grond ingedrukt. Aan de onderzijde van het onder andere uit de pijpen samengstelde transmissiestelsel bevindt zich de meetkop 4 met de sondeerkonus 5. In de doorsnede volgens fig. 1 zijn ook 40 enkele verschillende aardlagen weergegeven, die door het transmissie* ut#*' 8203399 ' · f -i 5 stelsel «orden doorlopen.In Fig. 1, reference numeral 1 schematically shows, in cross section, a transmission system according to the present invention, consisting of separate pipes 2, 35 placed one behind the other and which in practical embodiment may have a length of 1 m. These pipes 2 are pressed into the ground above the ground by means of the push button 3 by means not shown. The measuring head 4 with the probing cone 5 is located on the underside of the transmission system composed among other things from the pipes. -i go through 5 system orders.
Elke pijp 2 is voorzien van een koaxiale pen 6, die op zijn plaats wordt gehouden door een schematisch aangegeven bus 7 van elektrisch iso» lerend materiaal. De pennen zijn in hun uiteinden elk voorzien van een 5 konus en tegenkonus, die de kontaktvlakken vormen maar waardoor zij ook mechanisch bij het in de grond drijven van de meetkop 4 in eikaars ver» lengde worden gehouden. Opdat de pijpen 2 bij het in de grond drukken eveneens in eikaars verlengde blijven zijn ook hun uiteinden passend konisch gevormd.Each pipe 2 is provided with a coaxial pin 6, which is held in place by a schematically indicated sleeve 7 of electrically insulating material. The pins are each provided with a cone and counter cone at their ends, which form the contact surfaces, but which also keep them mutually elongated mechanically when the measuring head 4 is driven into the ground. In order that the pipes 2 also remain in each other when pressed into the ground, their ends are also suitably conically shaped.
10 Bij het omlaag drukken van de meetkop 3 wordt deze kracht via alle achter elkaar geplaatste pijpen 2 op de meetkop 4 en op de sondeerkonus 5 uitgeoefend.When the measuring head 3 is pressed down, this force is applied to the measuring head 4 and the probing cone 5 via all pipes 2 placed one behind the other.
De aandrukkop 5 is voorzien van een aansluiting voor een konnektor 8, waarop een kabel 9 is aangesloten, die verbonden is met de meet» en 15 registreermiddelen in de kast 10. In het algemeen zal deze kast 10 zich bevinden in een sondeerwagen, die tevens de aandrukmiddelen voor het in de grond drijven van de meetkop 4 bevat.The pressing head 5 is provided with a connection for a connector 8, to which a cable 9 is connected, which is connected to the measuring and 15 recording means in the box 10. Generally, this box 10 will be located in a probing carriage, which is also the pressing means for driving the measuring head 4 into the ground.
Telkens als de bovenste pijp 2 over een bepaalde lengte de grond in is gedreven wordt de aandrukkop 3 teruggenomen en wordt een nieuwe pijp 20 2 met koaxiale pen 6 op de voorgaande pijp geplaatst. Daarna wordt de aandrukkop 3 op het boveneinde van de nieuwe pijp geplaatst. Vanwege de konstruktie van de afzonderlijke pijpen 2 en de aandrukkop 3 is hierna de elektrische verbinding tussen de meet» en registreermiddelen in de kast 10 en de meetkop 5 onmiddellijk weer tot stand gebracht.Whenever the upper pipe 2 has been driven into the ground over a certain length, the pressing head 3 is taken back and a new pipe 2 with coaxial pin 6 is placed on the previous pipe. Then the pressing head 3 is placed on the top end of the new pipe. Because of the construction of the individual pipes 2 and the pressure head 3, the electrical connection between the measuring and recording means in the housing 10 and the measuring head 5 is immediately re-established.
25 Fig. 2 toont een doorsnede van een uitvoeringsvoorbeeld van een in fig. 1 weergegeven pijp. Vanzelfsprekend is het transmissiestelsel vol» gens de uitvinding niet tot deze specifieke pijp met pen beperkt. De pijp 2 bezit in dit uitvoeringsvoorbeeld een relatief dikke mantel, op de binnenwand waarvan een elektrisch isolerende bekleding 11 is aange» 30 bracht, die zich over het gehele cilindrische binnenoppervlak van de pijp 2 uitstrekt. Koaxiaal in deze pijp 2 ligt een stalen pen 6, die door een elektrisch isolerende bus 7 wordt vastgehouden. Om de pen 6 is een veerring 12 aangebracht die op de pen 6 is gefixeerd. Als de pijp 2 met de pen 6 op een voorgaande pijp wordt geplaatst zorgt het gewicht 35 van de pen 6 voor kontaktdruk tussen de op elkaar volgende pennen 6. Bij voorkeur bevindt zich in de aandrukkop 3 echter ook een drukveer, die het kontakt in deze aandrukkop 3 op het boveneinde van de eerste onder» gelegen pen drukt en bovendien voldoende kontaktdruk voor lagere kon» taktplaatsen tussen pennen levert. Voor pennen die zich verder naar be» 40 neden in het transmissiestelsel bevinden draagt het gewicht van de op 8203399 * ' 1 6 ♦ s elkaar geplaatste pennen bij tot een goed elektrisch kontakt.FIG. 2 shows a cross section of an exemplary embodiment of a pipe shown in FIG. 1. Of course, according to the invention, the transmission system is not limited to this particular pin pipe. In this exemplary embodiment, the pipe 2 has a relatively thick jacket, on the inner wall of which an electrically insulating coating 11 is applied, which extends over the entire cylindrical inner surface of the pipe 2. Coaxially in this pipe 2 is a steel pin 6, which is held by an electrically insulating sleeve 7. A spring washer 12 is mounted around the pin 6 and is fixed on the pin 6. When the pipe 2 with the pin 6 is placed on a previous pipe, the weight 35 of the pin 6 provides contact pressure between the successive pins 6. Preferably, however, there is also a compression spring in the pressure head 3, which contact in this pressing head 3 presses on the top end of the first pin below and additionally provides sufficient contact pressure for lower contact locations between pins. For pins further down in the transmission system, the weight of the pins spaced at 8203399 * 1 6 ♦ s contributes to good electrical contact.
Aan de pijp 2 is in zijn uiteinde een extern (13) respektievelijk een intern (14) konisch kontaktoppervlak gevormd. Het konische binnen* oppervlak 14 neemt het konische buitenoppervlak 13 van de voorgaande 5 pijp 2 op, zodat deze pijpen zoveel mogelijk in eikaars verlengde blij* ven als zij de grond in worden gedrukt.An external (13) and an internal (14) conical contact surface is formed on the pipe 2 at its end. The inner conical surface 14 takes up the outer conical surface 13 of the previous pipe 2, so that these pipes remain in line as much as possible when pressed into the ground.
Om dezelfde reden zijn de uiteinden van de pennen 6 konisch ge* vormd. Aan de bovenzijde is een konische, afgeronde punt 16 aangedraaid, waarin zaagsneden 17 kunnen worden aangebracht om eventueel vuil weg te 10 werken bij het op elkaar plaatsen van de pennen 6. Aan de benedenzijde is een konisch gat 18 geboord met een zodanig konische hoek, dat bij het op elkaar plaatsen een optimaal kontaktvlak met de konische punt 16 wordt verkregen. Dit kontakt wordt door deze uitvoeringsvorm ook gehand* haafd als de pennen 6 niet in eikaars verlengde blijven. Dit is niet on* 15 denkbeeldig, omdat de pijpen 2 bij het in de grond drijven in hun koni* sche koppelingen 13, 14 iets kunnen buigen. Ook onder een bepaalde hoek ten opzichte van de zuivere langsrichting blijft de verbinding echter optimaal. De pijp wordt in het algemeen zodanig geplaatst, dat de konisch aangedraaide punt boven ligt, alhoewel dit niet noodzakelijk is.For the same reason, the ends of the pins 6 are conically shaped. A conical, rounded point 16 is tightened at the top, in which saw cuts 17 can be made to remove any dirt when the pins 6 are placed on top of each other. A conical hole 18 has been drilled at the bottom with such a conical angle, that an optimum contact surface with the conical point 16 is obtained when placed on top of one another. This contact is also maintained by this embodiment if the pins 6 do not remain in line. This is not imaginary, because the pipes 2 can bend slightly in their conical couplings 13, 14 when they are driven into the ground. However, the connection remains optimal at a certain angle with respect to the pure longitudinal direction. The pipe is generally positioned so that the conically tightened tip is on top, although this is not necessary.
20 In de aandrukkop 3 en in de meetkop 4 kan een deel van een pen 6 worden gemonteerd. In de aandrukkop 3 kan dit deel bestaan uit een be* nedenhelft van de pen 6 in fig. 2 met het konische gat 18, terwijl in de meetkop 4 het pendeel kan bestaan uit een bovenhelft van de pen 6 met de konisch aangedraaide punt 16.Part of a pin 6 can be mounted in the pressing head 3 and in the measuring head 4. In the pressure head 3, this part can consist of a lower half of the pin 6 in fig. 2 with the conical hole 18, while in the measuring head 4 the pin part can consist of an upper half of the pin 6 with the conically tightened point 16.
25 In de meetkop 4, die geen deel uitmaakt van de onderhavige uitvin* ding en die bij de eerstgenoemde elektrische meetmethode reeds wordt toegepast, bevinden zich rekstrookjes, die de vervormingen van bepaalde oppervlakken meten, bijvoorbeeld van het oppervlak van de sondeerkonus 5, waarmee de puntdruk wordt vastgesteld en van het zijvlak van de meet* 30 kop 4 voor het bepalen van de plaatselijke kleef.The measuring head 4, which is not part of the present invention and which is already used in the former electrical measuring method, contains strain gauges, which measure the deformations of certain surfaces, for instance of the surface of the probing cone 5, with which the Point pressure is determined and from the side face of the measuring * 30 head 4 to determine the local adhesive.
Deze rekstrookjes worden bij voorkeur in een elektrische brugscha* keling opgenomen, waarmee de weerstandsverandering als funktie van de rek kan worden gemeten. De rekstrookjes kunnen met gelijkstroom worden gevoed maar in verband met drift wordt de voorkeur aan wisselstroom ge* 35 geven. Deze wisselstroom kan via het transmissiestelsel volgens de uit* vinding aan de meetkop 4 worden toegevoerd, maar kan ook in de meetkop 4 worden opgewekt met behulp van een gelijkstroomvoeding, die eveneens plaatsvindt via de pennen 6 en de pijpen 2. De rekstrookjes kunnen bij» voorbeeld al naar gelang hun impedantieverandering de frequentie wijzi* 40 gen.These strain gauges are preferably incorporated in an electrical bridge circuit, with which the resistance change as a function of the strain can be measured. The strain gauges can be supplied with direct current, but in connection with drift, alternating current is preferred. This alternating current can be supplied to the measuring head 4 via the transmission system according to the invention, but can also be generated in the measuring head 4 by means of a direct current supply, which also takes place via the pins 6 and the pipes 2. The strain gauges can be » example, change the frequency according to their impedance change.
820 3 3 " JÊfl * * 7820 3 3 "JÊfl * * 7
Deze meetfrequenties «orden bij voorkeur gebruikt voor het module» ren van een hoogfrequente draaggolf die eveneens in de meetkop 4 kan worden opgewekt. Voor het moduleren kan aan amplitudemodulatie en aan frequentiemodulatie worden gedacht, waarbij de laatste modulatievorm de 5 voorkeur verdient omdat deze ongevoeliger is voor storingen.These measuring frequencies are preferably used for modulating a high-frequency carrier wave which can also be generated in the measuring head 4. Amplitude modulation and frequency modulation can be considered for modulation, the latter modulation form being preferred because it is more insensitive to disturbances.
Voor de transmissie van deze gemoduleerde draaggolf van de meetkop 4 naar de aandrukkop 3 kan het transmissiestelsel volgens de uitvinding worden beschouwd als een koaxiale hoogfrequente transmissiekabel of als lange leiding met een bepaalde impedantie, die met behulp van de afme* 10 tingen van de pijpen 2 en de pennen 6, hun impedantie en onderlinge kapaciteit en zelfinduktie kan worden berekend. Bij een lengte van de pijpen «o de pennen van 1 meter, een buitendiameter van de pennen 6 van 12 mm en een binnendiameter van de pijpen 2 van 16 mm en met gebruikma* king van gebruikelijke p.v.c.«materialen voor de isolatie en onder ver* 15 waarlozing van de ohmse weerstanden van het metaal van de pijpen en de pennen wordt in het frequentiegebied tussen 1 kHz en 2 MHz voor elke pijpsektie met bijbehorende pen een kapacitieve impedantie van 0,85 nF verkregen. Elke pijpsektie gedraagt zich dus als een kondensator.For the transmission of this modulated carrier wave from the measuring head 4 to the pressure head 3, the transmission system according to the invention can be regarded as a coaxial high-frequency transmission cable or as a long line with a certain impedance, which can be measured using the dimensions of the pipes 2. and the pins 6, their impedance and mutual capacitance and inductance can be calculated. With a pipe length of 1 meter, an outer diameter of the pins 6 of 12 mm and an inner diameter of the pipes 2 of 16 mm and using conventional PVC materials for the insulation and under By neglecting the ohmic resistances of the metal of the pipes and the pins, a capacitive impedance of 0.85 nF is obtained for each pipe section with associated pin in the frequency range between 1 kHz and 2 MHz. Each pipe section therefore behaves like a capacitor.
In het transmissiekanaal kunnen stoorspanningen optreden ten gevol» 20 ge van weerstandsveranderingen en kapaciteitsveranderingen door trillin» gen tijdens het in de grond drukken. Deze stoorspanningen kunnen worden beschouwd als zijbanden van de draaggolf. Met behulp van passende fil» ters kunnen deze zijbanden gemakkelijk worden tegengehouden, zodat zij op de bovengrondse metingen geen nadelige invloed uitoefenen. Omdat het 25 transmissiekanaal koaxiaal is uitgevoerd zal de invloed van externe elektrische en magnetische velden zeer klein zijn. Om overgangsweerstan» den tussen de pennen door oxydatie te voorkomen kunnen deze worden ver* chroomd terwijl ook roestvast stalen of koperen pennen 6 kunnen worden toegepast.Interference voltages may occur in the transmission channel due to resistance changes and capacitance changes due to vibrations during pressing. These interference voltages can be regarded as sidebands of the carrier wave. These sidebands can be easily restrained with the aid of suitable filters, so that they do not adversely affect the above-ground measurements. Since the transmission channel is made coaxial, the influence of external electric and magnetic fields will be very small. In order to prevent transition resistances between the pins by oxidation, these can be chromed, while stainless steel or copper pins 6 can also be used.
30 Omdat op de pennen geen langsdruk wordt uitgeoefend, afgezien van de druk door hun eigen gewicht, kunnen zij ook uit een vooraf elektrisch geleidend gemaakte kunststof bestaan of uit een kunststof pen, waarin een geleider is ingebed. Deze kunststof pen moet dan aan zijn uiteinden van passende kontaktorganen worden voorzien. Ook kan in plaats van een 35 pen, in elke pijp een elektrische geleider in een harde kunststof worden ingebed. De uiteinden van deze geleider, waar zich de blanke kontaktor» ganen bevinden, kunnen dan bijvoorbeeld worden ingebed in een zachtere veerkrachtige kunststof die een goede kontaktdruk oplevert tussen de tegenover elkaar gelegen en op elkaar te plaatsen blanke kontaktorganen.Since the pins are not subjected to longitudinal pressure, apart from the pressure due to their own weight, they can also consist of a plastic made electrically conductive beforehand or of a plastic pin in which a conductor is embedded. This plastic pin must then be provided with suitable contact members at its ends. Also, instead of a pin, an electrical conductor can be embedded in a hard plastic in each pipe. The ends of this conductor, where the blank contacts are located, can then, for example, be embedded in a softer resilient plastic which provides good contact pressure between the opposing and superposable blank contacts.
40 Vanwege de specifieke eigenschappen van koolstof kunnen de pennen ook 8203399 " 8 uit dit materiaal worden vervaardigd.Due to the specific properties of carbon, the pins 8203399 "8 can also be made from this material.
Voor de signaalverwerking kan van analoge, maar ook van digitale technieken gebruik worden gemaakt.Analogue, but also digital techniques can be used for signal processing.
Het spreekt vanzelf dat de uitvinding niet tot de hierboven bespro» 5 ken en op de tekeningen weergegeven uitvoeringsvorm beperkt is, maar dat wijzigingen en aanvullingen mogelijk zijn zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.It goes without saying that the invention is not limited to the embodiment discussed above and shown in the drawings, but that modifications and additions are possible without departing from the scope of the invention.
82033998203399
Claims (14)
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL8203399A NL8203399A (en) | 1982-08-31 | 1982-08-31 | TRANSMISSION SYSTEM FOR SOIL RESEARCH. |
| EP83201253A EP0102672B1 (en) | 1982-08-31 | 1983-08-30 | Transmission system for soil examination |
| AT83201253T ATE18924T1 (en) | 1982-08-31 | 1983-08-30 | TRANSMISSION SYSTEM FOR SOIL INVESTIGATION. |
| DE8383201253T DE3362798D1 (en) | 1982-08-31 | 1983-08-30 | Transmission system for soil examination |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL8203399A NL8203399A (en) | 1982-08-31 | 1982-08-31 | TRANSMISSION SYSTEM FOR SOIL RESEARCH. |
| NL8203399 | 1982-08-31 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL8203399A true NL8203399A (en) | 1984-03-16 |
Family
ID=19840207
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL8203399A NL8203399A (en) | 1982-08-31 | 1982-08-31 | TRANSMISSION SYSTEM FOR SOIL RESEARCH. |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0102672B1 (en) |
| AT (1) | ATE18924T1 (en) |
| DE (1) | DE3362798D1 (en) |
| NL (1) | NL8203399A (en) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8707308D0 (en) * | 1987-03-26 | 1987-04-29 | British Petroleum Co Plc | Electrical cable assembly |
| GB8714754D0 (en) * | 1987-06-24 | 1987-07-29 | Framo Dev Ltd | Electrical conductor arrangements |
| EP1331359B1 (en) * | 2002-01-29 | 2005-11-23 | Ingenjörsfirman Geotech Ab | Probing device with microwave transmission |
| DE102004003481B4 (en) * | 2004-01-22 | 2007-01-25 | Dtb Patente Gmbh | Measuring device and drilling device for deep drilling and method for measuring relevant data in deep wells |
| WO2020222755A1 (en) * | 2019-04-29 | 2020-11-05 | Halliburton Energy Services, Inc. | Electrical connector for oil and gas applications |
| DE102022201173A1 (en) | 2022-02-03 | 2023-08-03 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein | Device and method for cone penetration testing of soils |
| CN115030236A (en) * | 2022-05-25 | 2022-09-09 | 中国矿业大学(北京) | Dynamic monitoring and control method for tunnel multi-step slope-pressing foot type slag abandoning field |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2531120A (en) * | 1947-06-02 | 1950-11-21 | Harry L Feaster | Well-drilling apparatus |
| US3866678A (en) * | 1973-03-15 | 1975-02-18 | Texas Dynamatics | Apparatus for employing a portion of an electrically conductive fluid flowing in a pipeline as an electrical conductor |
| DE2545692B2 (en) * | 1975-10-11 | 1978-03-16 | Dornier System Gmbh, 7990 Friedrichshafen | Device for the transmission of measurement data from a borehole, in particular a deep borehole |
| FR2359358A1 (en) * | 1976-07-23 | 1978-02-17 | Ferodo Sa | Moulded plastics connector for tubes or hoses - has one part with spring hooks which snap over rims on other part |
-
1982
- 1982-08-31 NL NL8203399A patent/NL8203399A/en not_active Application Discontinuation
-
1983
- 1983-08-30 EP EP83201253A patent/EP0102672B1/en not_active Expired
- 1983-08-30 AT AT83201253T patent/ATE18924T1/en not_active IP Right Cessation
- 1983-08-30 DE DE8383201253T patent/DE3362798D1/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3362798D1 (en) | 1986-05-07 |
| EP0102672B1 (en) | 1986-04-02 |
| EP0102672A1 (en) | 1984-03-14 |
| ATE18924T1 (en) | 1986-04-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6664708B2 (en) | Method and device for non-contact detection of external electric or magnetic fields | |
| CN100460804C (en) | A capacitive sensor and method for non-contacting gap and dielectric medium measurement | |
| US5631562A (en) | Time domain electromagnetic well logging sensor including arcuate microwave strip lines | |
| US7446625B2 (en) | Narrow impedance conversion device | |
| US9069056B2 (en) | Guided wave radar probe reference target | |
| US20050194978A1 (en) | System and Method to Locate an Anomaly of a Conductor | |
| EP1020735A3 (en) | Probe mapping diagnostic methods | |
| AU2001280869A1 (en) | Test systems for wireless-communications devices | |
| ES2180067T3 (en) | MEASUREMENT EQUIPMENT FOR THE IMPEDANCE OF A RESONANT STRUCTURE. | |
| NL8203399A (en) | TRANSMISSION SYSTEM FOR SOIL RESEARCH. | |
| ATE548660T1 (en) | MEASURING TIP FOR HF MEASUREMENT | |
| JP2004093565A (en) | Filling level measuring apparatus | |
| CN100510764C (en) | Method and device for searching fault point of electric wire and cable | |
| JP2006133088A (en) | Method and system for measuring moisture distribution in soil | |
| JP3858084B2 (en) | Liquid contact timing detection device for test probe | |
| US9081081B2 (en) | Diode switched front end for guided wave radar level transmitter | |
| CN108375411A (en) | Taper horn focuses the intrinsic interference-type optical fiber grating sonac of coupling | |
| EP0833124A3 (en) | Capacitive distance measurement | |
| KR102041230B1 (en) | TDR type apparatus for measuring soil moisture using a coaxial cable | |
| US5083090A (en) | Contactless measurement of the electrical resistance per unit length of filaments | |
| CN103674170B (en) | A kind of guide wave radar liquid level gauge | |
| KR100890570B1 (en) | The metal waveguide of the terahertz wave | |
| GB2161936A (en) | Alternating current potential drop crack detection | |
| CN209784477U (en) | Insulating multiplexer utensil insulating properties detection device of live working | |
| CN211318251U (en) | Test system of time domain reflection soil moisture |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A1B | A search report has been drawn up | ||
| A85 | Still pending on 85-01-01 | ||
| BV | The patent application has lapsed |