NO159496B - Forbindelse mellom to avstandsholderammeprofiler samt fremgangsmaate og innretning for tilveiebringelse av forbindelsen. - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for grunnundersøkelse ved hjelp av elektromagnetiske bølger.

Den foreliggende oppfinnelse vedrorer en fremgangsmåte for grunn-undersøkelser ved hjelp av elektromagnetiske bolger.

De konvensjonelle metoder består hovedsakelig i at man nær bakken ved hjelp av en egnet sender frembringer et elektromagnetisk felt, det såkalte primærfelt, hvis frekvens med fordel ligger i det akustiske eller ultrasonore frekvensområde, for eksempel fra noen hundre til noen tusen Hertz.

De elektromagnetiske bolger trenger ned i grunnen som vanligvis er heterogen, og danner her hvirvelstrommer som danner et sekundaerfelt som adderer seg til det utstrålte primærfelt.

Forholdsvis nær senderen er en for totalfeltet folsom mottager anbragt, og ved analyse av den i mottageren registrerte spenning er det mulig å tyde de forstyrrelser som har funnet sted, hvilken analyse kan gi interessante opplysninger om grunnens struktur.

r

Ved alle kjente fremgangsmåter induserer totalfeltet strommer i mottageren med samme frekvens som det utstrålte felt, og diskri-minering av resultatene utfores ved å studere enten variasjonene i komponentene av det mottatte totalfelt, eller de faseforskyv-ninger som feltet viser i forhold til det utstrålte felt.

Senderen vil imidlertid på grunn av sin tilstedeværelse i mottageren direkte indusere et parasittfelt hvis amplitude alltid er meget .storre enn amplituden for sekundærfeltet som alene inneholder opplysninger om grunnens struktur.

Folgelig er den kjente fremgangsmåte beheftet med en fundamental mangel som vanskeliggjor pålitelige undersøkelser.

Et formål med den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en modifikasjon av fremgangsmåten som nevnt ovenfor, hvilken fremgangsmåte ifblge oppfinnelsen ikke er beheftet med nevnte mangel.

Oppfinnelsen består hovedsakelig i på en egnet måte periodisk å tilveiebringe en variasjon av koblingen mellom senderen og grunnen, mens koblingen mellom sender og mottager holdes konstant.

Spekteret av det mottatte totalfelt omfatter således også to sidefrekvenser som en folge av moduleringen av sekundærfeltet, mens primærfeltet forblir umodulert.

Ved egnet filtrering kan man isolere sidefrekvensene, hvilket muliggjor en betydelig eliminering av den spenning som induseres i mottageren som folge av den direkte kobling mellom sender og mottager.

Fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen muliggjores ved at man nu er

i stand til å fremstille filtre som tilstrekkelig effektivt skiller to nabofrekvenser.

Ifolge oppfinnelsen er det tilveiebragt en fremgangsmåte av den innledningsvis nevnte art hvis karakteristiske trekk fremgår av de etterfølgende krav.

Fremgangsmåten forklares slik: Den spenning som mottageren regi-strerer kan oppfattes som summen av to ledd. Et forste ledd Ecosuit som representerer koblingen mellom sender og mottager, skyldes den direkte virkning på mottageren av det fra senderen utstrålte primærfelt.

Et andre ledd av formen kcos (u)t + ip) representerer sekundærfelt-ets virkning. Den av mottageren totalt mottatte spenning er folgelig lik:

Ecosujt + kcos (cut + ip).

Oppfinnelsen består hovedsakelig i å variere koeffisienten k

med en frekvens f, samtidig som koblingen mellom sender og mottager holdes konstant, hvilket vil si at koeffisienten E er konstant og tidsuavhengig (t betegner tiden og cp fasedifferansen mellom primær- og sekundærfelt).

Til frekvensen f svarer vinkelfrekvensen id = 2nf, og til frekvensen f svarer vinkelfrekvensen W = 2nf' . Den spenning som mottas av mottageren ved fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen er derfor lik:

Ecosuut + a cos(u)t + ip) costu't.

hvor a er tidsuavhengig.

Som kjent kan annet ledd i dette uttrykk opploses i funksjoner av henholdsvis sidefrekvensen f + f<1> og sidefrekvensen f - f1 .

Skjont koeffisienten a alltid er meget mindre enn E til tross for de foranstaltninger man alltid gjor for mest mulig å redu-sere den direkte kobling, er det mulig ved hjelp av filtre å isolere en av sidefrekvensene f + f' og f - f, hvorved man i vesentlig grad eliminerer leddet Ecostut som skyldes den direkte kobling.

Etter filtrering av det mottatte signal tilveiebringes således

et signal med frekvens f + f (eller f-f) hvilket signals amplitude gir informasjon om grunnens struktur.

Under henvisning til de vedlagte tegninger skal nedenfor beskri-ves forskjellige utforelsesformer ved anvendelse av fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen.

Fig. 1 viser en rammeantenne 1 og en rammeantenne 2 som begge er montert på endene av en horisontal aksel 6 som av en motor 7 dreies med en vinkelhastighet lu1 = 2nf.

Senderantennen 1 mates av en generator 3 med elektromagnetiske bolger med frekvens f.

Mottagerantennen 2 mater en mottager 4 med signaler som filtrer-es av et etterfølgende filter 5 som for eksempel frekvensen f + f og undertrykker frekvensene f og f - f.

Systemet er anbragt på det sted hvor grunnen skal undersokes. Antennene 1 og 2 monteres fortrinnsvis i to på hinannen perpendikulære plan, slik at storrelsen av den konstante koeffisient E mest mulig reduseres.

Hvis grunnen har en uendelig hoy spesifikk motstand vil man på utgangen fra filteret 5 ikke få noen spenning. Derimot vil i grunnen induserte hvirvelstrommer frembringe en spenning med frekvens f + f'.

Selvsagt kan man bruke frekvensen f-f istedenfor f + f .

Fig. 2 viser en annen utforelsesform. Også her bruker man to rammeantenner 1 og 2 anbragt i på hverandre perpendikulære plan og solid festet til en stang 8. Men her er stangen montert verti-kalt, og ved hjelp av en motor 9 settes den i en longitudinal vekselbevegelse med en frekvens f. Forovrig består anordningen av generatoren 3, mottageren 4 og filteret 5. Forskyvningen av stangen langs dens vertikale akse varierer koblingen mellom rammeantennen 1 og grunnen, mens koblingen mellom de to rammeantenner innbyrdes forblir konstant.

Så fremt man onsker å anordne rammeantennene 1 og 2 på en viss storre avstand fra hverandre, kan man erstatte den mekaniske forbindelse ved hjelp av stangen 8 med en elektrisk forbindelse.

Fig. 3 viser skjematisk en slik utforelsesform. Senderrammean-tennen 1 er fremdeles festet til enden av stangen 8 som ved hjelp av motoren 9 gis en vertikal vekselbevegelse. Mottagerantennen 2 er montert på en vertikal stang 10 som forskyves i vekslende retning langs sin akse ved hjelp av en motor 14. De vertikale forskyvninger av stengene 8 og 10 omsettes ved hjelp av elektriske apparater 11 og 12 til elektriske spenninger hvis differanse påtrykkes en forsterker 13 som styrer motoren 14 på en slik måte at differansen forsokes eliminert, hvilket sikrer synkrone bevegelser av rammene.

Organene 11, 12, 13 og 14 virker på i og for seg kjent måte.

Istedenfor å bevirke koblingsvariasjon ved geometrisk forskyvning av rammene, kan man vekselvis anvende forskjellige rammepar.

Man kan f.eks. anvende to par rammeantenner, nemlig to sender-rammeantenner og to mottagerrammeantenner. Man har således to sett rammer fast beliggende i rommet. Fig. 4 viser denne opp-stilling. Det er her vist to senderrammer 1 og 21 og to mottag-errammer 2 og 22.

Ifolge oppfinnelsen anvendes forst rammeparet 1, 22, og så i neste fase rammeparet 21, 2. Veksling av rammepar skjer med frekvensen f. Også her består anordningen forovrig av generatoren 3, mottageren 4 og filteret 5.

To elektroniske kommutatorer 23, 24 styres ved hjelp av en signalgenerator 25 for fortrinnsvis firkantpulser.

Claims (4)

1. I lopet av forste operasjonsfase styrer generatoren 25 kommuta- toren 23 slik at generator 3 mater ramme 1. Samtidig kobler kommutator 24 ramme 2 til mottageren 4, samtidig som rammene 21 og 22 utkobles. I lopet av neste fase mates ramme 21 av generator 3, samtidig som ramme 22 mater mottager 4, mens rammene 1 og 2 er utkoblet. Generator 3 arbeider fremdeles med frekvensen f, og den av gene- rator 25 frembragte veksling av rammeparene skjer med frekvensen f . I en annen, ikke vist, utforelsesform brukes et enkelt rammepar 1, 2 som avvekslende tjener som sender- og mottagerramme under påvirkning av en generator som kommuterer rammene med frekven- sen f'. I forste del av syklusen er generator 3 koblet til forste ramme og mottageren til den annen ramme. I annen del av syklusen mater generator 3 den annen ramme, mens forste ramme er koblet til mottageren. 1. Fremgangsmåte for grunnundersøkelse ved hjelp av elektro- magnetiske bolger med en frekvens f, karakterisertved at en kobling mellom det av sender og mottager bestående aggregat og grunnen varieres med en frekvens f, idet den direk- te kobling mellom sender og mottager holdes konstant, hvorved det ved filtrering isoleres en spenning med frekvens lik summen eller differansen av frekvensene f og f', hvilken spenning som er direkte proporsjonal med det hvirvelfelt som i grunnen indu- seres av det av aggregatet utsendte felt, blir registrert.
2. 2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisertved at koblingen varieres ved at to rammeantenner, en for sending og en for mottagning, roterer med frekvensen f.
3. 3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisertved at koblingen varieres ved at to rammeantenner underkastes

   en vertikal vekselbevegelse med frekvensen f.
4. 4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at koblingen varieres ved at to par rammeantenner anvendes vekselvis og at vekslingen fra det ene til det andre par skjer med frekvensen f.