PL65522B1 - - Google Patents

Description

Opublikowano: 5.VII.1972 65522 KI. 21g, 30/03 MKP G01v 3/12 I-HELMIAI ^4- IMEtedu M^M^go Twórca wynalazku: Hubert Trzaska Wlasciciel patentu: Politechnika Wroclawska, Wroclaw (Polska) Sposób badania zlóz z powierzchni ziemi oraz urzadzenie do sto¬ sowania tego sposobu Przedmiotem wynalazku jest sposób badania zlóz z powierzchni ziemi przy pomocy fal elektro¬ magnetycznych o czestotliwosciach radiowych, o- raz urzadzenie do stosowania tego sposobu.Dotychczas znany sposób badania zlóz z powierz¬ chni ziemi przy pomocy fal elektromagnetycznych polega na badaniu rozkladu natezenia pola elek¬ tromagnetycznego wytwarzanego przez antene umieszczona pod powierzchnia ziemi lub tuz nad jej powierzchnia. Stosowane do tego sposobu u- rzadzenie sklada sie z jednego kanalu radiowego zlozonego z nadajnika i odbiornika, pracujacych na jednej czestotliwosci. Tlumienie fal elektroma¬ gnetycznych w ziemi jest duze a wystepujace w niej niejednorodnosci sa niejednokrotnie malo kon¬ trastowe elektrycznie w stosunku do warstw przy¬ leglych. Zjawiska te powoduja, ze fala elektromag¬ netyczna odbita od zloza rózniacego sie parametra¬ mi elektrycznymi od warstw przyleglych w kierun¬ ku powierzchni ziemi jest znacznie slabsza od fa¬ li bezposredniej rozchodzacej sie wzdluz powierz¬ chni ziemi. Przy powierzchni ziemi wystepuje in¬ terferencja fali bezposredniej i odbitej od zloza.Wplyw fali odbitej na natezenie wypadkowego pola elektromagnetycznego wzdluz powierzchni zie¬ mi jest niewielki, co powoduje ograniczenie mo¬ zliwosci badan do plytkich zlóz o duzej kontra- stowosci zalegajacych pod warstwa nakladu-o ma¬ lym tlumieniu fal elektromagnetycznych o czesto¬ tliwosciach radiowych. Jednak zastosowanie fal 15 20 30 elektromagnetycznych o czestotliwosciach radiowych pozwala na wykrywanie zlóz o rozleglosci porów¬ nywalnej z dlugoscia fali radiowej stosowanej do poszukiwan i niewielkiej miazszosci zlóz.Celem wynalazku jest zwiekszenie zasiegu pe¬ netracji falami elektromagnetycznymi do granicy technicznej mozliwosci wykrywania slabego syg¬ nalu radiowego odbitego od zloza niejednorodne¬ go elektrycznie w stosunku do warstw przyleglych, zas zadaniem wynalazku jest opracowanie sposo¬ bu badania zlóz oraz urzadzenia do stosowania tego sposobu, umozliwiajacych osiagniecie tego ce¬ lu.Cel ten zostal osiagniety przez wprowadzenie pomocniczego sygnalu odniesienia sluzacego do po¬ miaru przesuniecia fazy pomiedzy nim a sygnalem odbitym od badanego zloza, przy czym czestotli¬ wosc Fp pomocniczego sygnalu odniesienia i cze¬ stotliwosc Fo sygnalu wnikajacego w glab ziemi sa dowolnymi harmonicznymi czestotliwosci gene¬ rowanej przez wzbudzajacy generator radiowego nadajnika a ponadto czestotliwosc Fp pomocnicze¬ go sygnalu nie równa sie czestotliwosci Fo sygna¬ lu wnikajacego w glab ziemi, zas urzadzenie do stosowania tego sposobu stanowi dodatkowy wzma¬ cniacz i nadawcza antena radiowego nadajnika, przeznaczone do nadawania pomocniczego sygnalu odniesienia, oraz dodatkowy odbiornik i odbiorcza antena miernika przesuniecia fazy, przeznaczone do odbioru pomocniczego sygnalu odniesienia. 65 52265 522 3 Zasadnicza korzyscia techniczna wynikajaca ze. stosowania sposobu wedlug wynalazku jest zwie¬ kszenie zasiegu penetracji falami elektromagne¬ tycznymi{a czestotliwosciach radiowych z powierz¬ chni ziemi db^ granicy technicznej mozliwosci wy¬ krywania slabego sygnalu radiowego odbitego od zloza rózniacego sie parametrami elektrycznymi od warstw przyleglych oraz zwiekszenie mozliwosci wykrywania zlóz o mniejszej kontrastowosci, a za tym prowadzenie poszukiwan zlóz o malej rozleg¬ losci (porównywalnych z dlugoscia fali elektroma¬ gnetycznej wnikajacej w glab ziemi) i malej miaz- znie wieksze glebokosci niz to czas. Pozwala to na przybli- okosci zalegania zloza oraz o- osci i miazszosci. ie blizej wyjasniony na pod- ry przedstawia schemat bloko- fiCTEKT. pylo mozliwe < Ifcone okreslenie gle| U«|ro^*^te 304; stawie wy urzadzenia.\ * Na powierzchni ziemi 1 umieszcza sie radiowy nadajnik I i miernik II przesuniecia fazy. Radio¬ wy nadajnik I stanowi wzbudzajacy generator 2 wspólpracujacy z dwoma wzmacniaczami mocy 3 i 4, przy czym do dodatkowego wzmacniacza 3 podlaczona jest dodatkowa nadawcza antena 5.Miernik II przesuniecia fazy stanowia dwa odbior¬ niki 7 18 podlaczone do fazoczulego detektora 9 ze wskaznikiem, przy czym do dodatkowego od¬ biornika 7 przylaczona jest dodatkowa odbiorcza antena 10. Wzbudzajacy generator 2 wytwarza drgania elektryczne o czestotliwosciach radiowych.Napiecie wyjsciowe wzbudzajacego generatora 2 doprowadzane jest równoczesnie do dwóch wzma¬ cniaczy mocy 3 i 4.Czestotliwosc napiecia sterujacego dodatkowego wzmacniacza 3 jest dwukrotnie wieksza od cze¬ stotliwosci napiecia sterujacego wzmacniacz 4.Energia wielkiej. czestotliwosci z dodatkowego wzmacniacza 3 jest doprowadzona, do dodatkowej nadawczej anteny 5 o dookólnej charakterystyce promieniowania, która promieniuje fale elektro¬ magnetyczna jako pomocniczy sygnal 12 odniesie¬ nia, docierajaca do dodatkowej odbiorczej anteny 10 o dookólnej charakterystyce promieniowania.Energia wielkiej czestotliwosci ze wzmacniacza 4 jest doprowadzana do nadawczej anteny 6, której charakterystyka promieniowania jest tak uksztal¬ towana, ze maksimum promieniowanej energii jest kierowane w glab ziemi w postaci sygnalu 13, a promieniowanie wzdluz powierzchni ziemi 1 w kie¬ runku miernika II przesuniecia fazy jest maksy¬ malnie wytlumione.Wnikajaca w glab ziemi 1 fala elektromagnetycz¬ na w postaci sygnalu 13 ulega dyfrakcji na zlo¬ zu 14, które rózni sie parametrami elektrycznymi od warstw przyleglych i jako fala odbita w po¬ staci sygnalu 15 dociera do odbiorczej anteny 11, która ma charakterystyke promieniowania uksztal¬ towana podobnie, jak nadawcza antena 6, to zna¬ czy taka, ze jej maksimum jest skierowane w glab ziemi a wzdluz powierzchni ziemi 1 w kierunku do nadajnika I jest maksymalnie wytlumiona.Z odbiorczej anteny 11 sygnal jest doprowadzany do odbiornika 8. Napiecia wyjsciowe dwóch od¬ biorników 7 i 8 sa doprowadzane do fazoczulego detektora 9 ze wskaznikiem. Pomocniczy sygnal 12 odniesienia nadawany jest na czestotliwosci Fp innej od czestotliwosci Fo z jaka nadawany jest 5 sygnal 13 wnikajacy w glab ziemi, przy czym po¬ miedzy czestotliwosciami zachowana jest zaleznosc Fp • m=Fo • n 10 gdzie m i n sa liczbami calkowitymi, a równoczes¬ nie m i n ^ 1 oraz m 9*= n. Koniecznosc stosowa¬ nia pomocniczego sygnalu 12 odniesienia o innej czestotliwosci niz czestotliwosc sygnalu 13 wnika¬ jacego w glab ziemi 1 wynika z mozliwosci wza- 13 jemnego przenikania sygnalów z jednego toru do drugiego w przypadku pracy obu torów na jednej czestotliwosci, co powodowaloby falszowanie wy¬ ników pomiarów. Ponadto aby nie zaklócic slabe¬ go sygnalu 15 odbitego od badanego zloza 14 przez 2o bezposredni silny sygnal 12 nadawany z radiowego nadajnika I do miernika n przesuniecia fazy stosu¬ je sie dwie nadawcze anteny 5 i 6 oraz dwie od¬ biorcze anteny 10 i 11 o tak dobranych charakte¬ rystykach, by kierunek maksimum promieniowa- 25 nia skierowany byl w glab ziemi a bezposrednie promieniowanie z nadajnika I do miernika II przesuniecia fazy maksymalnie tlumione. Prze¬ mieszczajac nadajnik I i miernik II przesuniecia fazy wzdluz powierzchni ziemi 1 przy zachowaniu 30 stalej odleglosci pomiedzy nadajnikiem I i mier¬ nikiem n, oraz mierzac miernikiem II przesunie¬ cie fazy pomiedzy sygnalem 12 odniesienia i syg¬ nalem 13 wnikajacym w glab ziemi w funkcji od¬ leglosci pomiedzy nadajnikiem I i miernikiem II, lub w funkcji czestotliwosci, okresla sie glebokosc 35 40 45 50 55 zalegania zloza 14 oraz jego pochylenie. PL PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób badania zlóz z powierzchni ziemi za pomoca sygnalu wnikajacego w glab ziemi, zna¬ mienny tym, ze stosuje sie pomocniczy sygnal (12) odniesienia sluzacy do pomiaru przesuniecia fa¬ zy pomiedzy nim a sygnalem (15) odbitym od badanego zloza (14), przy czym czestotliwosc Fp pomocniczego sygnalu (12) odniesienia i* czestotli¬ wosc Fo sygnalu (13) wnikajacego w glab ziemi sa dowolnymi harmonicznymi czestotliwosci gene¬ rowanej przez wzbudzajacy generator (2) radiowe¬ go nadajnika (I), a ponadto czestotliwosc Fp po¬ mocniczego sygnalu nie równa sie czestotliwosci Fo sygnalu wnikajacego w glab ziemi.

2. Urzadzenie do stosowania sposobu wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze radiowy nadajnik (I) wyposazony jest w dodatkowy wzmacniacz (3) mo¬ cy i dodatkowa nadawcza antene (5) do nadawania pomocniczego sygnalu (12) odniesienja, a miernik (II) przesuniecia fazy wyposazony jest w dodat¬ kowy odbiornik (7) i dodatkowa odbiorcza antene (10) do odbioru pomocniczego sygnalu (12) odnie¬ sienia, przy czym nadawcze obie anteny (5) i (6) oraz obie odbiorcze anteny (10) i (11) maja kierun- 65 kowe charakterystyki promieniowania.K1.21 g, 30/03 65 522 MKP G 01 v3/12 PL PL