RU2032191C1 - Method of geoelectrical prospecting - Google Patents
Method of geoelectrical prospecting Download PDFInfo
- Publication number
- RU2032191C1 RU2032191C1 SU5050809A RU2032191C1 RU 2032191 C1 RU2032191 C1 RU 2032191C1 SU 5050809 A SU5050809 A SU 5050809A RU 2032191 C1 RU2032191 C1 RU 2032191C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrodes
- apparent
- grid
- search object
- boundary
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области геофизических исследований и может быть использовано для поиска подземных объектов или полостей при археологической разведке. The invention relates to the field of geophysical exploration and can be used to search for underground objects or cavities during archaeological exploration.
Известен способ определения зависимости удельного сопротивления земли от глубины с использованием источника постоянного тока [1], в котором для исследования удельного сопротивления земной поверхности в земле возбуждают электрическое поле и замеряют падение напряжения одновременно в нескольких точках, затем вычисляют кажущееся сопротивление для каждой точки вдоль линии исследования. A known method for determining the dependence of the resistivity of the earth on depth using a direct current source [1], in which to study the resistivity of the earth's surface in the earth, an electric field is excited and the voltage drop is measured at several points simultaneously, then the apparent resistance for each point along the study line is calculated .
Недостатком данного способа является невысокая точность в определении местоположения объекта вследствие того, что измерение кажущегося удельного сопротивления производится только вдоль одного профиля. Для того, чтобы уточнить результаты измерений, а также для измерения кажущегося удельного сопротивления по другому профилю, необходимо постоянно изменять местоположение точек измерения. The disadvantage of this method is the low accuracy in determining the location of the object due to the fact that the measurement of apparent resistivity is carried out only along one profile. In order to clarify the measurement results, as well as to measure the apparent resistivity on a different profile, it is necessary to constantly change the location of the measurement points.
Наиболее близкой по технической сущности является многоэлементная система [2] для определения удельного сопротивления и геоэлектрического разреза, взятая в качестве прототипа. Измерения проводятся с помощью электродов, установленных в предварительно подготовленных скважинах, расположенных по разные стороны от анализируемого участка грунта. Измерение удельного электрического сопротивления грунта производится на различных глубинах. The closest in technical essence is a multi-element system [2] for determining resistivity and geoelectric section, taken as a prototype. Measurements are carried out using electrodes installed in pre-prepared wells located on opposite sides of the analyzed soil area. The measurement of the electrical resistivity of the soil is carried out at various depths.
Недостатком способа, используемого в известной системе для определения удельного сопротивления, является невысокая точность определения границ объекта поиска, вследствие того, что шаг между электродами, используемыми при измерении удельного электрического сопротивления грунта, не учитывает размеры объекта поиска. The disadvantage of the method used in the known system for determining resistivity is the low accuracy of determining the boundaries of the search object, due to the fact that the step between the electrodes used in measuring the electrical resistivity of the soil does not take into account the dimensions of the search object.
Сущность изобретения состоит в одновременном размещении электродов в точках на исследуемой поверхности, соответствующих узлам прямоугольной сетки с заданным шагом, соизмеримым с линейными размерами предполагаемого объекта поиска и одинаковым в направлении обеих сторон сетки, затем измеряют кажущееся удельное сопротивление между электродами и по результатам измерений определяют границу объекта поиска. Для сокращения избыточной измерительной информации при определении границ объекта предлагается адаптивный алгоритм поиска, который заключается в измерении кажущегося удельного сопротивления участков между электродами, расположенными в рядах, параллельных одной из сторон сетки на расстоянии двойного шага друг от друга, по результатам измерений определяют границу объекта, далее измеряют кажущееся удельное сопротивление участков между электродами, расположенными в рядах, параллельных той же стороне сетки на расстоянии одного шага сетки внутри границы объекта поиска, определяют уточненные границы объекта поиска. The essence of the invention consists in the simultaneous placement of electrodes at points on the test surface corresponding to nodes of a rectangular grid with a given step commensurate with the linear dimensions of the proposed search object and the same in the direction of both sides of the grid, then the apparent resistivity between the electrodes is measured and the object boundary is determined from the measurement results search. To reduce the excess measurement information when determining the boundaries of the object, an adaptive search algorithm is proposed, which consists in measuring the apparent resistivity of the sections between the electrodes located in rows parallel to one of the sides of the grid at a double step distance from each other, the object boundary is determined from the measurement results, then measure the apparent resistivity of the sections between the electrodes located in rows parallel to the same side of the grid at a distance of one step ki inside the boundary of the search object, define the boundaries of refined search facility.
В дальнейшем измеряют кажущееся удельное сопротивление между каждым из электродов, расположенных на границе объекта поиска, и всеми электродами, находящимися в ближайших к ним узлах сетки, по результатам измерений уточняют границу объекта поиска. Subsequently, the apparent resistivity is measured between each of the electrodes located on the boundary of the search object and all the electrodes located in the nodes of the grid closest to them, and the boundary of the search object is determined by the measurement results.
Решаемой задачей является повышение точности определения местоположения и границ объекта. Предлагаемый способ позволяет производить дополнительные уточняющие измерения на исследуемом участке поверхности по произвольным направлениям с минимальной трудоемкостью, так как электроды размещают одновременно по всей площади искомого участка. The task at hand is to increase the accuracy of determining the location and boundaries of the object. The proposed method allows for additional refinement measurements on the investigated surface area in arbitrary directions with minimal labor, since the electrodes are placed simultaneously over the entire area of the desired area.
На фиг. 1 изображена структурная схема системы для реализации данного способа; на фиг. 2-5 представлены этапы проведения измерений. In FIG. 1 shows a structural diagram of a system for implementing this method; in FIG. Figures 2-5 show the steps for taking measurements.
Система для реализации способа содержит коммутатор 1, соединенный с генератором 2 и измерителем 3. Коммутатор 1 так же соединен с блоком 4 управления и с устройством 5 визуализации. Блок 4 управления состоит из процессора (ПЦ) 6, соединенного с оперативным запоминающим устройством (ОЗУ) 7 и постоянным запоминающим устройством (ПЗУ) 8. Каждый из блоков имеет автономное питание (на чертеже не показано). Коммутатор 1 соединен с блоком 9 электродов. Блок 9 электродов содержит 50-100 электродов. The system for implementing the method comprises a
С помощью блока 4 управления задается последовательность коммутации электродов, их функциональное назначение в соответствии с алгоритмом измерений. В состав блока 4 управления входят: процессор 6, оперативное запоминающее устройство 7 и постоянное запоминающее устройство 8. В ОЗУ хранятся результаты измерений, а также константы, необходимые для вычислений. ПЗУ содержит программы, реализующие алгоритмы измерений, программы вычисления коэффициентов установок и обработки результатов измерений. Управление процессом измерений осуществляется ПЦ 6 по программам, реализующими алгоритмы измерений, которые содержатся в ПЗУ 8 блока 4 управления. Алгоритмом измерений является последовательность операций, проводимая в процессе поиска местоположения и определения границ объекта поиска. Устройство 5 визуализации позволяет в полевых условиях оценить полученные результаты, при необходимости провести дополнительные уточняющие измерения в соответствии с выбранным алгоритмом измерений. Using the
Для реализации заявленного способа могут быть использованы известные устройства. В качестве блока 4 управления может быть использована микроЭВМ (персональный компьютер) в состав которой входит монитор, выполняющий роль устройства 5 визуализации, устройство постоянной памяти, выполняющее роль ПЗУ 8, устройство основной (оперативной) памяти, выполняющее роль ОЗУ 7, процессор персонального компьютера, выполняющий роль ПЦ 6. В качестве персональной ЭВМ могут быть использованы ПЭВМ, например, типа IBM PC, наиболее распространенные в нашей стране. To implement the inventive method can be used known devices. As the
Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.
Для проведения измерений на поверхности грунта устанавливают электроды по заранее размеченной прямоугольной сетке и соединяют их с коммутатором 1. Шаг прямоугольной сетки выбирают соизмеримым с линейными размерами предполагаемого объекта поиска. To conduct measurements on the soil surface, electrodes are installed on a pre-marked rectangular grid and connected to
Процессор 6 по программе, реализующей алгоритм измерений и содержащейся в ПЗУ 8, определяет 4 электрода (два питающих и два измерительных) из блока электродов 9, которые будут использованы при измерении. Далее ПЦ 6 подает команду коммутатору 1 на подключение выбранных электродов к генератору 2 и измерителю 3. ПЦ 6 через коммутатор 1 снимает цифровое значение падения напряжения на участке между измерительными электродами и вычисляет значение удельного сопротивления на участке в соответствии с программой, содержащейся в ПЗУ 8. Кажущееся удельное сопротивление вычисляют по формуле
ρ = K где К - коэффициент установки;
Δ U - падение напряжения на участке между измерительными электродами;
I - сила тока, возбуждающего электрическое поле.The
ρ = K where K is the installation coefficient;
Δ U is the voltage drop in the area between the measuring electrodes;
I is the strength of the current exciting an electric field.
Далее полученный результат записывается ПЦ 6 в ОЗУ 7 и выводится на устройство визуализации 5. Описанная последовательность действий продолжается до получения значений удельного сопротивления по всему исследуемому участку. После этого на устройстве визуализации 5 прорисовывается карта распределения сопротивлений и по этой карте определяется участок дальнейших исследований (участок, содержащий границы объекта поиска). Next, the result obtained is recorded by
На фиг. 2 показано расположение прямоугольной сетки электродов на исследуемом участке грунта. При описании процесса измерений рассматриваем расположение только измерительных электродов. Измерения производим следующим образом. In FIG. 2 shows the location of the rectangular grid of electrodes in the studied area of the soil. When describing the measurement process, we consider the location of only the measuring electrodes. Measurements are made as follows.
Выбираем измерительные электроды А1 и А3 и измеряем падение напряжения на участке между ними, затем вычисляем кажущееся удельное сопротивление по формуле (см. выше). We select the measuring electrodes A1 and A3 and measure the voltage drop in the area between them, then we calculate the apparent resistivity by the formula (see above).
Затем производим измерения между электродами А3-А5, А5-А7, А7-А9, А9-А11 и так же вычисляем кажущееся удельное сопротивление по приведенной формуле. Далее производим измерения между электродами Б1-Б3, Б3-Б5, Б5-Б7, Б7-Б9, Б9-Б11 и аналогично по всем профилям производят измерения и вычисления. Then we make measurements between the electrodes A3-A5, A5-A7, A7-A9, A9-A11 and also calculate the apparent resistivity according to the above formula. Next, we make measurements between the electrodes B1-B3, B3-B5, B5-B7, B7-B9, B9-B11 and similarly perform measurements and calculations on all profiles.
На основании сравнения кажущихся удельных сопротивлений на соседних участках между собой уточняем границу объекта поиска, которая определена электродами Б4-Б8-Д8-Ж6-Ж2-Г2-В4. В пределах нее проводим дополнительные измерения (см. фиг. 3). Based on a comparison of the apparent resistivities in neighboring areas between each other, we specify the boundary of the search object, which is determined by the electrodes B4-B8-D8-Zh6-Zh2-G2-V4. Within it, we carry out additional measurements (see Fig. 3).
Измеряем падение напряжения между электродами Б4-Б5, Б5-Б6, Б6-Б7, Б7-Б8 и вычисляем кажущееся удельное сопротивление на этих участках по формуле. Затем измерение падения напряжения производим между электродами В4-В5, В5-В6, В6-В7, В7-В8. Аналогично производим измерения и вычисление кажущегося удельного сопротивления по всем профилям, пересекающим границу объекта поиска. We measure the voltage drop between the electrodes B4-B5, B5-B6, B6-B7, B7-B8 and calculate the apparent resistivity in these areas according to the formula. Then the voltage drop is measured between the electrodes B4-B5, B5-B6, B6-B7, B7-B8. Similarly, we measure and calculate the apparent resistivity for all profiles crossing the boundary of the search object.
По результатам сравнения кажущегося удельного сопротивления выделяем уточненную границу объекта, которая лежит между точками I - VIII (см. фиг. 3). Based on the results of comparing the apparent resistivity, we select the specified boundary of the object, which lies between points I - VIII (see Fig. 3).
Внутри нее выделяем электроды, расположенные вдоль границы (на фиг. 4 это Б6-В7-Г6-Д6-Ж5-Ж4Д3-Г4-В5), вокруг каждого из граничных электродов производим измерения падения напряжения, при этом, например, для электрода Г4 измерения производятся между электродами Г3-Г4, Г4-Г5, В4-Г4, Г4-Д4, Д3-Г4, Г4-В5, В3-Г4, Г4-Д5. Inside it, we select the electrodes located along the boundary (in Fig. 4 it is B6-V7-G6-D6-Zh5-Zh4D3-G4-V5), around each of the boundary electrodes we measure the voltage drop, while, for example, for the G4 electrode produced between the electrodes G3-G4, G4-G5, V4-G4, G4-D4, D3-G4, G4-V5, V3-G4, G4-D5.
Вычисляем кажущееся удельное сопротивление по приведенной формуле и определяем участок уточненной границы объекта. В данном случае это участок между электродами Д3-Г4-В5. We calculate the apparent resistivity using the above formula and determine the area of the specified boundary of the object. In this case, this is the area between the electrodes D3-G4-B5.
Повторяем эту процедуру для всех граничных электродов. Repeat this procedure for all boundary electrodes.
Использование предлагаемого способа позволяет определить местоположение объекта поиска, с высокой точностью найти границы внешнего контура объекта. Одновременное размещение электродов на исследуемом участке грунта, применение коммутатора, который позволяет использовать каждый из электродов в качестве либо питающего, либо измерительного, а также введение процессора для управления измерениями дает возможность адаптивно и с высоким быстродействием производить все измерительные операции. Using the proposed method allows to determine the location of the search object, with high accuracy to find the boundaries of the external contour of the object. Simultaneous placement of the electrodes on the studied site of soil, the use of a switch that allows each of the electrodes to be used as either a supply or a measuring one, as well as the introduction of a processor to control measurements, makes it possible to adaptively and with high speed perform all measurement operations.
Все измерения на данном участке осуществляются при одной и той же влажности грунта, погодных условиях, что сводит динамическую погрешность измерений до минимальной величины. Одновременность установки электродов обеспечивает минимальную погрешность вычисления коэффициента установки. Такая структура системы позволяет мобильно изменять методику измерений (СЭП, СГ и пр.) в зависимости от объекта, вмещенного в грунт. All measurements in this area are carried out at the same soil moisture, weather conditions, which reduces the dynamic measurement error to a minimum value. The simultaneous installation of the electrodes provides the minimum error in calculating the installation coefficient. Such a structure of the system allows you to mobilely change the measurement methodology (SEP, SG, etc.) depending on the object located in the ground.
Исходя из этого предлагаемый способ, реализуемый с помощью данной системы, можно эффективно использовать для решения задач археологии, геофизики, для проектных работ при строительстве зданий и сооружений и в других смежных областях. Based on this, the proposed method, implemented using this system, can be effectively used to solve problems of archeology, geophysics, for design work in the construction of buildings and structures and in other related fields.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5050809 RU2032191C1 (en) | 1992-07-01 | 1992-07-01 | Method of geoelectrical prospecting |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5050809 RU2032191C1 (en) | 1992-07-01 | 1992-07-01 | Method of geoelectrical prospecting |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2032191C1 true RU2032191C1 (en) | 1995-03-27 |
Family
ID=21608576
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5050809 RU2032191C1 (en) | 1992-07-01 | 1992-07-01 | Method of geoelectrical prospecting |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2032191C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2784418C2 (en) * | 2021-02-09 | 2022-11-24 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Звукотехника" | Method for geodynamic monitoring and device for its implementation |
-
1992
- 1992-07-01 RU SU5050809 patent/RU2032191C1/en active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Патент США N 4835473, кл. G 01V 3/04, 1986. * |
2. Международная заявка РСТ N 89/00705, кл. G 01V 3/02, 1989. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2784418C2 (en) * | 2021-02-09 | 2022-11-24 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Звукотехника" | Method for geodynamic monitoring and device for its implementation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Beff et al. | Three-dimensional monitoring of soil water content in a maize field using Electrical Resistivity Tomography | |
US4296379A (en) | Ground prospecting method utilizing electrical resistivity measurements for measuring the resistivity of unit blocks of the ground | |
De Jong et al. | Measurement of apparent electrical conductivity of soils by an electromagnetic induction probe to aid salinity surveys | |
Rhoades et al. | Determining salinity in field soils with soil resistance measurements | |
Diaz et al. | Salinity estimates in irrigated soils using electromagnetic induction | |
CN206378448U (en) | Polluted Soil detection arrangement of measuring-line structure based on comprehensive geophysical prospecting methods | |
Rhoades et al. | Establishing soil electrical conductivity-salinity calibrations using four-electrode cells containing undisturbed soil cores | |
RU2032191C1 (en) | Method of geoelectrical prospecting | |
GB2132357A (en) | Buried object location | |
US1843407A (en) | Underground strata prospecting | |
KR101928193B1 (en) | Method for predicting data of tower footing | |
Unde et al. | Soil resistivity measurement and interpretation technique | |
JP4356993B2 (en) | Ground exploration method and ground exploration device | |
RU2018885C1 (en) | Electric geosurvey method | |
RU2062488C1 (en) | Method for geo/electroexploration | |
Boys | Resistivity testing for earthing safety | |
Patrizi et al. | Analysis of non-ideal remote pole in Electrical Resistivity Tomography for subsurface surveys | |
US2207060A (en) | Method and apparatus for electrical exploration of the subsurface | |
RU2097793C1 (en) | Method of electric geophysical prospecting | |
RU2339058C1 (en) | Method for geoelectric survey | |
Budler | Improved geoelectrical imaging of water content dynamics applied to landslide monitoring | |
Sverko | Ground Measuring Techniques: Electrode Resistance To Remote Earth & Soil Resistivity | |
RU2169932C2 (en) | Gear to search for geopatic zones | |
Supriyadi et al. | Identification of subsurface layer in UNNES reservoir basin | |
SU1818593A1 (en) | Method of measuring electric current spreading resistance of earth electrode |