DE392189C - Verfahren zur Ergaenzung von Messungen mittels AEquipotentiallinienmethode fuer Erderforschungszwecke - Google Patents

Description

• Verfahren zur Ergänzung von Messungen mittels Äquipotentiallinienmethode für Erderforschungszwecke. Bei der elektrischen Vermessung eines Gebietes nach den verschiedenen bekannten Äquipotentiallinienverfahren erhält man nach Abschluß der Messungen im Gelände und Einzeichnung der Äquipotentiallinien in das Geländebild aus dem relativen Abstand der 2lquipotentiatlinien voneinander ein Bild der Verteilung der Potentialgradienten. Aus deren Verteilung kann man bereits einen genäherten Schluß auf die räumliche Verteilung der elektrischen Leitfähigkeit im Boden ziehen. Zu eindeutigen Schlüssen über die Untergrundverhältnisse reicht diese Kenntnis .aber noch nicht aus, @da hohe Leitfähigkeit des Bodens bei großer Stromstärke oder geringe elektrische Leitfähigkeit bei kleiner Stromstärke zu gleichen Potentialgradienten führen kann.
• Im einzelnen besteht die Methode, die Konfiguration der Äquipotentialli.nien zur Analyse der Beschaffenheit des Untergrundes zu verwerten, darin, daß man in dem Erdboden durch irgendwie angeordnete Elektroden -ein Spannungsgefälle herstellt und dann die Verteilung des unter dem Einiluß dieses Spannungsgefälles entstehenden Stromes im Boden mit Hilfe der Ausmessung der durch diesen erzeugten Äquipotentiallinien studiert. Bei gleicher Stromdichte überall im Boden .ergeben dann Gebiete großer Leitfähigkeit ein geringes Potentialgefälle, während Gebiete geringer Leitfähigkeit ein besonders hohes Potentialgefälle (oder Potentialgradienten) erzeugen. Demgemäß scharen sich die Äquipotentiallinien, wenn man diese mit gleicher Differenz des Potentials einzeichnen würde, über denjenigen Gebieten, wo die elektrische Leitfähigkeit gering ist, während sie diejenigen Flächen, wo die elektrische Leitfähigkeit im Untergrunde groß ist, zu meiden scheinen.
• .Tun bietet es aber draußen im Gelände große Schwierigkeiten, die Äquipotentiallinien mit gleicher Differenz des Potentials praktisch zu vermessen, und man muß sich meist damit begnügen, irgendwelche Äquipotentiallinien unbekannten absoluten Potentials aufzusuchen und diese in Karten eipzutragen. In diesem Fall kann man nur die Divergenz .der Äquipotentiallinien in den verschiedenen Gebieten im gegenseitigen Vergleich zur Analyse der Verteilung der elektrischen Leitfähigkeit im Untergrunde heranziehen.
• Prinzipiell kann man natürlich die absoluten Werte des Potentials auf irgendeiner Potentiallinie gegen die Elektroden selbst oder gegen irgendwie angeordnete Hilfselektroden bestimmen. Hat man es aber finit großen Gebieten zu tun, welche bei den jetzigen instrumentalen Hilfsmitteln bis zu 5o und ioo qkm groß sein können, so machen die zu diesen absoluten Messungen notwen,ligen weiteren Fernleitungen in ihrer Verlegung und Erhaltung sehr bedeutende Schwierigkeiten und Kosten, bedingen viel "Zeit zum Aufbau und Abbau, so daß man vorteilhaft zu einem Verfahren greifen wird, welches ebenfalls einen Anhalt gibt, wie sich das Potentialgefälle an der Stelle irgendeiner ausgemessenen Äquipotentiallinie (bzw. eine Fläche im Boden selbst) ändert, ohne diesen so unhandlichen Aufbau dazu zu benötigen.
• Ein Maß für die tatsächliche Stromstärke im Boden und damit auch, wenn man den Abstand der Äquipotentiallinien kennt, für die Leitfähigkeit des Untergrundes an dieser Stelle erhält man nun aber, wenn man auf einer Basis senkrecht zu der durch den zu untersuchenden Punkt laufenden Äquipotentiallinie in einer gewissen Entfernung voneinander zwei Sonden zur Abnahme des Stromes anbringt und die elektrischen Konstanten .des mittels dieser beiden Sonden an die Erde angelegten, ein -'#leßinstruinent, Widerstände usw. enthaltenden Stromkreises bestimmt. Gibt man dann z. B. den Widerständen in .dein so gebildeten Stromkreis nacheinander verschiedene Werte, so kann man nach bekannten Regeln die elektromotorische Kraft im Stromkreis und die unbekannten Teile des Widerstandes (in diesem j Fall also den Erdwiderstand) berechnen. Gesucht wird dabei in der Hauptsache die Spannungsdifferenz zwischen den beiden Sonden, «-elche als einzige elektromotorische Kraft in dem oben bezeichneten Stromkreis enthalten ist. Diese läßt sich also aus solchen Messungsreihen berechnen und ergibt .dividiert durch die Entfernung zwischen den beiden Sonden das Spannungsgefälle, «-elches gesucht wird. Außerdem erhält man den Widerstand zwischen den beiden Sonden in der Erde, und beide Angaben lassen .dann zusammen ein Maß für den Strom ableiten, welcher in der Erdoberfläche selbst fließt. Das Verfahren hat insbesondere dann große Bedeutung, wenn man nicht durchlaufende :@quipotentiallinien messen kann, weil etwa das Gelände stellenweise unzugänglich ist; man kann dann nur kurze Stückchen von Äduipotentiallinien zusammenhängend messen, und diese Stückchen erhalten natürlich einen ganz anderen Wert für die Beurteilung des Untergrundes in elektrischer Beziehung, wenn man auch gleichzeitig das Spannungsgefälle senkrecht zii ihnen und die Stromstärke im Boden bestimmt hat.
• Die Untersuchungen über die elektrische Beschaffenheit des Untergrundes wird heute vorzugsweise mit Wechselstrom angestellt, wo inan die oben beschriebene Untersuchung mit der bekannten Parallelohniinethocle ausführen kann, wobei sich eine besonders günstige, tragbare -Nleßvorriclitung ergibt.
• Natürlich kann man den Meßkreis, statt wie es hier beispielsweise geschehen war, um auch die Anwendung von Gleichstrom mit zu umfassen, bei Verwendung von Wechselstrom als Stromquelle für die Durchströinung des Untergrundes mit Elektrizität galvanisch mit clean Boden zu koppeln, induktiv koppeln, wie das Abb. 2 beispielsweise erkennen läßt, aus welcher die Art der Schaltung ohne weiteres zu erkennen ist. Durch passende Werte der Selbstinduktionen, Kapazitäten or1,er Widerstände in diesem Krei:.se nacheinander und Ausmessung der dann in dem an die Erde gekoppelten Kreis induzierten Stromstärke kann man in jedem Fall ein Maß für den Kopplungsgrad und für .die Stromstärke ini Boden gewinnen, während allerdings auf diese Weise .die Bestimmung des Gradienten der Spannung, des Spannungsgefälles im Boden, nicht unmittelbar möglich ist. Die Verteilung des Stromes im Boden ist aber an sich auch völlig hinreichend, uni zur Ausmessung der Äquipotentiallinien die hier geforderte notwendige Ergänzung zu ergeben.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Ergänzung von Messungen mittels Äquipotentiallinienmethode für Erd,erforschungszwecke, dadurch gekennzeichnet, daß an geeignet verteilten Stellen der eingemessenen Potentiallinien das Spannungsgefälle senkrecht zu der Potentiallinie quantitativ oder relativ gemessen und evtl. in Verbindung mit Widerstandsmessungen im Schließungskreis des Sondenstromes die lokale Stromdichte im Boden bestimmt wird.