RU2328021C2 - Radio-wave device for geophysical research - Google Patents

Abstract

FIELD: physics.

SUBSTANCE: invention concerns geophysical instruments applying radio-wave research principles, and can be applied at exploration of basement beds of existing buildings and facilities, at construction and maintenance of economic facilities in restricted visibility conditions (fog, dusk), at exploration works in forests, drafts and other landscape unevenness. The device includes transmitting antenna and radio wave transmitter fixed at one stand, receiving antenna, radio wave receiver and spatial orientation antenna (SOA) fixed at another stand, antenna position adjustment device, and SOA signal meter.

EFFECT: enables research of soil bodies without direct contact between transmitting and receiving antennas.

2 dwg

Description

Изобретение относится к геофизическому приборостроению, использующему радиоволновой принцип исследований.The invention relates to geophysical instrumentation using the radio wave research principle.

Известно устройство для поиска и определения неоднородностей грунтовых массивов, содержащее передатчик и приемник с антеннами, размещенные на штативах с пространственной ориентацией антенн методом визуализации (ДЭМП-3) [Велиев А.В. и др. Электромагнитное профилирование. Устройство ДЭМП-3 для поиска тектонических нарушений. - Л.: Недра. 1971. с.215].A device for searching and determining the heterogeneity of soil massifs containing a transmitter and a receiver with antennas placed on tripods with the spatial orientation of the antennas by the visualization method (DEMP-3) [Veliev A.V. and other electromagnetic profiling. DEMP-3 device for searching tectonic disturbances. - L .: Subsoil. 1971. p.215].

Недостатком данного устройства, использующего глазомерный способ ориентации по меткам, является недостаточная точность получаемых результатов вследствие значительных субъективных погрешностей и трудность работы на больших расстояниях.The disadvantage of this device, using the eye-marking method of orientation by labels, is the lack of accuracy of the results due to significant subjective errors and the difficulty of working at long distances.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство для поиска и определения границ тектонических нарушений при разработке угольных месторождений по авторскому свидетельству SU №1721242, Е21С 41/18, 39/00 от 23.03.1992 г., бюл. №11 - прототип, содержащее передающую рамочную антенну, соединенную с первой визирной трубой, и передатчик радиоволн, установленные на первом штативе, приемную рамочную антенну, соединенную с второй визирной трубой и приемником радиоволн, установленные на втором штативе, устройство регулирования положения указанных антенн.Closest to the proposed technical solution is a device for searching and determining the boundaries of tectonic disturbances in the development of coal deposits according to copyright certificate SU No. 1721242, Е21С 41/18, 39/00 dated 03/23/1992, bull. No. 11 is a prototype containing a transmitting loop antenna connected to the first sighting tube and a radio wave transmitter mounted on the first tripod, a receiving loop antenna connected to the second sighting tube and the radio wave receiver mounted on the second tripod, a device for adjusting the position of these antennas.

Недостатком данного устройства является невозможность юстировки антенн при отсутствии прямой видимости, имеет значительные ограничения при работе на пересеченной местности и заметных перепадах высот, значительных расстояниях между антеннами.The disadvantage of this device is the inability to align the antennas in the absence of direct visibility, has significant limitations when working on rough terrain and noticeable elevations, significant distances between the antennas.

Задачей изобретения является обеспечение возможности проведения геофизических исследований радиоволновым методом на любой местности, в частности, в условиях отсутствия прямой видимости между генераторной и приемной антеннами.The objective of the invention is to provide the possibility of conducting geophysical studies by the radio wave method in any terrain, in particular, in the absence of direct visibility between the generator and receiver antennas.

Технический результат достигается тем, что в устройство для геофизических исследований радиоволновым методом, содержащее передающую рамочную антенну, передатчик радиоволн, установленные на первом штативе, приемную рамочную антенну, приемник радиоволн, установленные на втором штативе, устройства регулирования положения антенн, дополнительно введена антенна пространственной ориентации (АПО), установленная ортогонально к приемной антенне, и измеритель сигнала АПО.The technical result is achieved by the fact that in the device for geophysical exploration by the radio wave method, comprising a transmitting loop antenna, a radio wave transmitter mounted on a first tripod, a receiving loop antenna, a radio wave receiver mounted on a second tripod, antenna position adjustment devices, an additional spatial orientation antenna is introduced ( APO) installed orthogonally to the receiving antenna and the APO signal meter.

На фиг.1 представлен общий вид устройства, на фиг.2 - диаграммы направленности передающей антенны и АПО.Figure 1 presents a General view of the device, figure 2 - radiation patterns of the transmitting antenna and the APO.

Устройство для геофизических исследований радиоволновым методом включает передающую антенну 1, передатчик радиоволн 2, установленные на штативе 3, приемную антенну 4, приемник радиоволн 5, антенну пространственной ориентации 6, установленные на штативе 7.A device for geophysical exploration by the radio wave method includes a transmitting antenna 1, a radio wave transmitter 2 mounted on a tripod 3, a receiving antenna 4, a radio wave receiver 5, and a spatial orientation antenna 6 mounted on a tripod 7.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.The proposed device operates as follows.

Передающая рамочная антенна с передатчиком радиоволн, установленная на первом штативе, размещается на одной стороне препятствия, ограничивающего видимость. Приемная рамочная антенна с приемником радиоволн, жестко скрепленная под углом 90° с АПО, установленная на втором штативе, размещаются на другой стороне препятствия. Операторы, используя средства связи, производят ориентацию антенн до достижения максимального сигнала измерителя АПО, что наблюдается при совпадении плоскостей антенны передатчика 1 и АПО 6 (фиг.2). При этом сигнал, передаваемый по воздуху от передатчика к приемнику, минимален, а приемный сигнал определяется наведенным в грунте вторичным полем. В этом положении производится запись сигнала с приемной антенны. Сигнал измерителя АПО достигает максимума при совпадении плоскостей передающей антенны и АПО, так как диаграммы направленности антенн с вертикальной поляризацией имеют вид пересекающихся восьмерок (Задериголова М.М. Радиоволновой метод в инженерной геологии и геоэкологии. М.: Изд. МГУ. 1998. 320 с., рис.2.10а) и площади перекрытия магнитных сиговых линий в этом случае наибольшие (на фиг.2а показана кирпичной кладкой). При несовпадении ориентации данных антенн в вертикальной и горизонтальных плоскостях (рис.2б, 2в) сигнал на выходе АПО уменьшен.A transmitting loop antenna with a radio wave transmitter mounted on a first tripod is placed on one side of an obstruction that limits visibility. A receiving loop antenna with a radio wave receiver, rigidly fastened at an angle of 90 ° with the APO, mounted on a second tripod, is placed on the other side of the obstacle. Operators, using communication tools, orient the antennas until the maximum signal of the APO meter is reached, which is observed when the planes of the antenna of the transmitter 1 and the APO 6 coincide (Fig. 2). In this case, the signal transmitted through the air from the transmitter to the receiver is minimal, and the receiving signal is determined by the secondary field induced in the ground. In this position, the signal is recorded from the receiving antenna. The signal of the APO meter reaches its maximum when the planes of the transmitting antenna and the APO coincide, since the radiation patterns of antennas with vertical polarization have the form of intersecting eights (Zaderigolova M.M. Radio wave method in engineering geology and geoecology. M.: Moscow State University. 1998. 320 s ., Fig. 2.10a) and the overlapping areas of magnetic whitefish lines in this case are the largest (in Fig. 2a it is shown by brickwork). If the orientation of the given antennas does not coincide in the vertical and horizontal planes (Fig. 2b, 2c), the signal at the output of the antenna is reduced.

Преимущество предлагаемого изобретения заключается в обеспечении возможности проведения исследования грунтовых массивов, на поверхности которых имеются естественные или техногенные преграды.An advantage of the present invention is that it is possible to study soil massifs on the surface of which there are natural or man-made barriers.

Изобретение может быть использовано при исследовании оснований фундаментов существующих зданий и сооружений, при строительстве и эксплуатации хозяйственных объектов в условиях ограниченной видимости (тумане, сумерках), исследованиях в условиях леса, оврагах, других неровностей.The invention can be used in the study of the foundations of the foundations of existing buildings and structures, in the construction and operation of economic facilities in conditions of limited visibility (fog, twilight), studies in forests, ravines, and other irregularities.

Claims (1)

Устройство для геофизических исследований радиоволновым методом, содержащее передающую рамочную антенну, передатчик радиоволн, установленные на первом штативе, приемную рамочную антенну, приемник радиоволн, установленные на втором штативе, устройства регулирования положения антенн, отличающееся тем, что в устройство дополнительно введена антенна пространственной ориентации (АПО), установленная ортогонально к приемной антенне, и измеритель сигнала АПО.A device for geophysical exploration by the radio wave method, comprising a transmitting loop antenna, a radio wave transmitter mounted on a first tripod, a receiving loop antenna, a radio wave receiver mounted on a second tripod, antenna position adjusting devices, characterized in that a spatial orientation antenna is additionally introduced into the device (APO ), mounted orthogonally to the receiving antenna, and the APO signal meter.

Images