ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ ΔΙΑΣΚΟΠΗΣΗΣ

Transcript

1 ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ ΔΙΑΣΚΟΠΗΣΗΣ ΜΕΘΟΔΟΙ ΓΩΝΙΑΣ ΚΛΙΣΗΣ ΜΕΘΟΔΟΙ ΔΙΑΦΟΡΑΣ ΦΑΣΗΣ ΜΕΘΟΔΟΙ ΠΑΡΟΔΙΚΩΝ ΚΥΜΑΤΟΜΟΡΦΩΝ ΜΑΓΝΗΤΟΤΕΛΟΥΡΙΚΗ ΜΕΘΟΔΟΣ

2 ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ ΔΙΑΣΚΟΠΗΣΗΣ Υ Hs θ Hp HT=HS+HP Χ ΓΩΝΙΑ ΚΛΙΣΗΣ (ΓΩΝΙΑΣΥΝΙΣΤΑΜΕΝΟΥΠΕΔΙΟΥΜΕΤΟΝ ΑΞΟΝΑ ΤΩΝ Χ) ΜΕΘΟΔΟΣ VLF ΜΕΘΟΔΟΙ ΓΩΝΙΑΣ ΚΛΙΣΗΣ ΜΕΘΟΔΟΣ ΤΟΠΙΚΟΥ ΠΟΜΠΟΥ ΜΕΘΟΔΟΣ AFMAG (AUDIO FREQUENCY MAGNETIC FIELDS)

3 VLF Χρήση συχνοτήτων 15-30Khz εκπεμπόμενων από στρατιωτικούς σταθμούς επικοινωνιών.

4 VLF Οι σταθμοί VLF επάγουν δευτερογενές ΗΜ πεδίο όταν συναντήσουν καλό αγωγό. ΠΡΩΤΟΓΕΝΕΣ ΠΕΔΙΟ ΠΟΜΠΟΣ VLF ΣΕ ΜΕΓΑΛΗ ΑΠΟΣΤΑΣΗ ΔΕΥΤΕΡΤΟΓΕΝΕΣ ΠΕΔΙΟ ΖΩΝΗ ΔΙΑΡΗΞΗΣ (ΚΑΛΟΣ ΑΓΩΓΟΣ)

5 ΜΕΘΟΔΟΣ ΤΟΠΙΚΟΥ ΠΟΜΠΟΥ Χρήση συχνοτήτων 15-30Khz εκπεμπόμενων από τοπικό σταθμό. Τοποθέτηση σταθμού ώστε να εκπέμπει κάθετα στη διεύθυνση μέτρησης. Μέτρηση της γωνίας κλίσης θ με τη χρήση δυο καθέτων πηνίων σε οδεύσεις κάθετες. Γωνίες από +20 ο έως -20 ο λόγω ύπαρξης αγωγού. Αλλιώς ~ 0 ο Όσο μεγαλύτερες οι γωνίες κλίσεις τόσο ποιο επιφανειακός ο αγωγός Ασύμμετρη ανωμαλία => κλίση αγωγού Γενικά ερμηνεία όπως και για το VLF ΔΥΝΑΤΟΤΗΤΑ ΧΡΗΣΗΣ ΠΟΛΛΩΝ ΣΥΧΝΟΤΗΤΩΝ ΚΟΣΤΟΣ ΠΟΜΠΟΥ ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕΓΑΛΟ

6 ΜΕΘΟΔΟΣ ΤΟΠΙΚΟΥ ΠΟΜΠΟΥ

7 ΜΕΘΟΔΟΣ AFMAG Χρήση HM που παράγονται από καταιγίδες συχνοτήτων hz και διαδίδονται μεταξύ Γης και Ιονόσφαιρας Γενικά το επίπεδό τους είναι οριζόντιο στην επιφάνεια της γης Πεδίο μη σταθερής έντασης. Χρήση δυο κάθετων πηνίων για μέτρηση ( Σχηματίζουν 45 Ο με τον ορίζοντα). ΑΠΟΥΣΙΑ ΑΓΩΓΟΥ ΠΑΡΟΥΣΙΑ ΑΓΩΓΟΥ Π1 Π1 45 O 45 O O 45 O 45 O O Π2 Π2 ΑΠΟΥΣΙΑ ΑΓΩΓΟΥ (ΔΕΝ ΥΠΑΡΧΕΙ ΔΕΥΤΕΡΟΓΕΝΕΣ ΠΕΔΙΟ)=> ΚΑΘΕΤΗ ΣΥΝΙΣΤΩΣΑ Π1- ΚΑΘΕΤΗ ΣΥΝΙΣΤΩΣΑ Π2 ~0 ΠΑΡΟΥΣΙΑ ΑΓΩΓΟΥ (ΥΠΑΡΧΕΙ ΔΕΥΤΕΡΟΓΕΝΕΣ ΠΕΔΙΟ )=> ΚΑΘΕΤΗ ΣΥΝΙΣΤΩΣΑ Π1- ΚΑΘΕΤΗ ΣΥΝΙΣΤΩΣΑ Π1 0

8 ΜΕΘΟΔΟΣ AFMAG Μέτρηση με το δέκτη συντονισμένο σε δυο συχνότητες 140Hz - 500Hz ΣΗΜΑ ΣΗΜΑ ΣΗΜΑ ΣΗΜΑ 140Hz 500Hz 140Hz 500Hz > 1 < 1 => => ΚΑΛΟΣ ΑΓΩΓΟΣ ΚΑΚΟΣ ΑΓΩΓΟΣ -ΑΡΧΙΚΟ ΠΕΔΙΟ ΜΕ ΤΥΧΑΙΕΣ ΜΕΤΑΒΟΛΕΣ -ΔΕΝΜΠΟΡΕΙΝΑΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΤΕΙΗΔΙΕΥΘΥΝΣΗΤΟΥ ΚΥΜΑΤΟΣ +ΦΥΣΙΚΟ ΠΕΔΙΟ +ΜΙΚΡΕΣ ΣΥΧΝΟΤΗΤΕΣ => ΜΕΓΑΛΟ ΒΑΘΟΣ ΔΙΑΚΟΠΗΣΗΣ

9 ΔΙΑΦΟΡΑ ΦΑΣΗΣ ΠΟΜΠΟΣ ΔΕΚΤΗΣ ΣΥΝΙΣΤΑΜΕΝΟ ΠΕΔΙΟ ΑΓΩΓΟΣ ΔΙΑΦΟΡΑ ΦΑΣΗΣ Y Υ H=Α P ημ(ω t) HS HSR φ Hs HsI θ Hp Φ=φ+π/2 HT=HS+HP HP Χ X H= S Bημ(ωt-Φ) Φ=π/2 + τοξεφ(2πf L/R) Φ=π/2 + φ φ= τοξεφ(2πf L/R)

10 ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ ΔΙΑΣΚΟΠΗΣΗΣ ΜΕΘΟΔΟΣ ΑΝΤΙΣΤΑΘΜΙΣΗΣ (SUNDBERG) ΜΕΘΟΔΟΙ ΜΕΤΡΗΣΗΣ ΔΙΑΦΟΡΑΣ ΦΑΣΗΣ ΜΕΘΟΔΟΣ TURAM ΜΕΘΟΔΟΣ KINOYMENOY ΠΟΜΠΟΥ ΔΕΚΤΗ (SLINGRAM)

11 ΜΕΘΟΔΟΣ ΑΝΤΙΣΤΑΘΜΙΣΗΣ ΠΟΜΠΟΣ «ΒΟΗΘΗΤΙΚΟ ΠΗΝΙΟ» ΜΕΤΡΗΣΗ ΠΡΩΤΕΥΟΝΤΟΣ ΠΕΔΙΟΥ ΣΤΟΝ ΠΟΜΠΟ ΔΕΚΤΗΣ ΠΗΓΗ Y ΚΑΛΩΔΙΟ ΑΝΤΙΣΤΑΘΜΙΣΗΣ ΑΝΤΙΣΤΑΘΜΙΣΤΗΣ HS HT HΑΝΤΙΣΤΑΘΜΙΣΗΣ HSR HTR φ HsI HP X ΑΝΤΙΣΤΑΘΜΙΣΤΗΣ: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΗΜΑΤΟΣ ΣΤΟ ΔΕΚΤΗ ΙΔΙΑΣ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑΣ ΚΑΙ ΠΛΑΤΟΥΣ ΑΛΛΑ ΑΝΤΙΘΕΤΗΣ ΦΑΣΗΣ => ΕΞΟΥΔΕΤΕΡΩΣΗ ΤΟΥ ΣΗΜΑΤΟΣ ΤΟΥ ΠΡΩΤΕΥΟΝΤΟΣ ΠΕΔΙΟΥ

12 ΜΕΘΟΔΟΣ ΑΝΤΙΣΤΑΘΜΙΣΗΣ Μέτρηση σε σχετικά χαμηλές συχνότητες (1000 Ηz =1KHz) Μέτρηση είτε φανταστικής συνιστώσας (πηνίο οριζόντιο) Η/ ΚΑΙ πραγματικής συνιστώσας (πηνίο κάθετο) ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΜΕΤΡΗΣΗΣ (Χ) ΠΟΜΠΟΣ ΔΕΚΤΗΣ ΠΗΓΗ ΚΑΛΩΔΙΟ ΑΝΤΙΣΤΑΘΜΙΣΗΣ ΑΝΤΙΣΤΑΘΜΙΣΤΗΣ HS φ HsI ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΜΕΤΡΗΣΗΣ (Χ) ΠΟΜΠΟΣ ΔΕΚΤΗΣ HSR ΠΗΓΗ ΚΑΛΩΔΙΟ ΑΝΤΙΣΤΑΘΜΙΣΗΣ ΑΝΤΙΣΤΑΘΜΙΣΤΗΣ

13 ΜΕΘΟΔΟΣ ΑΝΤΙΣΤΑΘΜΙΣΗΣ ΔΕΚΤΗΣ Πομπός παράλληλος στον άξονα των δομών: -ευθύγραμμο καλώδιο μήκους ~4km -ή ορθογώνιος (π.χ. 1500Χ500 m) A B C D E F G H J K L M N O ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΣΕ ΤΟΜΕΣ ΚΑΘΕΤΕΣ ΣΤΟΝ ΚΥΡΙΟ ΑΞΟΝΑ ΤΩΝ ΔΟΜΩΝ 1400m 500m ~ ΠΟΜΠΟΣ

14 500m ΜΕΘΟΔΟΣ ΑΝΤΙΣΤΑΘΜΙΣΗΣ ΔΕΚΤΗΣ ΑΓΩΓΙΜΟ ΣΩΜΑ A B C D E F G H J K L M N O 1400m ~ ΠΟΜΠΟΣ

15 ΜΕΘΟΔΟΣ TURAM Αντιστάθμιση με τη χρήση δέκτη δυο πηνίων (Π1, Π2) σε απόσταση d1 d2 από την πηγή. V2, φ m V1,φ1 d2 ΔΕΚΤΗΣ ΜΕΤΡΗΣΗ ΠΛΑΤΟΥΣ (V1,V2) ΦΑΣΕΩΝ (Φ1,Φ2) ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΗΣΗ ΔΙΟΡΘΩΜΕΝΩΝ ΛΟΓΩΝ ΣΤΟ ΚΕΝΤΡΟ ΜΕΤΑΞΥ Π1,Π2 d1 ΜΕΤΡΗΣΗ Α : F R A A V = V Φ = Φ A 1 A 2 A 1 A 2 d d d d A 1 A 2 A 1 A 2 A B C D E F G ~ ΠΟΜΠΟΣ ΜΗ ΑΓΩΓΙΜΟ ΣΩΜΑ: F=0 R=1 ΑΛΛΙΩΣ AΓΩΓΙΜΟ ΣΩΜΑ:

16 ΜΕΘΟΔΟΣ KINOYMENOY ΠΟΜΠΟΥ ΔΕΚΤΗ (SLINGRAM) ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΜΕΤΡΗΣΗΣ (Χ) ΠΟΜΠΟΣ 1m ΠΗΓΗ m ΚΑΛΩΔΙΟ ΑΝΤΙΣΤΑΘΜΙΣΗΣ ΔΕΚΤΗΣ 1m ΑΝΤΙΣΤΑΘΜΙΣΤΗΣ ΣΤΑΘΕΡΗ ΑΠΟΣΤΑΣΗ ΠΟΜΠΟΥ ΔΕΚΤΗ (30-100m) ΜΕΤΡΗΣΗ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΗΣ VR ΚΑΙ ΦΑΝΤΑΣΤΙΚΗΣ VI ΣΥΝΙΣΤΩΣΑΣ VR VI > => ΑΓΩΓΙΜΟ ΣΩΜΑ

17 ΜΕΘΟΔΟΣ KINOYMENOY ΠΟΜΠΟΥ ΔΕΚΤΗ (SLINGRAM)

18

19 ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΗ-ΦΑΝΤΑΣΤΙΚΗ ΣΥΝΙΣΤΩΣΑ

20 ΜΕΘΟΔΟΙ ΠΑΡΟΔΙΚΩΝ ΠΕΔΙΩΝ TDEM (Time Domain) Τransient ΕΜ (TEM) Μετρήσεις στο χρονικό διάστημα που μεσολαβεί μεταξύ των παλμών ρεύματος και κατά την απουσία του πρωτεύοντος πεδίου. Τα παροδικά επαγωγικά ρεύματα διοχετεύονται μέσα στη γη και διαχέονται με μορφή μετώπου Η ένταση τους φθίνει με το βάθος και ανάλογα με τις γεωηλεκτρικές ιδιότητες του υπεδάφους. Τα ρεύματα αυτά δημιουργούν μαγνητικό πεδίο που ανιχνεύεται με κατάλληλο πηνίο-δέκτη και το μετρούμενο δυναμικό στο πηνίο είναι ανάλογο της έντασης του πεδίου. H μετρούμενη εμπέδηση Z=V(t)/I (t=1,200msec) κανονικοποιείται και εκφράζεται ως μεταβολή της φαινόμενης αντίστασης με το χρόνο άρα και στο βάθος Πομποί= πηνία διαστάσεων πλευράς 5-500m (1 σπείρα) Δέκτες= πηνία των πομπών.ή μικρότερα πολύσπειρα πηνία με ισοδύναμη επιφάνεια

21 ΘΕΩΡΙΑ TDEM d d ΔΙΑΤΑΞΕΙΣ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ ΟΡΓΑΝΟ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ (SIROTEM)

22

23 ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΗΣ ΜΕΘΟΔΟΥ TDEM Μεταλλευτική έρευνα Γεωθερμικά πεδία Περιβαλλοντικές και γεωτεχνικές έρευνες Εντοπισμός υδροφόρων και υφάλμυρων οριζόντων (Taylor et al. 1992, McNeil 1986) Συνδυασμός των TDEM με άλλες γεωφυσικές μεθόδους

24 ΛΕΚΑΝΗ ΑΝΘΕΜΟΥΝΤΑ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ Θεσσαλονίκη Αεροδρόμιο Μακεδονία Περιοχή έρευνας Θερμαϊκός Κόλπος 9 Άργιλος-Μάργα Χαλίκια Άργιλος Χαλίκια Άργιλος Χαλίκια Άργιλος με χαλίκια Άμμος με χαλίκια Χαλίκια με άργιλο Άργιλος Άμμος με χαλίκια Άργιλος Άργιλος με χαλίκια Άργιλος Άργιλος με χαλίκια Άργιλος με χαλίκια Χαλίκια 152 Μάργα

25 ΛΕΚΑΝΗ ΑΝΘΕΜΟΥΝΤΑ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ Κατώφλι θορύβου 0.4μV/sec στο ύπαιθρο ΘΑΛΑΣΣΑ Μήκος πλευράς βρόγχου 50m Σφάλμα δεδομένων 20-40% 50 m Κατώφλι θορύβου αλγορίθμου 5% Μέγιστος αριθμός επαναλήψεων 15

26 ΛΕΚΑΝΗ ΑΝΘΕΜΟΥΝΤΑ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ Distance (m) Distance (m) Depth (m) Depth (m) R (Ohm*m) Distance (m) Distance (m) R (Ohm*m) Depth (m) Depth (m) R (Ohm*m) Distance (m) R (Ohm*m) Depth (m) R (Ohm*m)

27 ΜΑΓΝΗΤΟΤΕΛΛΟΥΡΙΚΗ ΜΕΘΟΔΟΣ Χρήση φυσικών ηλεκτρομαγνητικών πεδίων που ρέουν στην επιφάνεια της γης. Προέλευση από δυο πηγές: 1. Ιονόσφαιρα (σωματίδια που διεγείρονται λόγω της ηλιακής ακτινοβολίας): 0,001-1 Hz 2. Η/Μ ανωμαλίες από καταιγίδες (κεραυνούς) 1Ηz-20KHz) Audio MT.

28 ΜΑΓΝΗΤΟΤΕΛΛΟΥΡΙΚΗ ΜΕΘΟΔΟΣ Διάδοση ΗΜ πεδίου με ηλεκτρική Εχ και μαγνητική Ηy συνιστώσα σε επίπεδο πόλωσης

29 ΜΑΓΝΗΤΟΤΕΛΛΟΥΡΙΚΗ ΜΕΘΟΔΟΣ Οι ανωμαλίες του μαγνητικού πεδίου επάγουν χρονικά μεταβαλλόμενα ρεύματα (τελλουρικά) που ρέουν στο έδαφος τα οποία δημιουργούν με τη σειρά τους δημιουργούν δευτερογενή ΗΜ πεδία τα οποία και είναι μετρήσιμα. ΒΑΘΟΣ ΔΙΑΚΟΠΗΣΗΣ

30 ΜΑΓΝΗΤΟΤΕΛΛΟΥΡΙΚΗ ΜΕΘΟΔΟΣ ΔΙΑΤΑΞΗ ΜΕΤΡΗΣΗΣ ΜΕΤΡΗΣΗ ΗΥ ΕΥ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΠΕΔΙΟ ΕΧ, ΕΥ ΕΧ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΠΕΔΙΟ ΗΧ, ΗΥ ΔΙΑΦΟΡΑ ΦΑΣΗΣ ΦΗ/Ε, ΦΗ/Ε ΗΧ

31 ΕΡΜΗΝΕΙΑ ΜΕ ΠΡΟΤΥΠΕΣ ΚΑΜΠΥΛΕΣ ΜΑΓΝΗΤΟΤΕΛΛΟΥΡΙΚΗ ΜΕΘΟΔΟΣ ΔΙΑΤΑΞΗ ΜΕΤΡΗΣΗΣ ΦΑΙΝΟΜΕΝΗ ΑΝΤΙΣΤΑΣΗ ρ a = 1 2πmf E H x y 2 Μέτρηση φαινόμενης αντίστασης σε διαφορετικές συχνότητες f => βυθοσκόπηση Χαρτογράφηση ρα (άξονας Υ) με τη συχνότητα f(ήτ) άξονας Χ

32

33 ΜΑΓΝΗΤΟΤΕΛΛΟΥΡΙΚΗ ΜΕΘΟΔΟΣ Πολύ μεγάλο βάθος διασκόπησης Δυνατότητα μελέτης δομών σχετικά μεγάλου βάθους. ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΕΡΕΥΝΑ ΠΕΤΡΕΛΑΙΟΥ ΓΕΩΘΕΡΜΙΑ ΠΡΟΓΝΩΣΗ ΣΕΙΣΜΩΝ AMT => ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΕΣ ΥΔΡΟΓΕΩΛΟΓΙΚΕΣ ΕΡΕΥΝΕΣ