ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ ΔΙΑΣΚΟΠΗΣΗΣ

Transcript

1 ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ ΔΙΑΣΚΟΠΗΣΗΣ ΜΕΤΡΗΣΗ ΤΗΣ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ ΤΟΥ ΕΔΑΦΟΥΣ ΣΕ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΑ ΠΕΔΙΑ ΤΑ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΑ ΠΕΔΙΑ ΤΩΝ ΠΟΜΠΩΝ ΕΠΑΓΟΥΝ ΣΤΗ ΓΗ ΕΝΑΛΛΑΣΣΟΜΕΝΑ ΡΕΥΜΑΤΑ ΤΑ ΟΠΟΙΑ ΠΑΡΑΓΟΥΝ ΔΕΥΤΕΡΟΓΕΝΗ Η/Μ ΠΕΔΙΑ ΤΑ ΔΕΥΤΕΡΟΓΕΝΗ ΠΕΔΙΑ ΕΧΟΥΝ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΠΟΥ ΕΞΑΡΤΩΝΤΑΙ ΑΠΟ ΤΗ ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΥΠΕΔΑΦΟΥΣ ΣΚΟΠΟΣ ΕΥΡΕΣΗ ΤΗΣ ΓΕΩΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΔΟΜΗ ΜΕ ΒΑΣΗ ΤΙΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΤΟΥ ΔΕΥΤΕΡΟΓΕΝΟΥΣ Η/Μ ΠΕΔΙΟΥ. ΠΟΜΠΟΣ ΔΕΚΤΗΣ ΣΥΝΙΣΤΑΜΕΝΟ ΠΕΔΙΟ ΑΓΩΓΟΣ

2 Μεταβαλλόμενο Πρωτογενές Η/Μ Πεδίο Δευτερογενές Η/ΜΠεδίο Συνιστάμενο Η/Μ Πεδίο

3 ΕΛΛΕΙΨΗ ΠΟΛΩΣΗΣ Y HT=HS+HP θ X [ΔΕΚΤΗΣ = ΠΗΝΙΟ] ΟΤΑΝ ΤΟ ΠΗΝΙΟ ΕΙΝΑΙ ΠΑΡΑΛΛΗΛΟ ΜΕ ΤΟ ΕΠΙΠΕΔΟ ΕΛΛΕΙΠΤΙΚΗΣ ΠΟΛΩΣΗΣ ΤΟΤΕ ΔΕ ΔΙΑΡΡΕΕΤΑΙ ΑΠΟ ΡΕΥΜΑ (ΤΟ ΣΗΜΑ ΜΗΔΕΝΙΖΕΤΑΙ) ΜΕΤΑΒΟΛΗ ΤΟΥ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΤΟΥ ΔΕΚΤΗ ΩΣΤΕ ΝΑ ΜΗΔΕΝΙΣΤΕΙ ΤΟ ΣΗΜΑ Η ΘΕΣΗ ΜΗΔΕΝΙΣΜΟΥ ΟΡΙΖΕΙ ΤΟ ΕΠΙΠΕΔΟ ΕΛΛΕΙ ΙΙΤΙΚΗΣ ΠΟΛΩΣΗΣ

4 ΠΡΩΤΟΓΕΝΕΣ-ΔΕΥΤΕΡΟΓΕΝΕΣ ΠΕΔΙΟ ΠΟΜΠΟΣ ΔΕΚΤΗΣ ΣΥΝΙΣΤΑΜΕΝΟ ΠΕΔΙΟ ΑΓΩΓΟΣ Υ Hs HT=HS+HP ΔΕΥΤΕΡΟΓΕΝΝΕΣ ΠΕΔΙΟ θ Hp Χ ΣΥΝΙΣΤΑΜΕΝΟ ΠΕΔΙΟ ΠΡΩΤΟΓΕΝΕΣ ΠΕΔΙΟ

5 ΕΛΛΕΙΨΗ ΠΟΛΩΣΗΣ ΠΟΜΠΟΣ ΔΕΚΤΗΣ ΣΥΝΙΣΤΑΜΕΝΟ ΠΕΔΙΟ ΑΓΩΓΟΣ Y ΤΟ ΑΚΡΟ ΤΗΣ ΣΥΝΙΣΤΑΜΕΝΗΣ ΗΤ ΔΙΑΓΡΑΦΕΙ ΕΛΛΕΙΨΗ (ΕΛΛΕΙΨΗ ΠΟΛΩΣΗΣ) b a HT=HS+HP X ΗΗΤ ΚΙΝΕΙΤΑΙ ΣΕ ΕΠΙΠΕΔΟ ΕΠΙΠΕΔΟΕΛΛΕΙΙΙΤΙΚΗΣ ΠΟΛΩΣΗΣ

6 ΚΕΡΑΙΑ ΣΕ ΠΟΛΥ ΜΕΓΑΛΗ ΑΠΟΣΤΑΣΗ => Η/Μ ΚΥΜΑ ΠΟΛΩΜΕΝΟ ΔΙΑΔΩΣΗ ΚΑΤΑ ΤΗ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ Ζ ΧY=ΕΠΙΠΕΔΟ ΠΟΛΩΣΗΣ ΕΝΤΑΣΗ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟΥ ΠΕΔΙΟΥ H Y = az H0e cos( ωt az) ΕΝΤΑΣΗ ΠΥΚΝΟΤΗΤΑΣ ΡΕΥΜΑΤΟΣ J Y a = = ωμσ H ωμσ 2 0 e az cos( ωt az π + ) 4 YZ=ΕΠΙΠΕΔΟ ΚΥΜΑΤΟΣ

7

8 Το βάθος διείσδυσης z ενός ηλεκτρομαγνητικού κύματος σε ομογενές μέσο μέσα στη γη, δίνεται από τη σχέση: z = κ fσ Όπου: f=η συχνότητα του ηλεκτρομαγνητικού κύματος σ=η ειδική ηλεκτρική αγωγιμότητα του μέσου διάδοσης Hy 1 κ = ln Ho πμ Ηo=ένταση της μαγνητικής συνιστώσας του ηλεκτρομαγνητικού κύματος στην επιφάνεια της γης. Ηy=έντασητηςμαγνητικήςσυνιστώσαςτουηλεκτρομαγνητικού κύματος σε βάθος z μ= η μαγνητική διαπερατότητα (4π 10-7 h/m)

9 Διακύμανση βάθους διείσδυσης K=503 Hy/Ho=1/e Βάθος διείσδυσης Μέτρα 15 KHz 20 KHz 25 KHz Ειδική αντίσταση αγωγού (Ohm-m)

10 ΔΙΑΦΟΡΑ ΦΑΣΗΣ ΠΟΜΠΟΣ ΔΕΚΤΗΣ ΣΥΝΙΣΤΑΜΕΝΟ ΠΕΔΙΟ ΑΓΩΓΟΣ ΔΙΑΦΟΡΑ ΦΑΣΗΣ Υ Y 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)

11 ΔΙΑΦΟΡΑ ΦΑΣΗΣ ΔΙΑΦΟΡΑ ΦΑΣΗΣ Y HS φ HsI Φ=φ+π/2 HSR HP X

12 ΔΙΑΦΟΡΑ ΦΑΣΗΣ Y Hsi= ΦΑΝΤΑΣΤΙΚΗ (IMAGINARY) ΣΥΝΙΣΤΩΣΑ ΤΟΥ ΔΕΥΤΕΡΟΓΕΝΝΟΥΣ ΠΕΔΙΟΥ HS HsI HT φ HSR ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΗ (REAL) ΣΥΝΙΣΤΩΣΑ ΤΟΥ ΔΕΥΤΕΡΟΓΕΝΝΟΥΣ ΠΕΔΙΟΥ HTR HP HTR= ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΗ (REAL) ΣΥΝΙΣΤΩΣΑ ΤΟΥ ΣΥΝΙΣΤΑΜΕΝΟΥ ΠΕΔΙΟΥ X

13 ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΗ-ΦΑΝΤΑΣΤΙΚΗ ΣΥΝΙΣΤΩΣΑ

14 ΓΩΝΙΑ ΚΛΙΣΗΣ Υ Hs θ Hp HT=HS+HP Χ ΓΩΝΙΑ ΚΛΙΣΗΣ (ΓΩΝΙΑ ΣΥΝΙΣΤΑΜΕΝΟΥ ΠΕΔΙΟΥ ΜΕ ΤΟΝ ΑΞΟΝΑ ΤΩΝ Χ)

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

16 VLF Οι σταθμοί VLF επάγουν δευτερογενές ΗΜ πεδίο όταν συναντήσουν καλό αγωγό. ΠΡΩΤΟΓΕΝΕΣ ΠΕΔΙΟ ΠΟΜΠΟΣ VLF ΣΕ ΜΕΓΑΛΗ ΑΠΟΣΤΑΣΗ ΔΕΥΤΕΡΟΓΕΝΕΣ ΠΕΔΙΟ ΖΩΝΗ ΔΙΑΡΡΗΞΗΣ (ΚΑΛΟΣ ΑΓΩΓΟΣ)

17 VLF Αρχικός συντονισμός με σταθμό που εκπέμπει σε διεύθυνση παράλληλη με τη διεύθυνση των αξόνων των δομών τις οποίες ερευνούμε. ΠΟΜΠΟΣ VLF Ez Hy Ex Hy Μέτρηση με όδευση σταθερού βήματος (π.χ. ανά 5-10m) κάθετα στον άξονα των τεκτονικών δομών τις οποίες ερευνούμε. ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΟΔΕΥΣΗΣ Ex Ez ΚΑΤΑΚΟΡΥΦΟΣ ΑΓΩΓΟΣ

18 VLF Με τη χρήση δυο καθέτων πηνίων: Μέτρηση της γωνίας κλίσης θ ελλειπτικότητας a/b ΟΡΙΖΟΝΤΙΟΣ ΑΞΟΝΑΣ Ab Hs aa θθ Hp θ= ανάλογη με την ένταση της πραγματικής συνιστώσας του πεδίου a/b= ανάλογη με την ένταση της φανταστικής συνιστώσας του πεδίου

19 VLF Οι ανωμαλίες που μετρούνται με τη μέθοδο VLF παρουσιάζουν διπολική μορφή. ΑΡΧΙΚΕΣ ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ VLF Hs ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΟΔΕΥΣΗΣ VLF ΦΙΛΤΡΑΡΙΣΜΕΝΕΣ ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ VLF (ΦΙΛΤΡΟ FRASER) Hs ΑΕΡΑΣ θθ θθ ΓΗ Hp Hp Hp Hpθθ θθ Hs Hs Hp ΓΡΑΜΜΕΣ ΔΕΥΤΕΡΟΓΕΝΟΥΣ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟΥ ΠΕΔΙΟΥ ΑΓΩΓΙΜΗ ΖΩΝΗ

20 VLF- ΦΙΛΤΡΑ FRAZER Η βασική επεξεργασία που εφαρμόζεται στις μετρήσεις VLF έτσι ώστε η ανωμαλία να αποκτήσει μορφή που καθιστά ευκολότερη την ερμηνεία είναι η χρήση ψηφιακών φίλτρων (φίλτρα Frazer). S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13 S14 S15 S16 ΦΙΛΤΡΟ FRAZER ΤΡΙΩΝ ΣΗΜΕΙΩΝ A 1 A 2 A 3 Fι=Sι-1A1+Sι. A2+Sι+1. A3 i=5 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13 S14 S15 S16 * A 1 A 2 A 3 F5=S4. A1+S5. A2+S6. A3 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13 S14 S15 S16 * i=9 A F9=S8. A1+S9. A2+S10. 1 A 2 A 3 A3 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13 S14 S15 S16 i=16 A 1 A 2 A 3 * S16 F16=S15. A1+S16. A2+S16. A3

21 VLF- ΦΙΛΤΡΑ FRAZER ΦΙΛΤΡΟ FRAZER 0-10 ΩΜ ΩΜ

22 VLF - ΥΠΑΡΞΗ & ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΜΟΣ ΣΤΟΧΟΥ Προϋπόθεση για τον εντοπισμό καλού αγωγού με τη μέθοδο VLF είναι η πραγματική συνιστώσα να παρουσιάζει θετική κορυφή. Όσο μεγαλύτερο είναι το πλάτος της κορυφής τόσο πιο αγώγιμο είναι το σώμα. ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΜΟΣ ΑΝΩΜΑΛΙΑΣ VLF (Η πραγματική συνιστώσα να παρουσιάζει θετική κορυφή μεγάλου πλάτους) ΦΑΝΤΑΣΤΙΚΗ ΣΥΝΙΣΤΩΣΑ (Φιλτραρισμένα δεδομένα) Αρνητική σχετικά μεγάλου πλάτους Αρνητική ή θετική με πολύ μικρό πλάτος (κοντά στο μηδέν) Θετική σχετικά μεγάλου πλάτους ΑΓΩΓΟΣ (Αντίθεση στόχου με το περιβάλλον) Πολύ καλός Καλός Μέτριος Μέτριος κακός ΠΙΘΑΝΟΣ ΣΤΟΧΟΣ Ρηξιγενής ζώνη με αργιλική πλήρωσηήμεταλλοφορίαή υφαλμύρωση Ρηξιγενής ζώνη με μεγάλη πιθανότητα Υδροφορίας Ρηξιγενής ζώνη με Μικρή πιθανότητα Υδροφορίας, ή πιθανή διείσδυση

23 VLF-ΚΕΝΤΡΟ - ΒΑΘΟΣ ΣΤΟΧΟΥ Το κέντρο του στόχου βρίσκεται στο σημείο του μέγιστου πλάτους (κορυφή) της πραγματικής συνιστώσας (φιλτραρισμένα δεδομένα) Τοβάθοςτουστόχουείναιπερίπουτομισότομήκουςτηςανωμαλίας. (Προσοχή ο πρακτικός αυτός κανόνας είναι τελείως προσεγγιστικός και συχνά δε δίνει το πραγματικό βάθος του στόχου. Είναι όμως χρήσιμος για να γίνει σύγκριση μεταξύ του βάθους των στόχων που εμφανίζονται στο ίδιο profile μέτρησης.) ΚΕΝΤΡΟ ΣΤΟΧΟΥ ~ 60m ΜΕΓΙΣΤΟ ΒΑΘΟΣ ΔΙΑΣΚΟΠΗΣΗΣ: d max 100 f σ ΠΡΟΣΟΧΗ!! ΒΑΘΟΣ~ 30m ΒΑΘΟΣ ΟΧΙ ΑΚΡΙΒΕΣ ΜΟΝΟ ΓΙΑ ΣΧΕΤΙΚΗ ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΠΕΡΙΠΟΥ m

24 VLF-ΚΛΙΣΗ ΣΤΟΧΟΥ Φέρνουμε την κατακόρυφο που περνά από το κέντρο της ανωμαλίας και η οποία χωρίζει την ανωμαλία σε δυο σκέλη Ε1,Ε2.(Σχήμα). Ο στόχος έχει κλίση προς το σκέλος που έχει το μεγαλύτερο εμβαδόν. ΚΑΤΑΚΟΡΥΦΟΣ ΦΙΛΤΡΑΡΙΣΜΕΝΕΣ ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ VLF (ΦΙΛΤΡΟ FRASER) ΦΙΛΤΡΑΡΙΣΜΕΝΕΣ ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ VLF (ΦΙΛΤΡΟ FRASER) ΚΑΤΑΚΟΡΥΦΟΣ Ε2>Ε1 Ε1>Ε2 Ε1 Ε2 Ε1 Ε2 Χ (απόσταση) Χ (απόσταση) ΑΓΩΓΙΜΗ ΖΩΝΗ ΑΓΩΓΙΜΗ ΖΩΝΗ

25 VLF -ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ ΩΜ ΩΜ ΩΜ ΩΜ 70-

26 VLF -ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ ΩΜ ΩΜ ΩΜ ΩΜ 70-

27 VLF -ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 0-30 ΩΜ ΩΜ 500 ΩΜ

28 VLF -ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 0-35 ΩΜ ΩΜ 10 ΩΜ

29 VLF -ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ ΖΩΝΗ ΔΙΑΡΗΞΗΣ ΠΟΥ ΥΔΡΟΦΟΡΕΙ ΖΩΝΗ ΔΙΑΡΗΞΗΣ ΜΕ ΑΡΓΙΛΟ ΣΥΜΠΑΓΕΣ ΠΕΤΡΩΜΑ

30 VLF -ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ ΓΕΩΤΡΗΣΗ VLF ΖΩΝΗ ΔΙΑΡΗΞΗΣ ΠΟΥ ΥΔΡΟΦΟΡΕΙ ΣΥΜΠΑΓΕΣ ΠΕΤΡΩΜΑ