DE1155257B

DE1155257B - Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung von Inhomogenitaeten, insbesondere im Erdreich

Info

Publication number: DE1155257B
Application number: DEE18396A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Horst Tischner
Original assignee: Eltro GmbH and Co
Current assignee: Eltro GmbH and Co
Priority date: 1959-10-23
Filing date: 1959-10-23
Publication date: 1963-10-03

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung von Inhomogenitäten, insbesondere im Erdreich Es ist bekannt, daß die Dämpfung von Schallwellen in Erdreich oder ähniichen Substanzen extrem groß ist. So bereitet die Feststellung von Inhomogenitäten in diesen Substanzen durch Reflexionsmessungen (Feststellung von Echos) oder durch die Erfassung der Phase der mflektierten Wellen, verglichen mit derjenigen der einfallenden Welle, erhebliche Schwierigkeiten.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung, mit der man in größerer Entfernung von einer Schallquelle periodisch verlaufende oder auch modulierte Vorgänge im Erdreich oder ähnlichem, stark dampfenden Material feststellen kann, als dies biser mit den bekannten Methoden möglich war.
Gemäß der Erfindung wird ein Schallsender mit einem periodischen, beispielsweise sinusförmigen Vorgang, bekannter und wohl definierter Frequenz erregt. Der Schallempfänger mit dem nachfolgenden Verstärker weist an den Ausgangsklemmen einen bestimmten Störpegel auf. Dieser Störpegel hängt in bekannter Weise von der absoluten Temperatur des Mediums, der Boltzmannschen Konstanten und dem Frequenzband ab, für das die Anordnung zum Schallempfang gebaut wurde. Da der Sender mit einer diskreten, nicht veränderbaren Frequenz betrieben wird, hat man ernndungsgemäß die Möglichkeit, den Strpegel durch Einengung des Frequenzbandes vom Empfänger und dem nachfolgenden Verstärker stark zu verkleinern, so daß der vom Sender abgestrahlte sinusförmige oder auch der mit einer nicht zu hohen Frequenz (nicht höher als ungefähr 10 %) modulierte Vorgang sich besser aus dem Geräusch heraushebt, als dies bei einer Empfangsanordnung mit breitem Frequenzband der Fall wäre.
Man hat nun nach einem Verfahren gesucht, um den Störpegel weiter zu verringern. Dazu bietet sich ernndungsgemäß zusätzlich eines der an sich bekannten Korre) ationsverfahren an. Durch die Korrelation des empfangenen sinusförmigen Vorganges, dem der unperiodisch verlaufende Störvorgang überlagert ist, trennt man beide Anteile voneinander. Man hat so die Möglichkeit, eine erheblich kleinere Amplitude des NutzschaHes zu erfassen und damit die Reichweite eines Signals b i der Messung der Reflexion von Fremdkörpern im Erdreich zu vergrößern. Für diese Zwecke eignet sich sowohl ein Auto-als ein Kreuz-Korrelationsverfahren. Bei der Kreuzkorrelation wird das empfangene Signal mit dem Signal am Schallkorreliert. Das Verfahren besteht also darin, in der Empfangseinrichtung mit der Wirkung eines schmalen Bandpasses, dessen Mittelfrequenz gleich der Frequenz des Schallsenders ist, die Wirkung eines Korre'ators zu verbinden.
Das erfindungsgemäBe Verfahren und Vorrichtung wird an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Vorrichtung besteht aus einem an sich bekannten Generator a mit Schallsender b, einem Schallempfänger d an sich bekannter Natur. einem an sich bekannten Verstärker e, einem schmalen Bandpaßfe wobei gegeb. nenfalls Verstärker und Bandpaß eine Einheit darstellen, und einem an sich bekannten Auto-Korrelator g, dessen Bereich der Verzögcrunsszeiten so gewählt ist, daß die Periode der Betriebsfrequenz des Senders im Korrelogramm klar zutage tritt. Zwischen Schallsender b und Schallempfänger d liegt das absorbierende Médium c. Die Pfeilrichtung gibt die Auf@inanderfolge des Verfahrens an.

Claims

PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Bestimmung von Inhomogenitäten. insbesondere im Erdreich, durch Messung der Fortpflanzung von Schallwellen in stark absorbierenden Medien bzw. durch Messung von Reflexionsvorgängen an Fremdkörpern in stark absorbierende Medien, dadurch gekennzeichnet, daß das am Empfänger auftretende Störgeräusch in seiner Amplitude durch einen Bandpaß begrenzt wird und die Trennung des streng periodischen bzw. des mit einer nicht zu hohen Frequenz (nicht höher als ungefähr 10%) modulierten Vorganges mit der Frequenz des Schall- senders von dem Störgeräusch durch einen an sich bekannten Korrelator erfolgt.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen an sich bekannten Schallempfänger (d) mit einem an sich bekannten nachgeschalteten Verstärker (e), einen an sich bekannten schmalen Bandpaß (f), wobei die genannten Elemente auf die diskrete Frequenz des Schallsenders abgestimmt sind und einen an sich bekannten Korrelator (g).

In Betracht gezogene Druckschriften : Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 063 395 ; USA.-Patentschriften Nr. 2 757 357, 2 794 965 ; Geophysics, 13 (1948), S. 7f.