DE404098C - Verfahren zur Richtungsbestimmung von elektromagnetischen Strahlungen, vorzugsweisein Bergwerken - Google Patents

Description

Eine größere Anzahl von Verfahren beschäftigt sich mit der Aufsuchung der Lage und Begrenzung leitender Räume in sonst nicht leitendem Grundgebirge mittels elektrischer Wellen. Zunächst benutzen diese Verfahren die Messung der Intensität der ankommenden Wellen an räumlich geeignet ausgewählten Punkten. Die Erfindung der Rahmenantenne läßt außer der Messung der Verteilung der Intensität auch die räumliche Vermessung der Verteilung der Richtungen der elektromagnetischen Wellen'- zu. Die Rahmenantenne leidet aber an einem wesentlichen Nachteil, welcher darin besteht, daß sie nur die Richtung der magnetischen Kraft an dem Orte ihrer Aufstellung auszumessen gestattet. Die magnetische Kraft läuft überall in Kreisen um die Achse des linearen Senders oder eines diesem äquivalenten Schwingungssystems, von welchem die Wellen ausgehen. W ie auch der Sender beschaffen sei, in größerer Entfernung vom Sender bilden die magnetischen Kraftlinien stets ein System konzentrischer Kreise um eine durch den Sender laufende Achse.

Bei den mittels elektrischer Wellen Vorzugsweise im Bergbau bei geophysikalischen Aufschlußarbeiten in Betracht kommenden Messungen haben nun die am Empfangsorte ankommenden elektrischen Wellen unterwegs infolge der inhomogenen Struktur des Zwischen-

gebietes zwischen Sender und Empfänger, das die Wellen durchlaufen haben, Änderungen ihrer Richtung erlitten, deren Analyse Aufgabe der Messungen ist, und die bewirken, daß die am Empfänger ankommenden Strahlen nicht von dem wirklichen Sender S, sondern von dem virtuellen Sender S¹ (s. Abb.) zu kommen scheinen, wobei beispielsweise als Ursache der Ablenkung der Strahlen in der Abbildung Beugung

ίο der Strahlen am Räume L angenommen wurde.

Die Rahmenantenne bei E gibt dann aber

nicht die Richtung der Strahlung, sondern nur die Richtung der magnetischen Kraft an.

Der virtuelle Sender muß zwar in einer Ebene senkrecht zu den magnetischen Kraftlinien gelegen sein, und man erhält mittels der Rahmenantenne diese Ebene, in welcher der virtuelle Sender liegen müßte. Eine solche Ebene genügt aber noch nicht, um die Richtung nach dem scheinbaren Orte S¹ des Senders zu bestimmen (die Entfernung ist ja gleichgültig). Um die Richtung selbst zu bekommen, muß man also außer dieser einen Ebene noch eine zweite, am besten senkrecht zu dieser ersten Ebene gelegene Ebene als einen weiteren geometrischen Ort des virtuellen Senders aufsuchen. Dies Ziel erreicht man dadurch, daß man die Messung zweimal durchführt, indem man den Sender zweimal nacheinander aufbaut und das zweitemal der Achse der den Sender in größerer Entfernung umkreisenden magnetischen Kraftlinien eine andere Richtung gibt als das erstemal. Besonders zweckmäßig ist es, und es ermöglicht eine besonders scharfe Auswertung der Messungen, wenn man die z. B. als lineare Sender ausgebildeten, bei diesen beiden Anordnungen zu benutzenden beiden Sender gegeneinander und gegen die Verbindungslinie zum Empfänger senkrecht aufstellt. Eine gute Kontrolle bietet die Anordnung, bei der drei Lagen des Sendersystems nacheinander benutzt werden, bei denen die Achsen der magnetischen Kraftlinien im Winkel von 60° zueinander und nahe senkrecht gegen die Verbindungslinie zum Empfänger angeordnet sind, wodurch man für die zwei zu bestimmenden Winkelgrößen drei Bestimmungsgleichungen erhalten und somit die Fehler der Messungen ableiten kann. Jede andere Kombination ist natürlich den betreffenden Verhältnissen entsprechend zulässig.

Die speziellen örtlichen Verhältnisse bergbaulicher Anlagen werden in vielen Fällen die besondere Lage der beiden oder mehrerer verschieden gerichteter Sendeantennen, durch deren Kombination die Richtung der Antenne durch Rechnung festgestellt werden soll, vorschreiben.

Die Anwendung dieser Methode der gekreuzten Antennen findet natürlich nicht nur im Bergbau zu physikalischen Aufschlußarbeiten statt, sondern kann stets erfolgen, wenn es sich darum handelt, die Wellenfront ankommender elektrischer Wellen an einer mit Rahmenantenne versehenen Empfangsstelle festzulegen.

In gewissen Fällen ist es aus technischen Gründen, da man natürlich möglichst vorhandene bergbauliche Anlagen (Schächte, Strekken, Bohrungen usw.) für die Aufstellung der Antenne am Punkte S benutzen wird, erforderlich, daß die nacheinander in verschiedenen Richtungen angeordneten Sendeantennen nicht genau an der gleichen Stelle aufgebaut werden. In diesem Falle ist es natürlich leicht, durch entsprechende Rechnungen die durch die Verschiebung des S ender auf Stellungspunktes bei den aufeinanderfolgenden Messungen von der oben beschriebenen Methode eintretenden Abweichungen zu berücksichtigen. Es wird allerdings stets zweckmäßig sein, die etwa erforderlichen verschiedenen Aufstellungspunkte der Sender möglichst nahe nebeneinander anzuordnen.

Claims (3)

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren zur Richtungsbestimmung von elektromagnetischen Strahlungen, vorzugsweise in Bergwerken, dadurch gekennzeichnet, daß mittels einer Rahmenantenne die Richtung der magnetischen Kraftlinien bestimmt wird, die von zwei an derselben oder nahe derselben Stelle angebrachten Sendeantennen, deren magnetische Achsen zueinander und zur Richtung nach der Empfangsstelle senkrecht stehen, erzeugt werden.

2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Achsen der nacheinander in Tätigkeit tretenden 'Sendevorrichtungen nicht genau senkrecht zueinander und zu der Richtung vom Sender zum Empfänger stehen, wobei aber der Fall ausgeschlossen ist, daß die Achsen der nacheinander benutzten Sender mit dem Empfangspunkte in der gleichen Ebene liegen.

3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der elektromagnetischen Achse der Sendestation mehr als no zwei verschiedene Richtungen erteilt werden, von denen niemals zwei in ihrer gemeinsamen Ebene gleichzeitig den Aufstellungspunkt des Empfängers enthalten dürfen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.