DE461908C - Einrichtung zur Bestimmung der raeumlichen Lage der luftelektrischen AEquipotentialflaechen und Potentialdifferenzen, insbesondere fuer die Zwecke der elektrischen Bodenerforschung - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Bestimmung der räumlichen Lage der luftelektrischen Äquipotentialflächen und Potentialdifferenzen, insbesondere für die Zwecke der elektrischen Bodenerforschung. Zur Untersuchung und Feststellung unterirdischer Lagerstätten ist es bereits bekannt, die durch Emanation der betreffenden Substanzen der Erdrinde hervorgerufenen Deformationen der luftelektrischen Äquipotentialflächen zu bestimmen. Im allgemeinen geschieht dies dadurch, daß vermittels der bekannten Anordnung von Kollektor un#1 Elektrometer zwei Linien gleichen Potentials gesucht werden. Die durch diese Linien bestimmte Ebene ist die Tangentialebene zur Äquipotentialfläche an dieser Stelle.
• Bislang geschah die Messung mittels eines Kollektors in Verbindung mit einem Elektrotneter dadurch, daß die mit dieser Anordnung erhaltenen Einzeltnessungen, die jeweils nur einen Punkt der Aquipotentialebpne bestimmten, miteinander kombiniert wurden und auf diese Weise die Lage der Äquipotentialfläche ergaben.
• Dieses Verfahren ist umständlich und zeitraubend. Eine wesentliche Verbesserung des Verfahrens bringt jedoch die Anordnung zweier Kollektoren in Verbindung miteinander mit sich, die derart mit einem Elektrometer verbunden werden, daß bei Änderung der Lage dieser beiden Kollektoren im Raum, bis das Elektrometer keinen Ausschlag mehr gibt, beide Kollektoren auf einer Linie gleichen Potentials sich befinden. Durch Bestimmung einer zweiten ebensolchen Linie ist dann ohne weiteres die Lage der Tangentialebene zur Äquipotentialfläche an der betreffenden Stelle gegeben. Zur Feststellung des Gradienten werden beide Kollektoren in die Normale zu dieser Tangentialebene gebracht und ihre Potentialdifferenz gemessen.
• Gegenstand der Erfindung ist daher eine Einrichtung zur Bestimmung der räumlichen Lage der luftelektrischen Äquipotentialflächen und Potentialdifferenzen, insbesondere für die Zwecke der elektrischen Bodenerforschung, bei welcher zwei Kollektoren mittels isolierender Träger um eine Drehscheibe vertikal #lrehbar und gleichzeitig um eine zweite Drehscheibe horizontal drehbar angeordnet und mit einem Elektrometer derart leitend verbunden sind, daß die Neigung der Kollektor enverbindungslinie gegen die Horizontale, ihre horizontale Richtung und die Potentialdifferenz zwischen den beiden Kollektoren an der Einrichtung direkt abgelesen werden können. Dabei wird die Potentialdifferenz durch eine Messung bestimmt, bei welcher die Kollektorenverbindungslinie in eine Lage normal zu der Tangentialebene an die Äquipotentialfläche gebracht wird, so daß ohne weiteres der Gradient des Potentials am Elektrometer abgelesen wird.
• Wie ersichtlich, hat diese Anordnung vor der bislang verwendeten mit Einzelmessungen den Vorzug leichter, schneller und bequemer Aufmessung des Geländes, was für den gedachten Verwendungszweck ganz besonders ins Gewicht fällt.
• Die Abb. i und 2 zeigen schematisch die Einrichtung.
• Zwei Kollektoren i und i' in Abb. i von möglichst kleiner Kapazität und kurzer Aufladezeit, z. B. Luntenkollektoren, sind mittels isolierender Rohre 2 und 2' von bestimmter Länge, durch welche gleichzeitig die Leitungen 3 und 3' geführt sind, um eine Drehscheibe q. vertikal drehbar angeordnet. Ihre Winkelstellung gegen die Horizontale -wird an einem Teilkreis 5 abgelesen. Mittels zweier Schleifkontakte 6 und 6' werden leitende Verbindungen zwischen den Kollektoren und den Zuleitungen 7 und 7' zum Elektrometer hergestellt, welche durch ein isolierendes Rohr 8 bis dicht über den Erdboden heruntergeführt «-erden. Das Rohr 8 und damit die Kollektoren sind mittels der horizontalen Drehscheibe 9 um ihre vertikale Achse drehbar, der Grad der Verdrehung wird an einem auf das Stativ io aufgesetzten Tenreis i i abgelesen. Unterhalb der Drehscheibe 9 führen die Zuleitungen aus dem Rohr 8 heraus und über eine flexible lcapazitiv geschützte Doppelleitung 12 zum Elektrometer 13.
• Durch die vollständige isolierende Einkapselung der Zuleitungen und der Kontakte, welche die elektrische Verbindung zwischen Kollektoren und Elektrometer herstellen, wird ein Aufladen der leitenden Teile außer den Kollektoren und damit störende Deformationen der lquipotentialflächen durch die Apparatanordnung weitgehend vermieden. Zu demselben Zwecke ist auch bei der übrigen Apparatur die Verwendung von leitendem Material möglichst vermieden und die Auflademöglichkeit des Isoliermaterials und damit ihre kapazitive Wirkung auf die Leiter, wie sie z. B. bei Hartgummi und auch bei Bernstein sehr leicht auftritt, durch Paraffinieren dieser Teile oder durch Wahl geeigneter Isoliermaterialien, z. B. Porzellan, vermindert. Die flexible Zuleitung ist durch metallische Bekleidung, die geerdet wird, kapazitiv geschützt. Ihre Anordnung über dem Erdboden bezweckt ebenfalls eine möglichste Herabsetzung der durch die Apparatur und den Körper des Beobachters hervorgerufenen, wenn auch konstanten Deformation der Potentialflächen.
• Der bei der Betätigung der Meßeinrichtung störende Einfluß des Körpers des Beobachters kann noch vollkommener dadurch ausgeschaltet werden, daß kurz oberhalb der horizontalen Drehscheibe ein oder mehrere kurze Drähte 16 horizontal angeordnet und geerdet werden, so daß auch der Beobachter unter dem Schutz dieses Drahtes (eventuell in knieender Stellung) sich befindet. Die Betätigung der oberen vertikalen Drehscheibe erfolgt dann mittels isolierenden Riemen- oder Stangentriebes 14 von unten, z. B. in Höhe der horizontalen Drehscheibe, gemäß Abb. 2. Die Ablesung des Neigungswinkels geschieht dann ebenfalls unten an der Antriebsscheibe 15. Durch diese Anordnung wird gleichzeitig eine konstante Höhenlage der Kollektorendrehachse über dem Erdboden erreicht, und es werden damit die Störungen durch die Unebenheiten und ungleichmäßige Bewachsung des Erdbodens abgeschwächt.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zur Bestimmung der räumlichen Lage der luftelektrischen Äquipotentialflächen und Potentialdifferenzen, insbesondere für die Zwecke der elektrischen Bodenerforschung, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Kollektoren mittels isolierender Träger um eine Drehscheibe vertikal drehbar und gleichzeitig um eine zweite Drehscheibe horizontal drehbar angeordnet und mit einem Elektrometer derart leitend verbunden sind, daß die Neigung der Kollektorenverbindungslinie 'gegen die Horizontale, ihre horizontale Richtung und die Potentialdifferenz zwischen den beiden Kollektoren an der Einrichtung direkt abgelesen werden können.
2. 2. Meßeinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Zuleitungen und Kontakte zwischen den Kollektoren und dem Elektrometer in isolierenden Hüllen geführt sind, welche gleichzeitig zur Befestigung der Kollektoren an dem Drehscheibengestell dienen.
3. 3. Meßeinrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollektoren durch einen oder mehrere kurz oberhalb der horizontalen Drehscheibe und der die Vertikaldrehung von unten bewirkenden Antriebscheibe horizontal angeordnete und mit dem unteren Teil der Apparatur leitend verbundene und über sie geerdete Drähte bestimmte, überall gleichbleibende Erdungsverhältnisse erhalten..