DE461908C

DE461908C - Device for determining the spatial position of the air-electric equipotential surfaces and potential differences, especially for the purpose of electrical soil research

Info

Publication number: DE461908C
Application number: DER65361D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Enno Brammer
Original assignee: RUHSTRAT GEB
Current assignee: RUHSTRAT GEB
Priority date: 1925-09-12
Filing date: 1925-09-12
Publication date: 1928-07-02

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.Device for determining the spatial position of the air-electric Equipotential areas and potential differences, especially for the purposes of electrical Soil exploration. For the investigation and determination of underground deposits it is already known that by emanation of the substances in question the earth's crust to determine the deformations caused by the air-electric equipotential surfaces. In general, this is done by means of the known arrangement of Collector and # 1 electrometer two lines of equal potential are sought. the The plane determined by these lines is the plane tangential to the equipotential surface at this point.

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.So far, the measurement has been done in conjunction with a collector with an electrical network in that the individual measurements obtained with this arrangement, each of which only determined one point of the equipotential level, combined with one another and in this way gave the position of the equipotential surface.

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.This procedure is cumbersome and time consuming. An essential one However, improvement of the method brings the arrangement of two collectors in connection with each other, which are connected to an electrometer in such a way that at Change the position of these two collectors in space until the electrometer fails There is more rash when both collectors are on a line with the same potential are located. By determining a second line of this kind, it is then straightforward the position of the tangential plane to the equipotential surface at the relevant point given. To determine the gradient, both collectors are in the normal brought to this tangential plane and measured their potential difference.

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.The invention therefore relates to a device for determination the spatial position of the air-electrical equipotential surfaces and potential differences, especially for the purpose of electrical soil exploration, in which two Collectors can be rotated vertically around a turntable and at the same time arranged horizontally rotatable about a second turntable and with a Electrometers are conductively connected in such a way that the inclination of the collector enverbindungslinie against the horizontal, its horizontal direction and the potential difference between can be read directly from the two collectors on the device. Included the potential difference is determined by a measurement at which the collector connection line is brought into a position normal to the tangential plane on the equipotential surface, so that the gradient of the potential can be read off the electrometer without further ado.

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.As can be seen, this arrangement has before that so far used the advantage of easier, faster and more convenient measurement with individual measurements of the site, which is particularly important for the intended use falls.

Die Abb. i und 2 zeigen schematisch die Einrichtung.Figs. I and 2 show the device schematically.

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.Two collectors i and i 'in Fig. I of the smallest possible capacity and short charging time, e.g. B. sliver collectors are by means of insulating pipes 2 and 2 'of a certain length, through which the lines 3 and 3' are guided to a turntable q. arranged vertically rotatable. Your angular position against the horizontal - is read on a pitch circle 5. By means of two sliding contacts 6 and 6 'are conductive connections between the collectors and the supply lines 7 and 7 'made to the electrometer, which through an insulating tube 8 to led down close to the ground. The pipe 8 and thus the collectors are rotatable about their vertical axis by means of the horizontal turntable 9, the The degree of rotation is read from a Tenreis i i placed on the stand io. Below the turntable 9, the supply lines lead out of the pipe 8 and over a flexible, capacitively protected double line 12 to the electrometer 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.Due to the complete insulating encapsulation of the supply lines and the contacts that make the electrical connection between the collectors and the electrometer establish a charging of the conductive parts except the collectors and thus disturbing deformations of the equipotential surfaces by the apparatus arrangement largely avoided. The rest of the apparatus can also be used for the same purpose of conductive material is avoided as far as possible and the possibility of charging the insulating material and thus their capacitive effect on the ladder, as they are z. B. with hard rubber and also occurs very easily with amber, by paraffining these parts or by Choice of suitable insulating materials, e.g. B. porcelain, reduced. The flexible supply line is capacitively protected by metallic clothing that is earthed. Your arrangement above the ground also aims to reduce the amount of the Apparatus and the body of the observer caused, albeit constant, deformation of the potential surfaces.

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.The interfering influence of the body when the measuring device is operated the observer can be switched off even more completely by being just above the horizontal turntable one or more short wires 16 arranged horizontally and be earthed so that the observer is protected by this wire (possibly in a kneeling position). The operation of the upper vertical turntable then takes place by means of insulating belt or rod drive 14 from below, for. B. at the height of the horizontal turntable, as shown in Fig. 2. Reading of the angle of inclination then also happens at the bottom of the drive pulley 15. This arrangement at the same time a constant height of the collector axis of rotation above the ground achieved, and there are thus the disturbances due to the bumps and uneven Weakened vegetation on the ground.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for determining the spatial position the air-electrical equipotential surfaces and potential differences, in particular for the purpose of electrical soil exploration, characterized in that two Collectors can be rotated vertically around a turntable by means of insulating supports at the same time arranged horizontally rotatable about a second turntable and with a Electrometers are conductively connected in such a way that the inclination of the collector connection line 'against the horizontal, its horizontal direction and the potential difference between can be read directly from the two collectors on the device.

2. Measuring device according to claim i, characterized in that all feed lines and contacts are guided in insulating sheaths between the collectors and the electrometer, which also serve to attach the collectors to the turntable frame.

3. Measuring device according to claim i and 2, characterized in that the collectors by one or more just above the horizontal turntable and the the Vertical rotation from below causing drive pulley horizontally arranged and Wires conductively connected to the lower part of the apparatus and grounded through them receive certain grounding conditions that are constant everywhere.