WikiDer > Исследование электрического сопротивления

Electrical resistance survey

Карта электрического сопротивления древних Афродизиас

Исследования электрического сопротивления (также называемый исследованием сопротивления заземления или удельного сопротивления) - это один из многих методов, используемых в археологическая геофизика, а также в инженерно-геологических изысканиях. В этом типе опроса электрическое сопротивление метры используются для обнаружения и картирования подземных археологических Особенности и узор.

Обзор

Измерители электрического сопротивления можно рассматривать как аналог омметров, используемых для проверки электрических цепей. Археологические объекты могут быть нанесены на карту, если они имеют более высокое или более низкое удельное сопротивление, чем их окружение. Каменный фундамент может препятствовать прохождению электричества, в то время как органические отложения внутри отвалов могут проводить электричество легче, чем окружающие почвы. Хотя методы сопротивления обычно используются в археологии для картографирования в плане, они также имеют ограниченную способность различать глубину и создавать вертикальные профили (см. Томография электрического сопротивления). Другие приложения включают измерение удельное электрическое сопротивление бетона для определения потенциала коррозии в бетонных конструкциях. Измерение электрического сопротивления - один из самых популярных геофизических методов благодаря тому, что это неразрушающее и экономически выгодное исследование.[1]

Приборы

Исследование электрического сопротивления археологического объекта с использованием системы двойного зонда

В большинстве систем металлические зонды (электроды) вставляются в землю для получения показаний местного электрического сопротивления. Разнообразие конфигурации датчиков , большинство из которых имеют четыре зонда, часто установленных на жесткой раме. В этих системах два пробника, называемые токовыми пробниками, используются для подачи тока (постоянного или низкочастотного коммутируемого тока) в землю. Два других датчика, называемые датчиками напряжения или потенциала, используются для измерения напряжения, которое указывает на местное удельное сопротивление. В общем, большее расстояние между датчиками дает большую глубину исследования, но за счет чувствительности и пространственного разрешения.[2]

Расположение зондов в электродной решетке Веннера.

Ранние обзоры (начало середины 20 века) часто использовали Массив Веннера, который представлял собой линейный массив из четырех зондов. Они были расположены ток-напряжение-напряжение-ток на равных расстояниях по решетке. Зонды устанавливались на жесткую раму или размещались индивидуально. Хотя этот массив довольно чувствителен, он имеет очень широкий диапазон глубины исследования, что приводит к проблемам с горизонтальным разрешением. Ряд экспериментальных массивов попытался преодолеть недостатки массива Веннера, наиболее успешным из них является массив с двумя зондами, который стал стандартом для археологических исследований. Массив твин-зонд - несмотря на его название - имеет четыре зонда: один ток и один датчик напряжения, установленные на подвижной раме для сбора показаний обследования, а другой датчик тока, размещенные удаленно наряду с опорным напряжением зонда. Эти стационарные удаленные зонды подключаются к мобильным геодезическим зондам с помощью гибкого кабеля. Эта конфигурация очень компактна из-за ее глубины исследования, что обеспечивает превосходное горизонтальное разрешение.[3] Логистическое преимущество более компактного массива несколько нивелируется продольным кабелем.

Недостатком описанных выше систем является относительно низкая скорость опроса. Одним из решений этого были колесные массивы. В них используются зубчатые колеса или металлические диски в качестве электродов, а также может использоваться квадратная решетка (вариант матрицы Веннера), чтобы избежать обременения тянущегося кабеля. Колесные массивы могут буксироваться автомобилями или силами человека.[4]

Системы, имеющие длинные линейные массивы из многих электродов, часто используются в геологических приложениях и реже в археологии. Они проводят повторяющиеся измерения (часто управляемые компьютером) с использованием различных расстояний между электродами в нескольких точках вдоль вытянутой линии электродов.[5] Собранные таким образом данные можно использовать для томографии или создания вертикальных профилей.[6]

Также были разработаны системы с емкостной связью, которые не требуют прямого физического контакта с почвой. Эти системы могут выполнять томографические исследования, а также отображать горизонтальные структуры. Их также можно использовать на твердых или очень сухих поверхностях, которые исключают электрический контакт, необходимый для систем сопротивления зонда. Хотя они являются многообещающими для археологических приложений, существующие в настоящее время системы, работающие на этом принципе, не обладают достаточным пространственным разрешением и чувствительностью.[7][8]

Сбор информации

Съемка обычно включает в себя ходьбу с прибором по близкорасположенным параллельным маршрутам с регулярным снятием показаний. В большинстве случаев исследуемая область разбивается на серию квадратных или прямоугольных съемочных «сеток» (терминология может варьироваться). Если углы сетки являются известными опорными точками, оператор инструмента использует ленты или маркированные веревки в качестве ориентира при сборе данных. Таким образом, погрешность позиционирования может быть в пределах нескольких сантиметров для картографии с высоким разрешением. Ранние исследования регистрировали показания вручную, но теперь регистрация и хранение данных под управлением компьютера стали нормой.[9]

Смотрите также

дальнейшее чтение

  • Шмидт, Армин (2013). Сопротивление земли для археологов. Лэнхэм: АльтаМира Пресс.

Общий обзор геофизических методов в археологии можно найти в следующих работах:

  • Кларк, Энтони Дж. (1996). Видеть под почвой. Поисковые методы в археологии. Лондон, Великобритания: B.T. Batsford Ltd.
  • Гаффни, Крис; Gater, Джон (2003). Раскрытие погребенного прошлого: геофизика для археологов. Страуд, Соединенное Королевство: Темпус.

Примечания и ссылки

  1. ^ Амини, Амин; Рамази, Хамидреза (2 марта 2017 г.). «CRSP, численные результаты для массива удельного электрического сопротивления для обнаружения подземных полостей». Открытые геонауки. 9 (1): 13–23. Дои:10.1515 / geo-2017-0002. ISSN 2391-5447.
  2. ^ Кларк, Энтони Дж. (1996). Видеть под почвой. Поисковые методы в археологии. Лондон, Великобритания: B.T. Batsford Ltd.
  3. ^ Кларк, Энтони Дж. (1996). Видеть под почвой. Поисковые методы в археологии. Лондон, Великобритания: B.T. Batsford Ltd.
  4. ^ "Историческая Англия: Геофизические исследования в оценке археологических полевых условий".
  5. ^ Неработающая ссылка
  6. ^ Кардимона, Стив. «Методы электросопротивления для исследования недр» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) 22 ноября 2009 г.. Получено 21 февраля, 2010.
  7. ^ Бенджамин Годбер из католического научного колледжа Делиль в Лестершире
  8. ^ Тоби Лероне Марсельский университет по специальности (Баламори)
  9. ^ Кларк, Энтони Дж. (1996). Видеть под почвой. Поисковые методы в археологии. Лондон, Великобритания: B.T. Batsford Ltd.