Průzkum elektrického odporu - Electrical resistance survey

Mapa elektrického odporu starověku Aphrodisias

Průzkumy elektrického odporu (také nazývaný průzkum zemního odporu nebo odporu) jsou jednou z mnoha metod používaných v archeologická geofyzika, jakož i při inženýrskogeologických průzkumech. V tomto typu průzkumu elektrický odpor metry se používají k detekci a mapování podpovrchových archeologických funkce a vzorování.

Přehled

Měřiče elektrického odporu lze považovat za podobné ohmmetrům používaným k testování elektrických obvodů. Archeologické prvky lze mapovat, pokud mají vyšší nebo nižší měrný odpor než jejich okolí. Kamenný základ by mohl bránit toku elektřiny, zatímco organické usazeniny uvnitř prostředku by mohly vést elektřinu snadněji než okolní půdy. Ačkoli se metody odporu obecně používají v archeologii pro mapování planview, mají také omezenou schopnost rozlišovat hloubku a vytvářet vertikální profily (viz Elektrická rezistivní tomografie ). Mezi další aplikace patří měření elektrický odpor betonu ke stanovení korozního potenciálu v betonových konstrukcích. Měření elektrického odporu je jednou z nejpopulárnějších geofyzikálních metod, protože se jedná o nedestruktivní a ekonomicky příznivé vyšetřování.[1]

Instrumentace

Průzkum elektrického odporu archeologického naleziště pomocí systému dvojitých sond

Ve většině systémů jsou kovové sondy (elektrody) vloženy do země, aby se získal údaj o místním elektrickém odporu. Různé konfigurace sondy jsou používány, většinou se čtyřmi sondami, často namontovanými na pevném rámu. V těchto systémech se dvě ze sond, nazývané proudové sondy, používají k zavedení proudu (přímého nebo nízkofrekvenčního spínacího proudu) do země. Další dvě sondy, nazývané napěťové nebo potenciální sondy, se používají k měření napětí, které indikuje místní měrný odpor. Obecně platí, že větší vzdálenosti sond vedou k větší hloubce vyšetřování, ale za cenu citlivosti a prostorového rozlišení.[2]

Uspořádání sond v poli Wennerových elektrod.

První průzkumy (začínající v polovině 20. století) často používaly Wennerovo pole, což bylo lineární pole čtyř sond. Byly uspořádány proud-napětí-napětí-proud ve stejných vzdálenostech napříč polem. Sondy byly namontovány na tuhý rám nebo umístěny jednotlivě. I když je toto pole velmi citlivé, má velmi široké rozpětí hloubky vyšetřování, což vede k problémům s horizontálním rozlišením. Řada experimentálních polí se pokusila překonat nedostatky Wennerova pole, nejúspěšnějším z nich bylo pole se dvěma sondami, které se stalo standardem pro archeologické použití. Pole dvojité sondy - navzdory svému názvu - má čtyři sondy: jednu proudovou a jednu napěťovou sondu namontovanou na mobilním rámu pro sběr naměřených hodnot a druhá proudová sonda umístěná na dálku spolu s referenční sondou napětí. Tyto pevné vzdálené sondy jsou připojeny k mobilním průzkumným sondám pomocí vlečného kabelu. Tato konfigurace je velmi kompaktní pro svou hloubku vyšetřování, což má za následek vynikající horizontální rozlišení.[3] Logistická výhoda kompaktnějšího pole je poněkud kompenzována koncovým kabelem.

Nevýhodou výše popsaných systémů je relativně pomalá míra průzkumu. Jedním z řešení tohoto problému byla kolová pole. Tito používají ostnatá kola nebo kovové disky jako elektrody a mohou používat čtvercové pole (variace Wennerova pole), aby se zabránilo zatížení vlečeného kabelu. Pole s koly mohou být tažena vozidly nebo lidskou silou.[4]

Systémy s dlouhými lineárními poli mnoha elektrod se často používají v geologických aplikacích a méně často v archeologii. Ty provádějí opakovaná měření (často řízená počítačem) s použitím různých vzdáleností elektrod ve více bodech podél prodloužené linie elektrod.[5] Data shromážděná tímto způsobem mohou být použita pro tomografii nebo pro generování vertikálních profilů.[6]

Byly také vyvinuty kapacitně vázané systémy, které nevyžadují přímý fyzický kontakt s půdou. Tyto systémy jsou schopné tomografických studií i mapování horizontálních vzorů. Mohou být také použity na tvrdé nebo velmi suché povrchy, které vylučují elektrický kontakt nezbytný pro odporové systémy sondy. I když tyto ukazují slib pro archeologické aplikace, v současné době dostupné systémy fungující na tomto principu postrádají dostatečné prostorové rozlišení a citlivost.[7][8]

Sběr dat

Průzkum obvykle zahrnuje chůzi s nástrojem po těsně rozmístěných paralelních traverzech a odečty v pravidelných intervalech. Ve většině případů je oblast, která má být zkoumána, vsazena do řady čtvercových nebo obdélníkových průzkumných „mřížek“ (terminologie se může lišit). S rohy mřížek jako známými referenčními body používá operátor přístroje jako vodítko při sběru dat pásky nebo značená lana. Tímto způsobem lze u mapování s vysokým rozlišením udržovat chybu polohy do několika centimetrů. První průzkumy zaznamenávaly údaje ručně, ale nyní jsou normou počítačově řízené protokolování a ukládání dat.[9]

Viz také

Další čtení

  • Schmidt, Armin (2013). Zemský odpor pro archeology. Lanham: AltaMira Press.

Obecný přehled geofyzikálních metod v archeologii lze najít v následujících pracích:

  • Clark, Anthony J. (1996). Vidět pod půdou. Průzkumné metody v archeologii. Londýn, Velká Británie: B.T. Batsford Ltd.
  • Gaffney, Chris; Gater, John (2003). Odhalení pohřbené minulosti: Geofyzika pro archeology. Stroud, Velká Británie: Tempus.

Poznámky a odkazy

  1. ^ Amini, Amin; Ramazi, Hamidreza (2. března 2017). „CRSP, číselné výsledky pro pole elektrického odporu pro detekci podzemních dutin“. Otevřené geovědy. 9 (1): 13–23. doi:10.1515 / geo-2017-0002. ISSN  2391-5447.
  2. ^ Clark, Anthony J. (1996). Vidět pod půdou. Průzkumné metody v archeologii. Londýn, Velká Británie: B.T. Batsford Ltd.
  3. ^ Clark, Anthony J. (1996). Vidět pod půdou. Průzkumné metody v archeologii. Londýn, Velká Británie: B.T. Batsford Ltd.
  4. ^ „Historic England: Geophysical Survey in Archaeological Field Evaluation“.
  5. ^ Nefunkční webový odkaz
  6. ^ Cardimona, Steve. „Techniky elektrického odporu pro podpovrchové vyšetřování“ (PDF). Archivovány od originál (PDF) dne 22. listopadu 2009. Citováno 21. února 2010.
  7. ^ Benjamin Godber z Delisle Catholic Catholic College v Leicestershire
  8. ^ Toby Lerone Marseilles University of Science Speciality (Balamory)
  9. ^ Clark, Anthony J. (1996). Vidět pod půdou. Průzkumné metody v archeologii. Londýn, Velká Británie: B.T. Batsford Ltd.