【誤訳訂正書】
【提出日】平成28年8月19日(2016.8.19)
【誤訳訂正１】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】全文
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の名称】重力トランスデューサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に重力トランスデューサに関し、より詳細には、地下応力摂動により誘起される重力場の微小な変異の検出に関し、さらにより詳細には、そのようなトランスデューサの、炭化水素探査への応用に関する。
【背景技術】
【０００２】
重力の変異は、数キログラムの程度の、懸吊された大きな質量を使用して検出されてきた。重力は最も弱い、知られている力であるので、質量は、大きくなければならないと考えられた。より最近では、原子干渉法、特に、干渉法を利用する加速度計が、重力プローブとして提案されている。例えば、Ｂ．  Ｍ．  Ａｎｄｅｒｓｏｎ、Ｊ．  Ｍ．  Ｔａｙｌｏｒ、およびＶ．  Ｍ．  Ｇａｌｉｔｓｋｉ著、「Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｙ  ｗｉｔｈ  ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  ｇａｕｇｅ  ｆｉｅｌｄｓ（合成ゲージ場での干渉法）」、Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｒｅｖｉｅｗ  Ａ、ｖｏｌ．  ８３，  ０３１６０２（Ｒ）、２０１１を参照のこと。
【発明の概要】
【０００３】
これらのデバイスは、実用的な制限を有する。大きい質量を使用するデバイスは、重力場の大きい変異のみを検出することができる。干渉計を現地作業のために実用的にするように、克服するべきいくつかの複雑な技術的な課題がある。これらの要件のいくつかとしては、原子を絶対零度近くに冷却、保持して、不要な慣性効果を除去することが挙げられる。したがって、地質学的特徴に関係する地下応力に起因するものなどの、比較的小さい重力変動を検出することができ、室温などの妥当な温度で好都合に使用することができるデバイスを有することが極めて望ましいことになる。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】本発明が区別することにおいて有用な可能性がある、典型的な地質学的特徴を示す図である。
【図２】可能性のある炭化水素の特徴を識別することが可能な、重力トランスデューサおよび検出システムの主要な構成要素を示すブロック図である。
【図３Ａ】部品および部品間の配線を示す、図２のシステムの詳細なブロック図である。
【図３Ｂ】部品および部品間の配線を示す、図２のシステムの詳細なブロック図である。
【図４】セスナ社サイテーション５６０航空機内の、図２およぶ図３のシステムを示す写真に基づいたスケッチである。
【図５】図４のシステムに採用されている、開けたセンサケースおよび関連する信号調節ユニットのスケッチである。
【図６Ａ】典型的な寸法を示す、応力場検出器（ＳＦＤ：Ｓｔｒｅｓｓ  Ｆｉｅｌｄ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）センサを示す側面図である。
【図６Ｂ】典型的な寸法を示す、図６ＡのＳＦＤセンサを示す端部平面図である。
【図７Ａ】ＳＦＤセンサの別の実施形態の側面透過図である。
【図７Ｂ】図７ＡのＳＦＤセンサの端面図である。
【図８】原子がどのようにトラップされ、センサ接合を形成することができるのかを示す、ＳＦＤセンサの微視的な視点を示すスケッチである。
【図９】各々がトラップされた粒子の波と接合空洞内で生成されるフォノン誘起音響波（フォノン誘起音響学的圧力波）の重ね合わせを備える、複数の接合の実施形態を備える本発明の１つの実施形態を示すスケッチである。
【図１０】図６Ａから図７Ｂの金属ピンと金属ビーズの間の、極度にくびれた領域内の、トラップされた粒子の定在波とフォノン誘起音響波の波面を示すスケッチである。
【図１１】本システムの能力を検証する試験飛行での、図２から図６Ｂのシステムにより生成された信号の例を示す図であって、カナダ、ＢＣのＬａｄｙｆｅｒｎガス田を横切り、平原内の最大応力線に沿った、試験飛行線についての信号を示す図である。
【図１２】本システムの能力を検証する試験飛行での、図２から図６Ｂのシステムにより生成された信号の例を示す図であって、図１１で使用されたものと同じセンサを使用するが、小さな丘内の最大応力線に沿った、カナダ、ＡＢのＢｕｒｎｔ  Ｔｉｍｂｅｒガス田の第２の試験飛行線からの信号を示す図である。
【図１３】本システムの能力を検証する試験飛行での、図２から図６Ｂのシステムにより生成された信号の例を示す図であって、図１１および図１２に使用されたものと同じセンサを使用するが、この場合、飛行が最小応力線に沿っている、カナダ、ＢＣのＬａｄｙｆｅｒｎガス田を横切る第３の試験飛行からの信号を示す図である。
【図１４】アルゼンチン、Ｃｏｍｏｄｏｒｏ−Ｒｉｖａｄｉｖａ内のＬａ  Ｊａｒｉｌｌａ油田上の、２０１２年、４月１４日の飛行を示す、調査飛行線マップである。
【図１５】図１４の飛行線に沿って現れ、センサ「Ｐｅａｒｌ」からとらえられた信号を示す図である。
【図１６】図１４の飛行線に沿って現れ、センサ「Ｐｅａｒｌ」と異なるセンサである、センサ「Ｓｔｒｉｎｇ」からとらえられた別の信号を示す図である。
【図１７】「信号振幅」の概念を示すセンサ信号を示す図である。
【図１８】振幅が平均化されたセンサ信号を示す図である。
【図１９】地質学的エッジの概念を示すセンサ信号を示す図である。
【図２０】信号「周波数」の概念を示すセンサ信号を示す図である。
【図２１】さまざまな周波数の傾向を示すセンサ信号を示す図である。
【図２２】信号パターン変化の概念を示すセンサ信号を示す図である。
【図２３】信号特性変化の概念を示すセンサ信号を示す図である。
【図２４】シーケンス識別の概念を示すセンサ信号を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
本出願は、十分に安定であり、結果に一貫性がある、空中地球物理的探査のための、量子スケールデバイスを開示する。したがって、新規デバイスおよびシステムは、独立した信頼性を提供する能力を有する。
【０００６】
実用的な重力場検出器の実施形態が本明細書で開示される。本明細書に記載される実施形態の特定の応用例は、可能性のある炭化水素堆積物の検出である。下で詳細に見られるように、地殻内の炭化水素堆積物の領域での地質学的応力は、固い岩の領域内とは異なる。本明細書に記載される検出器は、これらの違いを検出する。可能性のある炭化水素堆積物を検出する過程で、開示される実施形態は、集積層および断層などの堆積盆地内の他の地質学的特徴も検出することが発見された。記載される応力場検出器および特定の実施形態が、多くの追加の特徴および応用を有しており、今後有することになることも、当業者には、明らかであろう。
【０００７】
図１は、本明細書に記載される実施形態が、区別において有用となりうる、典型的な地質学的特徴１００を示す図である。複数の堆積層１０２、１０４、１０６、１０８、および１１０を有する堆積盆地の例示的なエリア１１０が図示されており、そのエリアは、例えば、ガス、石油、または水などの流体を含みうる多孔質の砂岩構成物１１４を囲む、頁岩シーケンス１１２を有するエリアを含む。この例では、多孔質の砂岩およびシェールは、同じ密度を有する。等しい密度は、等しい重力加速度を意味する。したがって、質量ベースの重力計は、両方について、同じ測定値をもたらす。しかし、２つのエリアは、１１８、１２６、１２７、および１２０によって示唆されるような、異なる応力型を有することになる。頁岩（シェール）１１２は、多孔質の砂岩１１４とは異なる応力を分散させる。シェールとかなりの流体を含む多孔質の砂岩の間の、弾性（せん断）特性の差異は、従来型の重力検出デバイスが気づかないが、地下応力摂動に関連する重力場振動の変化に起因して、本明細書に記載されるセンサにより検知可能な応力異常を生成する。
【０００８】
Ｉ  電子装置の詳細な説明
図２は、可能性のある炭化水素の特徴を識別することが可能な、重力トランスデューサおよび検出システムの１つの実施形態の主要構成要素を図示するブロック図である。図２に示されるように、システムは、応力場検出センサ１５４、信号調節システム１５６、航空機追跡通信システム１６０、データ記録システム１６４および１６６、データ後処理システムを含む品質管理システム１７０を内蔵する。全ての機器は、自蔵式であり、適切な配線１５５、１６１、１５８、１５７、１６７、および１６８を介して互いに接続される。
【０００９】
図３は、調査航空機内に組み込まれる、システム１５０の実施形態の、個々の電子構成要素を示すブロック回路図を示す。実施形態１５０は、第１の応力場センサ（ＳＦＤ：Ｓｔｒｅｓｓ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｅｎｓｏｒ）システム２０２、第２のＳＦＤシステム２０４、メインデータ取得コンピュータシステム２１４、実時間表示コンピュータシステム２１６、およびパイロットナビゲーションシステム２１８を含む。第１のＳＦＤセンサシステム２０２は、６つのＳＦＤセンサおよび２つの加速度計を含むＳＦＤセンサ配列を含む。これらは、センサボックス２２０内に含まれる。センサおよびセンサボックスの構造は、下に議論されることになる。第１のセンサシステム２０２は、ＳＦＤ信号調節システム２２２および電池２２５も含む。システム１５０にわたっての接地は、２２６などの接地記号で示される。第２のＳＦＤシステム２０４は、８つのＳＦＤセンサおよび６つの加速度計を含むセンサボックス２３０を含む。第２のシステム２０４は、ＳＦＤ信号調節システム２３２および電池２３５も含む。
【００１０】
メインコンピュータ２１４の１つの実施形態は、ＱＮＸ  ４．２５データ取得コンピュータ２９０、ならびにカードおよびカプラ２４２を介してキーボードＩＮポート２９９に結合されるキーボード２４０を含む周辺機器を含む。コンピュータ２９０は、航空機から給電される電源２９４から給電され、その電力は、ユニット２９１内の１１０Ｖ  ＡＣ電源に入力される。データ取得コンピュータ２９０は、センサデータ入力ポート２５０に接続されるデータ取得カード３００、加速度計データ入力ポート２５２に接続されるデータ取得カード３０４、ＧＰＳ  Ｃｏｍ  １ポート２７４に接続されるＧＰＳシリアルポート３０６、ＧＰＳ  Ｃｏｍ  ２ポート２７６に接続されるＮＭＥＡ／ｑｔａｌｋシリアルポート３０８、パイロットディスプレイ出力３１０、および外部ハードドライブに出力を提供するＵＳＢポート３１４も含みうる。カプラ２４２は、有線デバイスまたは無線デバイスであってよく、キーボードが航空機の周りで移動されることを可能にする。コンピュータ２１４は、ケーブルインターフェース２４８、ＳＦＤセンサにより使用される最大１６チャネルを有するＭ６２５９  ２ｋＨｚデータ入力インターフェース２５０、加速度計のためのＭ６２２５  ２００Ｈｚデータ取得インターフェース２５２、メインフレームを他のコンピュータと同期させるためのリモートスタート出力２５６、システム１ＳＦＤ信号調節器２２２と接続されるシステム１入力ポート２５８、システム２信号調節器２３２と接続されるシステム２入力ポート２６０、および加速度計／電池モニタ入力２６４を含みうる。メインコンピュータ２１４は、ＧＰＳカード２６８、ＧＰＳアンテナ２７０、Ｃｏｍ  １ポート２７４、Ｃｏｍ  ２ポート２７６、ＤＣ電源入力ポート２８０、ＧＰＳ電池２８２、および１５ボルトＤＣ源２８６を含みうる、ＧＰＳモジュール２６８も含む。ＧＰＳモジュール２６８は、航空機が飛行しているときに航空機の発電機から充電される電池２８２で動く。
【００１１】
パイロットナビゲーションシステム２１８は、５ボルトＤＣ電源３２０、コンピュータ２９０のパイロットディスプレイ出力３１０からの出力を受け取るパイロットナビゲーションインターフェース３２４、および航空機の風防上に投影されるパイロットナビゲーションディスプレイ３２６を含む。
【００１２】
実時間表示コンピュータ２１６は、調査飛行を追跡するためのＯｚｉＥｘｐｌｏｒｅｒ移動マップユーティリティ、および調査期間にＳＦＤ波形を示し、バックアップデータ記録に役立ちもする、ＷｉｎＤａｑデータ取得システムを備えるＰａｎａｓｏｎｉｃ社ＣＦ３０であってよい、ラップトップ３３０を含む。ラップトップ３３０は、コンピュータ２１４のＧＰＳ通信ポート３０４および２７６に接続される通信ポート３３４、ＵＳＢポート３２６、２８Ｖ  ＤＣ電源３４６に接続されるカード３３８内のＲＡＭ  ＤＣ電力、および外部ハードドライブ３４４に接続されるＵＳＢポート３４０も含みうる。実時間表示コンピュータ２１６は、データ取得カード３５０、ＷｉｎＤａｑ入力ポート３５６および３５８を含みうるマッピングモジュール３５０、ならびにラップトップ３３０上のＵＳＢポート３３６に接続するＵＳＢポート３５４も含みうる。ＷｉｎＤａｑポート３５６は、それぞれ、ＳＦＤ信号調節ユニット２２２および２３２に接続する。
【００１３】
メインコンピュータ２１４は、センサデータ、加速度計データおよびＧＰＳデータを収集してデジタル化するように動作する。上記のデータ取得カードは、ＳＦＤセンサおよび加速度計のアナログ出力をデジタル化する、アナログ−デジタル変換器を含む。加速度計データは、品質管理機能に役立つ。ＳＤＦセンサ上への加速度の影響が高すぎる、例えば１ｇ以上である場合、データ品質に関して、追加のカードが動かされる必要がある。これは、メインコンピュータ２１４によって、加速度計データをＳＦＤセンサデータと相関させることにより実施される。メインコンピュータ２１４は、ＳＦＤデータを、ＧＰＳモジュール２６８により出力される航空機位置データとも相関させる。実時間表示コンピュータ２１６は、ＳＦＤ出力を時間の関数として示す、調査期間の信号出力を提供し、その波形は、下で詳細に議論されることになる。これらの波形は、ラップトップ３３０のディスプレイ上に実時間で出力されうる。時間は、ＧＰＳ出力を介して位置とも相関され、時間と位置が相関する飛行の実時間表示をシステムが提供することを可能にする。そのようなマップの例は、下に示され、議論されることになる。
【００１４】
図４は、セスナ社サイテーション５６０航空機３８０の機内にある、センサ調査機器を示す写真のスケッチである。実時間表示ラップトップ３３０は、最も近いラック３８４の頂部に位置し、一方メインコンピュータ２９０は、実時間表示ラップトップ３３０の直ぐ下である。マッピングモジュール３５０は、このラックの底部にある。ケーブルインターフェース２４８は、ラック３８４の右底部に見られる。システム１ＳＦＤセンサケース２３０は、第２のラック３８８の頂部に見られ、一方、システム２センサケース２３０は、システム１ＳＦＤセンサケース２３０の下である。システム２信号調節器２３２は、センサケース２３０の下のラックレベル上に見られる。ナビゲーションモジュール２１８は、飛行機３８０の遠端のコクピット３９０内に見られる。
【００１５】
図５は、開けたセンサケース２３０および複数チャネル信号調節ユニット２３２の１つの実施形態を示す。重力場センサは、振動および衝撃絶縁を備える、ペリカンハードケース４００内部に搭載される個別ユニットである。図５の実施形態では、振動および衝撃絶縁は、シリコーンゲルマット４１０を備える。１６のＳＦＤセンサ、４０４、４０６、４０８、４１４、４１６、４１８、４２０、４２２、４２４、４２６、４２８、４３０、４３４、４３５、４３６、および４３７は、マット４１０上に搭載される。３つの加速度計４４０、４４１、および４４２は、それぞれＳＦＤセンサ４３４、４３５、および４３７の頂部に搭載され、したがって、マット４１０上で支持される。これらの加速度計は、３つの直交方向のそれぞれで加速度を測定する。加えて、３つの加速度計４４４、４４５、および４４６は、ケース４００に直接搭載される。これらは、３つの機体の直交方向のそれぞれで加速度を測定する。ＳＦＤセンサおよび加速度計の多くの他の構成が可能である。ＳＦＤセンサおよび加速度計の冗長性は、しばしば、実施形態の特徴となる。１つの実施形態では、２つの別のシステム内の１４のＳＦＤセンサからの信号が、異なるモードで同時に記録され、地下の地質学的特徴の識別の不確実性を減少し、不要なノイズを除去する。別の実施形態では、２４のＳＦＤセンサが３つの別のシステムに含まれる。
【００１６】
本発明にしたがう重力場センサは、主に地下の水平の応力方向の変異により生起される、構造的、層序的にトラップされた流体に応答する量子デバイスであり、したがって、用語「応力場検出器」である。センサの好ましい実施形態は、下の図６Ａ〜図１０を参照して記載される。設計に応じて、センサは、複数チャネル信号調節ユニットを介して供される、時間変異するアナログ電気信号を作る２端子または３端子のトランスデューサである。アナログ電圧信号の形の出力は、データ取得カードに流れこみ、そこで、アナログ電圧信号の形の出力はコンピュータシステム上で表示するためにデジタル信号に変換される。データは、毎秒２，０００サンプルで記録されうる。
【００１７】
図６は、本発明による、センサ接合４１６の１つの実施形態の詳細を示す、側面図（図６Ａ）および平面図（図６Ｂ）を示す。接合は、被覆４６２、ならびに第１の半球４５６、ディスク４５８、および第２の半球４６０を備えるビーズ４５４を有するピン４５０を備える。金または銅からピン４５０が作られてよいが、ピン４５０は、他の材料から作られてよい。酸化銀、すなわちＡｇ２Ｏから被覆４６２が作られてよいが、被覆４６２は、他の酸化物または他の誘電体から作られてよい。被覆４６２の厚さは、３０ナノメートル以下、より好ましくは２０ナノメートル以下、最も好ましくは１０ナノメートル以下であってよい。銅からビーズ４５４の円形の中央ディスク部４５８が作られてよいが、円形の中央ディスク部４５８は、多くの他の金属から作られてよい。さまざまな部分の例示的な寸法が、図６Ａおよび図６Ｂに示される。半球４５６および４６０は、２ｍｍの長さであってよく、スズ、ニッケル、鉛および銀の合金などの合金から作られてよい。１つの実施形態では、第１の半球４５６は、６３％Ｓｎおよび３７％Ｐｂであってよく、一方、第２の半球４６０は、９６．３％Ｓｎおよび３．７％Ａｇであってよい。ディスク４５８は、１．７５ｍｍ幅であってよい。ピン４５０は、２５ｍｍの長さおよび１．４５ｍｍの直径であってよい。半球４５６および４６０ならびにディスク４５８の円形の直径は、３．５ｍｍであってよい。動作では、ピン４５０は、接点５０４を介して接地電圧に保たれ、一方ビーズ４５４は、接点５０８を介して正のＶＤＣ電圧に保たれる。上に詳述されたセンサ構成要素のために、何らかの他の材料、ニッケル、カーボン、プラチナ、他のもの、およびその合金なども使用されうる。ピン４５０を被覆するために使用されうる金属酸化物としては、タンタル酸化物、アルミニウム酸化物、スズ酸化物、ニッケル酸化物などが挙げられる。
【００１８】
図７Ａおよび図７Ｂは、センサ接合４７０の別の実施形態の透過図を示す側面図および平面図である。この実施形態は、ピン４７４、ならびにビーズ４７６、ディスク４７８、ディスク４８０、およびディスク４８２を含む。ピン４７４は、被覆４７２で被覆される。ピン４７４およびディスク４８０は、金または銅などの、良導体から作られてよい。ディスク４７８および４８２は、スズ、ニッケル、鉛、および銀の合金などの金属合金から作られてよい。被覆４７２は、銀酸化物または上記の他の酸化物などの金属酸化物から作られてよい。ピン接点４９０は、銅または上記の他の材料から作られてよく、４９４で接地されてよい。ディスク４８２は、正のＶＤＣ電圧に接続されてよい。正のＶＤＣ電圧は、典型的には、６ボルトと９ボルトの間であってよい。動作では、ピン４５０、４７４の位置は、精密なマイクロメカニカル制御を使用してビーズ４５４、４７６の孔の中に調整され、圧電駆動ナノポジショナを介して調整されてよい。
【００１９】
ＩＩ  動作原理
本明細書に記載されるシステムは、約１５年を超える経験的な証拠に対して大規模に試験され、システムの着実な改善が、経験的な証拠に基づいてなされてきたが、動作原理に関する議論は、システムを理解するのに有用でありうる。図８は、どのように電気的に中性な粒子５１２または荷電粒子５１４がトラップされ、能動的なセンサ接合４１６を形成することができるのかを示す、センサ接合４１６の微視的な視点を示すスケッチである。図６Ａおよび図６Ｂ内のように、センサ４１６は、ビーズ４５４および金属ピン４５０を含む。ビーズ４５４は、金属合金から作られうる部分４５６および４６０、ならびに、銅などの金属から作られうる部分４５８を含む。ピン４５０は、金属酸化物から作られうる被覆４６２で被覆される。ピン４５０は、５０４で接地され、ビーズ４５４は、＋ＶＤＣ電圧に５０８で接続される。ピン４５０は、５２０で示されるように、ピン４５０の長さに直交する方向に調整される。ピン４５０が調整されると、５１２および５１４などの電気的に中性の粒子または荷電粒子が、ピン４５０とビーズ４５４の間に好適にトラップされてよい。＋ＶＤＣ電圧がピン４５０とビーズ４５４にわたって印加されると、電流が熱を作り、熱がフォノンを生成する。５１４などの粒子は、異なる金属の電子接合で形成する共鳴空洞に好適にトラップされうる。
【００２０】
図９は、各々が５１４などのトラップされた粒子の５１５などの波と接合空洞内で生成される５３０などのフォノン誘起音響波の重ね合わせを備える、複数の接合の実施形態を備える１つの実施形態を図示するスケッチである。示されるように、調整部５２６は、粒子５１４を定在波５３０内にトラップし、調整部５３６は、粒子５３３を定在波５３４内にトラップする。トラップされた粒子は、ピン４５０の酸化物被覆とビーズ４５４の内側表面４６０の間の間隙５００内に閉じ込められる。図１０は、金属ピン４５０と金属ビーズ４６０の間の、粒子５１４のトラップ５２０、５０１を図示するスケッチである。
図８及び９に示されている接続関係からわかるように、＋ＶＤＣに接続されるものと接地されるものとは、実施形態により変わりうる。
【００２１】
能動的なインターフェースを有する、上述の波により制御される共鳴トランスデューサは、大地の重力場の微細な変異を検出することが可能な、地球物理的センサシステムである。センサの小型で高度に可搬式の構成に起因して、センサは、広域の採掘物探査のための迅速かつコスト効果的な道具としてセンサを理想的に位置づける空中調査用途に容易に採用される。本調査システムは、石油およびガス探鉱のために特に設計される。本システムの追加の将来の応用としては、金属採掘物探査、キンバーライト（ダイアモンド）探鉱、浅い淡水の水床の位置決め、地震および火山噴火の予測、量子力学的相互作用（現象およびプロセス）の識別および試験、一般相対性理論の領域での量子力学的事象の研究、物理の最も基本的な法則から質量、重力、および慣性の起源の理解の探査、一般相対性理論の仮説および可能性のある天文学的、天体物理学的観測を試験することが挙げられる。しかし、これらの応用は、現在の設計への修正、ならびに材料の選択、追加の制御機能および好適な粒子の選択を必要としうる。
【００２２】
能動的なインターフェースの基本的な動作前提は、応力と重力の間の基本的な関係に基づく。
【００２３】
大地の垂直の応力成分は、表土上に働く重力により支配される。対照的に、最大および最小水平応力成分は、著しく水平重力に影響を及ぼす。したがって、向きの変化を有する重力異常の大部分は、水平方向に発生することになる。Ｈａｙｅｓは、応力場が重力の大きさの変化をもたらすだけでなく、テンソル方向への結合ももたらすことを示した（Ｔ．  Ｊ．  Ｈａｙｅｓ、Ｋ．  Ｆ．  Ｔｉａｍｐｏ、Ｊ．  Ｆｅｒｎａｎｄｅｚ、およびＪ．  Ｂ．  Ｒｕｎｄｌｅ著、「Ａ  ｇｒａｖｉｔｙ  ｇｒａｄｉｅｎｔ  ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｉｎｇ  ｔｈｅ  ｐｏｓｔ−ｓｅｉｓｍｉｃ  ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ｆｉｅｌｄ  ｆｏｒ  ａ  ｆｉｎｉｔｅ  ｆａｕｌｔ（有限の断層に関する地震後変形場を特徴付けるための重力勾配法）」、Ｇｅｏｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｊｏｕｒｎａｌ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ、ｖｏｌ．  １７３、頁８０２〜８０５、２００８年）。Ｊｏｓｈｕａ  Ｔｒｅｅ地震の広範な計算およびモデルを使用することにより、Ｈａｙｅｓは、重力勾配は、水平面内の有限な走向ずれ運動にわたる応力モデルと同様の形状を呈することを示した。応力が重力勾配にしたがわない１つの例外は、トラップされた流体の中である。固体が流体と接触する場合、インターフェースにおけるせん断応力はゼロでなければならない（流体は、せん断をサポートすることができない）が、応力の法線成分（すなわち、トラクション）は、連続でなければならない。地震のせん断波の効果は、トラップされた流体と同一である。したがって、トラップされた流体の応力場は、固体の岩の応力場と著しく異なり、固有の重力摂動も引き起こす。
【００２４】
一般相対性理論によれば、エネルギの全ての形態は、重力場の発生源であり、エネルギの加算または減算は、物体の重力場ポテンシャルを変える。その結果、印加される応力に応じて、重力に引きつけられる物体は、物体の重力場の幾何形状に実際の摂動を発現することになる。ストレス要因としては、熱、回転、圧縮または伸張が挙げられ、そのようなストレス要因の発生源は、物体の内部または外部でありうる。
【００２５】
本発明のトランスデューサは、（１）応力が誘起した重力異常に選択的に応答すること、（２）時間にわたり、力学的信号の統合を行うこと、（３）一定の、または徐々に変異する重力源を除去すること、（４）これらの機能を例えば、３０４．８ｍ（１０００フィート）から６０９６ｍ（２０，０００フィート）の高い高度、かつ高いサンプルレート（例えば毎秒２，０００サンプル）で実施すること、（５）特別に設計されたインターフェースを介して、古典力学領域および量子力学領域の相互作用を可能にすることのために設計されたメゾスコピックスケールの非直線デバイスである。重力トランスデューサシステムは、応力−重力の関係を利用して、応力摂動から来る重力場振動の形での微細な変異の検出に焦点を合わせることにより、堆積盆地内および浅い地殻内の一方または双方の応力パターンの変化を推定する。明確にするために、本発明にしたがう重力トランスデューサシステムは、現況技術の従来型重力計および重力勾配計が依拠する加速度の大きさを測定するのではなく、重力エネルギ周波数領域内の異常を振動の変異として検出するように設計される。そのため、本発明のシステムは、地球物理学分野で採用された知られた技術から、実質的に逸脱することを表す。
【００２６】
大きな「試験質量」は、大きなスケールの相互作用への重力の小さな歪みを測定するのには不適当である。さらに、大きな質量は、短いドブロイ波長を有する。対照的に、粒子スケールの質量は、長いドブロイ波長を有する。エネルギ密度は質量に関係し、質量はドブロイ波長に関して規定されうる（Ｊ．Ｗ．  Ｇ．  Ｗｉｇｎａｌｌ著、「Ｐｒｏｐｏｓａｌ  ｆｏｒ  ａｎ  ａｂｓｏｌｕｔｅ，  ａｔｏｍｉｃ  ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  ｏｆ  ｍａｓｓ（質量の絶対的原子的規定の提案）」、Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｒｅｖｉｅｗ  Ｌｅｔｔｅｒｓ、ｖｏｌ．  ６８、頁５〜８、１９９２年、Ｓ．−Ｙ．  Ｌａｎ、Ｐ．−Ｃ．  Ｋｕａｎ、Ｂ．  Ｅｓｔｅｙ、Ｄ．  Ｅｎｇｌｉｓｈ、Ｊ．  Ｂｒｏｗｎ、Ｍ．  Ｈｏｈｅｎｓｅｅ、およびＨ．  Ｍｕｌｌｅｒ（ｕにはウムラウト記号がつく）著、「Ａ  ｃｌｏｃｋ  ｄｉｒｅｃｔｌｙ  ｌｉｎｋｉｎｇ  ｔｉｍｅ  ｔｏ  ａ  ｐａｒｔｉｃｌｅ’ｓ  ｍａｓｓ（粒子質量へ直接リンクする時間のクロック）」、Ｓｃｉｅｎｃｅ、ｖｏｌ．  ３３９、頁５５４〜５５７、２０１３年）。したがって、質量によって経験される全ての振動は、基本的に質量のドブロイ周波数に関連付けられる。
【００２７】
センサが高速で重力場を通って流されると、重力場の振動する能動的なインターフェースは、対象の特定の周波数に同調される。これは、特定の地下応力摂動に関係する空間時間の特定の幾何形状内の、局在化した重力エネルギ密度にセンサが相互作用することを可能にすることになる。センサのエネルギ密度に匹敵するエネルギ密度を有する摂動は、センサの予め設定された振動と干渉する局在化した振動をもたらし、共鳴する接合空洞内のフォノン数に変化が始まることになる。したがって、結果として生じる電気波形出力は、トラップされた流体および他の地質学的特徴を表す信号属性を識別するのに使用されうる。加えて、地下の不連続性に関連する、地下のその場（ｉｎ−ｓｉｔｕ）異方性「応力状況」によって向き効果（ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ  ｅｆｆｅｃｔｓ）が誘起され、向き効果は、センサが直線経路に沿って流されると検出されうる。浮力（浸された物体の重さと反対の、流体により作用される上向きの力）に関連する応力摂動は、同様に、応力エネルギパターンおよび周波数シフトに基づいて識別されうる。
【００２８】
応力摂動により作られるものなどの、長い波長の重力場振動は、例えば、フォノンおよびトラップされた粒子からなる検出要素の対応する波長で、粒子に伝達されうる。上に記載されたプロセスは、効率的なエネルギ−運動量伝達、および小さな場の振動および歪みの、結果として生じる効果の増幅を可能にする。ＳＦＤは、トラップされた流体および他の地質学的特徴に関連する地下の応力変化を調べて見分けるために、重力エネルギ密度スペクトルを精査する。本発明は、以前には検出不可能であった重力効果を識別し記述することにおいて、新規の手法を利用する。
【００２９】
本明細書に記載されるデバイスは、共鳴空洞、または極度にくびれた空間領域を有する、低抵抗で、弱く相互作用する金属−酸化物−金属接合（ＬＯＮＣＩ接合）からなる、定在波制御されるトランスデューサであってよい。接合端子間に、その関連する波を有する特定の非格子束縛物構造、すなわち粒子要素がトラップされうる。粒子要素は、今後、トラップされた粒子と呼ばれることになる。励振を加えることなく、トラップされた粒子は、その平衡位置で自然に振動する（ｏｓｃｉｌｌａｔｅ）。しかし、適正な励振があると、トラップされた粒子は、局所化された重力振動または歪みの検出において、定在波と組み合わせて能動的なインターフェースとして挙動しうる。トラップされた粒子物質波と定在波の結合が、重力検出メカニズムを構成する。
【００３０】
他の量子力学デバイスは、「受動的接合インターフェース」を採用し、そこでは、接合障壁は、高抵抗であることを特徴とする、ガス／空気または薄膜または何らかの他の誘電体などからなり、通常は極端な低温で動作する。対照的に、能動的なインターフェースセンサは、粒子が接合を粒子として通過する約４．１ＫΩ以上の高抵抗接合とは反対に、粒子が接合を波として通過しうる低接合抵抗を利用しうる。さらに、記載されるセンサは、室温で動作し、定在波の系に直接結合される、振動するトラップされた粒子物質波の形での能動的なインターフェースを採用する。結果として得られる装置は、重力場における、高度に局在化した微小な振動／方向の変化の検出に使用される。
【００３１】
ＬＯＮＣＩ接合は、ＤＣ電流によりバイアスされる。低抵抗接合を通る電流の通過は、ジュール熱を作り、接合の温度を上昇させる。結果として、センサシステムは、励振を受け、フォノンが生成される。これが、電子−フォノン散乱、接合インピーダンス変化、クーロン閉塞の形成の結果となり、粒子トンネリングを開始する。システムは、（１）空洞の寸法を修正することおよび接合容量を変化することの一方または双方により所望の共鳴を得ること、（２）反対方向への２つの進行する波から、空洞内でコヒーレントな定在波を作ること、（３）粒子波複合体が局所的に重力場に結合することを可能にすること、（４）信号を増幅すること、（５）確率共鳴を利用すること、のために、電気機械的に同調される。センサ接合内で生成される、（電荷キャリアの熱擾乱に起因する）遍在するジョンソン−ナイキスト電子ノイズの助けによって、重力相互作用からもたらされる極端に弱い信号の増幅および最適化が達成されうる。それは、センサモード動作にも影響を及ぼす。
【００３２】
センサが調査経路に沿って移動すると、定在波に結合されたトラップされた粒子の物質波は、場の変異に応じて、伸張、圧縮、または弛緩することになる。この変化する波の系は、継続的に接合インピーダンスに影響を及ぼし、接合インピーダンスは、時間に対する電圧信号出力として観測される。これは、接合全体にわたる電荷分布を制御することで、電子−フォノン散乱に部分的に起因する。
【００３３】
インピーダンス変化が明らかである一方、インピーダンス変化の原因は、未だ完全には理解されていない。インピーダンス変化を支配するプロセスのいくつかは、以下の可能性がある。すなわち、場と波形の結合の重ね合わせ、フォノン−フォノン結合、電子−フォノン結合、クーロン閉塞の形成、および粒子トンネリングである。バイアス電圧が印加されると、電荷キャリアは、接合を通ってトンネリングしうる。電荷キャリアが酸化物層を超えて動くと、コンダクタンスは、接合の電荷エネルギ、システムの熱エネルギ、コンダクタンス量子化およびスピン分極にしたがって変異する。
【００３４】
現在のトランスデューサシステムは、約０．５から１．５ラジアルキロメートルの、有効観測窓に焦点を合わせるように較正される。このスケールで、重力効果の大部分が、局所的な地質学的特徴に作用するその場（ｉｎ−ｓｉｔｕ）地質構造応力の相互作用から生じることを、経験的な証拠は示唆する。結果として、推定される応力パターンは、例えば、断層ブロックの存在、チャネル化した貯留層、または炭酸塩鉱脈を含む、堆積盆地内の予期される炭化水素集積層および貯留層の状況をしばしば示す。ある他の応力パターンは、断層システム、破砕帯、岩石学的境界、および過圧力などの地質学的領域変化を示しうる。
【００３５】
ＩＩＩ  特定の実施形態の特徴
記載される１つの実施形態の特徴は、１つの実施形態が、動いているとき、動的な信号の統合を含むことである。全ての現在の重力計および重力勾配計は、静的な測定を行う。すなわち、センサは動くように要求されず、したがってこれらの計器は、（１）動的な信号の統合の実施または時間にわたるエネルギ集積の検出ができない、（２）地下応力に誘起されるエネルギ変化（各地下不連続性からの摂動）に選択的に応答する能力がない、（３）高いサンプルレート（例えば、毎秒２，０００サンプル）で重力場の振動信号をサンプリングすることができない、（４）地下に局所的にトラップされた流体の存在を識別する能力がない。
【００３６】
１つの実施形態では、第１の金属および第１の金属とは異なる第２の金属を含む接合であって、共鳴空洞を形成する接合と、ドブロイ波により特徴付けられる粒子であって、共鳴空洞内に含まれる粒子と、共鳴空洞内のフォノン誘起音響波であって、ドブロイ波が結合されるフォノン誘起音響波と、接合に電力を印加するための電源と、抵抗、電圧、または電流を検知することが可能なセンサであって、接合と電気的に接続され、検知信号を作るセンサと、検知信号を記録するための記録システムとを備える、重力トランスデューサシステムがある。１つの代替形態では、粒子は、格子構造内に保持されない。別の代替形態では、システムは、加速度計をさらに備える。１つの代替形態では、記録システムは、地理的測位システム（ＧＰＳ）を備える。１つの実施形態では、システムは、トランスデューサシステムを移動させることが可能な車両をさらに備える。１つの代替形態では、車両は飛行機である。１つの代替形態では、記録システムは、車両の場所をマッピングするためのマッピングシステムを備える。１つの実施形態では、接合は、長手方向に貫通する孔を有する導電性ビーズと、誘電体被覆を有する導電性ピンであって、長手方向の孔の中に位置して電気接合を形成する導電性ピンとを備える。１つの代替形態では、ビーズおよびピンは、金属から作られ、誘電体は、金属酸化物を含む。１つの実施形態では、金属酸化物は、銀酸化物を含む。１つの実施形態では、ビーズは、第１の合金層と第２の合金層の間に形成される銅または金の層を備えるサンドイッチを備える。別の実施形態では、電源は、電圧源であり、電圧は、３ボルトと９ボルトの間である。
【００３７】
別の実施形態では、地下応力に関連する重力場の向き変化または局所的な変異を検出する方法であって、共鳴空洞を生成するステップと、共鳴空洞内に粒子をトラップするステップと、電気接合を生成するために共鳴空洞内に粒子にわたる電場を印加するステップと、重力場の向き変化または局所的な変異に接合をさらすステップと、地下応力に関連する重力場の向き変化または局所的な変異の検知信号特性を作るために接合の抵抗、電圧、または電流を検知するステップと、検知信号を記録するステップと、重力場の向き変化または局所的な変異を検出するために信号を分析するステップとを含む方法がある。１つの実施形態では、方法は、トラップされた粒子を共鳴空洞内で重力場を通して移動させるステップをさらに含む。１つの代替形態では、移動させるステップは、トラップされた粒子を車両内の共鳴空洞内で移動させるステップを含む。別の実施形態では、移動させるステップは、トラップされた粒子を飛行機内の共鳴空洞内で移動させるステップを含む。１つの代替形態では、記録するステップは、検知信号を時間の関数として記録するステップを含む。別の実施形態では、記録するステップは、検知信号を共鳴空洞内にトラップされた粒子の地理的位置の関数として記録するステップを含む。１つの実施形態では、分析するステップは、信号振幅、信号周波数、または信号特性および信号のパターンを分析するステップを含む。
【００３８】
別の実施形態では、炭化水素堆積物を検出する方法であって、重力場の変化を検知するための重力トランスデューサを準備するプロセスと、重力トランスデューサを炭化水素堆積物上の空中または地上を移動させるステップと、炭化水素堆積物を示す重力変化信号を作るために重力場の変化を検知するステップと、重力変化信号を記録するステップと、炭化水素堆積物を検出するために重力変化信号を分析するステップとを含む方法がある。１つの代替形態では、移動させるステップは、重力トランスデューサを車両内に配置するステップ、および車両を動かすステップにより実施される。１つの実施形態では、方法は、車両の位置を追跡するステップをさらに含み、記録するステップが、車両の位置を記録するステップを含む。１つの代替形態では、分析するステップは、記録された重力変化信号を車両の位置と相関させるステップを含む。１つの実施形態では、移動させるステップは、トランスデューサを航空機の中に配置するステップと、航空機を堆積物上に飛行させるステップとを含む。１つの実施形態では、方法は、航空機の地理的位置を追跡するステップと、追跡された位置を記録するステップとをさらに含む。別の実施形態では、方法は、航空機の実時間位置を表示するステップをさらに含む。別の実施形態では、表示するステップは、計画された飛行線および飛行線からの偏差を表示するステップを含む。別の実施形態では、表示するステップは、計画された飛行線および偏差を航空機の風防上に表示するステップを含む。別の実施形態では、方法は、回転信号を提供するために水平面に沿った航空機の回転を監視するステップをさらに含み、記録するステップは、回転信号を記録するステップを含み、分析するステップは、重力変化信号の品質を改善するために回転信号を使用するステップを含む。１つの実施形態では、飛行させるステップは、３０４．８ｍ（１，０００フィート）と６０９６ｍ（２０，０００フィート）の間の高度で航空機を飛行させるステップを含む。別の実施形態では、方法は、重力変化信号を時間にわたり動的に統合するステップを含む。別の実施形態では、方法は、時間にわたる信号におけるエネルギ集積を検出するステップをさらに含む。別の実施形態では、信号は、毎秒１０００サンプル以上のサンプルレートでサンプリングされる。
【００３９】
ある地層の下にトラップされた地中の流体を検出する方法であって、トラップされた地中の流体を検出することが可能な地中流体トランスデューサを準備するステップと、トランスデューサをトラップされた流体上の空中または地上を移動させるステップと、トラップされた流体を示すトラップ流体信号を作るためにトラップされた流体を検知するステップと、トラップ流体信号を記録するステップと、トラップされた流体を検出するためにトラップ流体信号を分析するステップとを含む方法もある。１つの実施形態では、移動させるステップは、トランスデューサを車両内に配置するステップ、および車両を動かすステップにより実施される。別の実施形態では、移動させるステップは、トランスデューサを航空機の中に配置するステップと、航空機を堆積物上に飛行させるステップとを含む。別の実施形態では、方法は、航空機の地理的位置を追跡するステップと、追跡された位置を記録するステップとをさらに含む。別の実施形態では、方法は、回転信号を提供するために水平面の沿った航空機の回転を監視するステップをさらに含み、記録するステップは、回転信号を記録するステップを含み、分析するステップは、重力変化信号の品質を改善するために回転信号を使用するステップを含む。別の実施形態では、方法は、３０４．８ｍ（１，０００フィート）と６０９６ｍ（２０，０００フィート）の間の高度で航空機を飛行させるステップを含む。１つの実施形態では、トラップされた流体は、炭化水素である。
【００４０】
実用的な重力検出器が記載されてきており、その検出器は、安定、小型、頑丈であり、室温で動作されうる。本明細書に記載された実施形態のうちの任意の１つの部分のいずれかが、他の実施形態のうちのいずれかの部分のいずれかと組み合わされてよい。等価な構造およびプロセスが、記載されたさまざまな構造およびプロセスについて置換されてよく、本発明の方法のサブプロセスは、いくつかの場合で、異なる順序で実施されてよく、またはさまざまな異なる材料および要素が使用されてよい。その結果、本発明は、記載された重力トランスデューサ装置および方法に提示および所有の一方または双方がされた、あらゆる新規の特徴および新規の特徴の組合せを包含するものとして解釈されるべきである。
【００４１】
ＩＶ  炭化水素検知結果の例
本発明にしたがうシステムが機能するかどうかを検証するために、いくつかの別個の、可能性ある炭化水素の場所の上で飛行を行い、結果を領域の以前の知識と比較した。これらの領域の第１は、カナダ、ＢＣ内のＬａｄｙｆｅｒｎガス田と呼ばれる、カナダの陸上の炭酸塩領域である。２０００年に発見された、Ｌａｄｙｆｅｒｎ領域は、１．５Ｔｃｆの天然ガス埋蔵量を含むと見積もられた。３本の飛行線が異なる方向に流され、多孔質のエリアとセンサ信号の関係を確認した。Ｌａｄｙｆｅｒｎガス田は、浸出およびドロマイト化のプロセスを介して保存された多孔性で、炭酸塩障壁鉱脈内に封入されている。境界上の断層および破砕システムは、自然の走向ずれである。地震のみに基づくと、ドロマイト化およびトラッピングは、容易には視認できないが、沈下特徴は、全く明瞭である。
【００４２】
Ｌａｄｙｆｅｒｎは、層序的なトラップ−デボン紀スレーブポイント鉱脈内にホストされる天然ガス蓄積物である。生産物貯留層相は、熱水ドロマイト化（ＨＴＤ：Ｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌ  Ｄｏｌｏｍｉｔｉｚａｔｉｏｎ）と呼ばれる、埋没世代交代を介して発達してきた。近くにあるＨａｙ川右ずれ変形システムに関連する、分岐断層およびアンチセチック断層が、熱水流体のための導管として働いたと信じられる。ＨＴＤ世代交代のアグレッシブな性質が、地震研究を介して容易に視認できる、鉱脈内および鉱脈の周りの一連の「沈下」または「陥没」特徴を作ってきた。
【００４３】
図１１〜図１３は、Ｌａｄｙｆｅｒｎ領域の上で流された２つの飛行、およびカナダ、ＡＢのＢｕｒｎｔ  Ｔｉｍｂｅｒガス田の上で流された１つの飛行から取得されたセンサ信号を示す。図１１から図１３のそれぞれは、電圧対飛行時間で信号出力を示す。出力電圧は、ゼロボルトと１ボルトの間に入るように正規化される。得られるセンサ信号は、可能性のある炭化水素担持貯留層の指針である、地下の地質学的変化および異常を示す。トラップされた貯留層の分布に対する非常に強い相関が発見された。この領域では、地震のみを使用して炭酸塩ポケットを識別することは困難であった。本明細書に記載の検知システムは、貯留層の機会の良好な裏付け証拠を提供した。
【００４４】
図１１は、Ｂｒｉｔｉｓｈ  Ｃｏｌｕｍｂｉａ平原の上の、最大応力線に沿ってとらえられたセンサ信号６００を示す。６０２において信号が立ち上がり始め、地質学的変化に近づくことを示す。６０４における鋭いピークは、矢印６０６で示される、応力破砕および地質学的変化を示す。曲線は、曲線を全体として見ることにより、最も良好に理解されうる。両側で同様の信号６０８および６２０によって囲まれる６１４において強い異常があることが見られる。下に議論される解釈ガイドラインにしたがって、これを、６１０および６１９における典型的な接近を有する、エリア６１５内の炭化水素貯留物として解釈する。６１８において、信号は、異常からの上昇を示す。エリア６１５は、掘削された井戸のエリアに対応する。バー６２６により示される、６２５における小さな異常も見ることができる。これは、未掘削エリアである。６３０において、飛行機が異常エリアを離れつつあることを示す信号の下落がわかる。
【００４５】
図１２は、図１１で使用されるものと同じセンサでとらえられたが、ロッキー山脈の小さな丘で、最大応力線に沿ってもいる信号６３０である。ここで、地質学的変化は、矢印６３３によりマークされている、６３２における鋭いピークにより示される。信号は、方向６３６に沿って、６３４において立ち上がり始める。囲まれている構造は、それぞれ、エリア６４０内の６４２、およびエリア６５８内の６５４である。異常６５０は、エリア６４４内の６４６において、信号内のくぼみにより表される。信号は、６６４において立ち下がり、矢印６６０により示される地質学的変化を示す。全体として、この信号は、６３８および６４６において示されるように、さらにいっそう破砕され、地形がより破砕されていることを示す。
【００４６】
図１３は、最小応力の線に沿う以外は、図１１の異常６１４と同じ異常の上でとらえられた信号６７０である。同じ異常は、エリア６７４内の６７２で現れる。
【００４７】
図１４、図１５、および図１６は、アルゼンチン、Ｃｏｍｏｄｏｒｏ−Ｒｉｖａｄｉｖａ内の「Ｌａ  Ｊａｒｉｌｌａ」油田上の、Ｒ＆Ｄ試験飛行内でとらえられた信号を示す。この特定のシリーズは、異なるセンサが同一の信号を示さないことを説明するために示される。図１４は、マッピングコンピュータ２１６により示されるような表示７００を示す。表示７００は、「Ｌａ  Ｊａｒｉｌｌａ」領域を７０７で、いくつかのより小さい領域を７２０および７２２で示す。飛行識別番号は７１２で示され、飛行方向は７１４で示される。調査されるエリアは７１０で示され、時間線は７１４で示される。図１５および図１６は、カバーされる同じエリアおよび時間であるが、異なるセンサで示す。図１５と図１６を比較すると、図１５内の局所的な地質学的変化７３４と図１６内の７５０、および異常エリアの始まりが、異なって現れることが見られる。図１５では、そのことは、７３０で鋭いピークにより表され、図１６では、７５２で信号増加により表される。図１５内の局所的な地質学的変化７３６および図１６内の７５８は、図１５内の小さなピーク７３８および図１６内の７５５と同様に現れる。異常は、図１５内のエリア７６６内の７４１および７４２におけるくぼみ、および図１６内のエリア７４０における７６２における単一のくぼみにより示される。異常エリアの終わりは、周波数変化および振幅のずれにより、図１５内の７４６で示される。これは、図１６内の７７０における周波数変化および振幅のずれによっても示されるが、変化は顕著ではない。これらの曲線は、重要なものは、信号の変化であって、信号の絶対値ではないことを示す。これは、下の、信号解釈セクションでより明白にされることになる。
【００４８】
Ｖ  システムの動作
Ｖ．１  航空機追跡および通信システム
航空機追跡および通信システムは、２つの部分からなる。第１の部分は、航空機内の記録操作員および地上勤務員が飛行経路を観察し、航空機が航空機の意図されたコース上にいることを確実にする機能を提供する、「飛行経路観察（ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ）システム」である。システムは、航空機の位置を毎分更新する。これは、地上勤務員が、高い程度の精度で飛行機の場所へのアクセスを有することを確実にする。追跡システムの主目的は、安全な飛行を行い、Ｒ＆Ｄ技術者、ならびに将来には、潜在的な顧客、政府および軍の機関が、調査飛行期間に航空機を精密に追跡することを可能にすることである。システムは、位置データへの世界的なアクセスを可能にし、セルラのカバレージエリア外の音声およびデータ通信を可能にする衛星ベースのイリジウムを介したネットワークである。
【００４９】
第２の追跡システムは、ＧＰＳナビゲーションに接続されており、搭載された品質管理システムを監視するセンサ操作者に、実時間マップに基づいた更新を与える。搭載されたＮｏｖａｔｅｌ社ＧＰＳシステムは、広域ディファレンシャルＧＰＳ補正のため、Ｏｍｎｉｓｔａｒへの加入サービスにより補完されている。この設定は、＋／−２メートル以内の、非常に高い程度のデータ位置決め精度を提供する。
【００５０】
Ｖ．２  データ記録システム
２つのコンピュータシステムが使用され、データを独立に、同時に記録する。１６ビット精度のＱＮＸシステム、および１４ビット精度のＷｉｎＤａｑシステムである。全てのシステムは、メインのＱＮＸコンピュータを介して制御される。詳細には、ＱＮＸコンピュータは、０．５秒以内に記録の開始および終了を自動的に信号伝達することにより、冗長なデータ取得の自動同期を維持する。さらに、ＱＮＸコンピュータは、飛行終了における適正な品質管理のために必要な、ＧＰＳ位置および高度情報、視覚的地上基準物、ならびに任意の他の関連する空中データも記録する。ＧＰＳ高度データは、飛行終了において、ＵＳＧＳ提供のＤＥＭデータとともに利用され、飛行機の地上からの高さを計算する。これは、飛行が、好ましくは３０４８ｍ（１０，０００フィート）で行われるが、センサの高度許容限内で行われたことを確実にする。しかし、飛行は、３０４．８ｍ（１，０００フィート）と６０９６ｍ（２０，０００フィート）の範囲内で行われうる。
【００５１】
Ｖ．３  データ品質管理システム
品質管理システムは、ＱＮＸからの生のデジタル出力、およびＷｉｎＤａｑ取得システムからの出力のグラフィカル表示を組み込む。これは、解釈に使用される信号と同様であるので、信号の品質の決定は、空中でなされうる。実時間ＧＰＳ出力からの結果と計画された飛行は、最小の偏差を確実にするために比較される。計画されたコースからどれだけ遠くに航空機が位置しているのかの指針であるクロストラックは、操作者およびパイロットの両方により飛行期間に実時間で監視される。通常は、１０メートル以内のクロストラック距離が維持される。
【００５２】
加えて、品質管理システムは、データ取得プロセスを通して、適正な電圧レベルの維持を確実にするために、電源モニタを含む。データ取得プロセス期間に、垂直軸および２つの水平軸上の、航空機の加速度を監視するために、加速度計も使用される。
【００５３】
Ｖ．４  データ後処理システム
飛行終了において、ＱＮＸシステムは、全てのデータを外部ディスクに自動的に転送する。生データは、正しい記録長を確実にするためにチェックされる。特に、データは、ＱＮＸシステムおよびＷｉｎＤａｑ取得システムの両方が問題なく生データを記録したことを確実にするためにチェックされる。
【００５４】
１６進数形式の生データは、データの整合性をチェックするように処理され、次いで、ＤＡＤｉＳＰエンジニアリングワークシートへ入力するために再フォーマットされる。ＤＡＤｉＳＰは、市販のインタラクティブなグラフィックスワークシートであって、科学的および技術的データの表示、管理、分析ならびに提示のための、視覚指向のソフトウェアパッケージである。ＤＡＤｉＳＰは、技術的データを操作、編集、低減、変換、表示、および分析するために使用されうる。ＤＡＤｉＳＰは、センサシステムにより出力される大量のデータを取り扱い、簡略化しうる。上記のように、デジタル化されたセンサ出力は、毎秒２，０００ポイントを含み、飛行は平均で、約１０，０００秒であってよく、その結果、生の形式で、飛行あたり１ＧＢのデータ量以上となる。データがＤＡＤｉＳＰ内に一度ロードされると、データは、飛行あたり平均６ＧＢ以上となりうる。２つの記録システムからのこの大量のデータは、ＤＡＤｉＳＰによって、効率的なやり方で取り扱われうる。
【００５５】
Ｖ．５  飛行計画プロセス
全体的なセンサ調査飛行計画プロセスは、以下を調査して理解することにより開始する。
（１）マップ−目標エリアの地理的マップおよび航空用マップが、紙形式およびデジタル形式の両方で準備される。
（２）センサ技術要件−信頼できる品質データを取得するために、一定のパラメータにしたがわなければならない。これらとしては、長く直線のセグメント、大きな旋回半径、および低い乱気流が挙げられる。大ざっぱにいえば、１つの実施形態では、最小の直線長は１００ｋｍであり、最小の旋回半径は２５ｋｍであり、加速度は１ｇ以下である。
（３）航空機の操作の基地−以下の基準に基づいて選択される。調査エリアに近いこと。滑走路長（最小１５２４メートル（５０００フィート））。燃料が入手できること（Ｐｒｉｓｔを含むジェットＡ１）。飛行計画施設。セキュリティ。宿泊施設および通信施設。
（４）他の飛行制限−これらとしては、以下のような規制機関および地理的考慮事項の両方が挙げられる。
・出発および進入ベクトル、許認可プロセスおよびＩＦＲ飛行規則を含む、航空管制規則
・制限空域および禁止空域のために必要な空軍の許可
・敵対領域、国境緩衝地帯、高度制限を含む、軍事制限
・山および国境を含む地理的制限
・降雨、風、嵐、および雲を含む、支配的な気象傾向
上の情報は、各個別の目標飛行線の設計を開始するのに利用される。飛行線は、一連の直線セグメントの中間地点および精密に制御される旋回用中間地点として設計される。
【００５６】
１つの実施形態では、飛ぶ準備ができるために、実施される６つのプロセスがある。
（１）中間地点が航空機の飛行管理システムにロードされる。このシステムは、高い程度の精度で、航空機の自動パイロットモードを計画されたルート上に案内する。
（２）中間地点が、センサ飛行追跡システムにもロードされる。これは、搭乗しているセンサ操作者が、航空機の進行を追跡し、正しい飛行経路がたどられていることを確実にすることを可能にする。このシステムは、収集されているデータについて、正確な場所情報も提供する。
（３）センサが航空機上に搭載され、較正される。
（４）パイロットが、航空管制の関連する行政官に飛行計画を提出する。
（５）パイロットおよびセンサ操作者が航空機に搭乗し、計画された飛行を実施する。
（６）飛行が完了した後で、データが規定の品質基準に合致することを確実にするように、データが評価される。
【００５７】
このプロセスでは、高度が徐々に（垂直方向に）変化することはセンサに悪影響を与えないが、水平面に沿ってわずかに航空機が回転すると悪影響を与えることを理解することが重要である。センサ信号内に内在するノイズは、主に、回転的な航空機の動きから生じる。
【００５８】
Ｖ．６  データ解釈プロセス
センサ信号解釈プロセスは、一般的に本部で実施され、１つの実施形態では、３つの主要なステップを含む。第１のステップは、センサ解釈による単一線センサである。これは、複数線センサ信号の統合によって後続される。次いで、結果は、最終のランク付けおよびマッピングを行う。
【００５９】
センサ信号の識別および特性決定が、センサ解釈プロセスの最終目標である。センサ信号解釈のプロセスは、センサ信号の背景からセンサ信号の波形内の異常パターンを認識することを含む。枢要な課題は、雑音のある背景信号から確信を持って信号特性の異常な変化のセクションを認識することである。センサ信号解釈は、複数のセンサにわたる空間的な異常の確認、信号特性変化の特定のシーケンスの認識、および複数のチームによる異常の独立した識別を含む、異常を識別する能力を改善するためのいくつかの方法を採用する。解釈する目的で、信号は、安定な飛行経路の始めから着陸の直前まで連続的に記録される。１つの実施形態では、解釈するプロセスにとって、全体の飛行にわたって、各センサについての「ベースラインの」信号特性の相対的な変化を捕捉することが重要である。これが、正常な背景波形と特定のパターンまたはモード変化の認識を可能にする。
【００６０】
解釈されることになる可能性のある異常は、複数のセンサ上に現れるはずである。複数のセンサの使用は、品質管理において、重要な役割を果たす。さらに分析される可能性のある異常は、解釈者の少なくとも２つの別個のチームによって、同じ空間位置に独立に位置決めされなければならない。加えて、全ての場合で、可能性のある異常は、特定のシーケンスで発生する必要がある。
【００６１】
解釈プロセスの枢要な部分は、背景信号の傾向および特性変化の認識、ならびにセンサ「モード」の識別である。モードは、特定のセンサにとって認識可能な、長期の信号の傾向である。
【００６２】
地下の地質学的変化に相関することが知られている応答の理想的なパターンまたはシーケンスにセンサ信号特性が一致するとき、センサ信号特性は、エリアにわたって異常であると考えられる。これらの変化は、流体が充填された貯留層の発現または構造的もしくは層序的なトラップメカニズムの存在を含む。センサ信号はトラップされた流体の存在を示しうるが、センサ信号は現在では、炭化水素と水の間で区別することができない。
【００６３】
異常は、信号パターン中の点の変化として存在することができ、地質の著しい変化をしばしば示す。エリア異常は、規定される開始および終了を有する信号変化からなり、認識可能な形状、シーケンス、特性変化またはパターンを有することになる。重力センサ信号中の異常は、さまざまな起伏している窓のサイズにわたる周波数変化、さまざまな窓の長さにわたる傾向変化、ならびにエリアにわたる大きさおよび傾斜変化によりしばしば認識される。
【００６４】
「変化」の正しい認識は、入り組んだプロセスである。基本的に、プロセスは、各センサのいくつかの背景モードの存在によって複雑になっている。異常特性の発現は、背景モードに依存することになる。加えて、信号中の特性は相対的であり、すなわち、初期状態がその後のセンサ応答に影響を及ぼすことになる。例えば、大きな断層を横切ることは、大きな断層に近接して続く、より小さい異常を遮蔽しうる。
【００６５】
データセンサ解釈プロセスの出力は、有望性マップであり、センサ調査のエリア内の地質学的異常の貯留層部分の空間範囲を記載する、推奨ボックスを示す。
【００６６】
図１７から図２４をカバーする以下のセクションは、理想的または理想的に近いセンサ応答例を使用した、ＳＦＤデータ解釈に含まれる最も重要な概念の基本的な記載である。図１７から図２４の各々は、横軸に沿った時間の関数として、縦軸上に信号電圧を示す。この記載は、当業者にセンサデータ解釈プロセスを紹介することを意図されている。最も一般的な異常属性およびシーケンスが提示される。全ての主要な異常は、以下の一般化される解釈概念のうちの１つによって識別されてよく、多くのより有意でない異常は、これらの概念の拡張、帰結、またはグループ化のいずれかにより識別されてよい。センサが確率的挙動を呈する可能性があるので、この記載は、全てのセンサには適用しえない。この記載は、主要なセンサのうちの数個に適用可能な概念に焦点を合わせる。概念は、他のセンサに、何らかの変異を伴って拡張されうる。しかし、経験的なデータにより、各センサの応答を別個に学ぶことは賢明である可能性があることを理解されたい。異常の識別を変更する可能性がある、または変更する可能性がない、これらの例の多くの微細な変異が存在する。上の目的を満足させるために、本文書の重点は、波形の詳細な視覚的検査に置かれることになるが、さまざまな信号処理技法が解釈プロセスに適用されうる。
【００６７】
Ｖ．６．１  ＳＦＤ解釈で使用される信号属性
本開示では、以下の信号属性が、解釈プロセスの大部分について利用される。すなわち、信号振幅、信号周波数、信号特性およびパターンである。ＳＦＤセンサ出力の現在の表現は、単純な２Ｄ電圧対時間プロットであり、したがって、上記の属性の各々は、時間の関数としてのセンサ電圧出力の特定の挙動により表されうることを意味する。したがって、本文書のこのセクションは、これらの各々を、ＳＦＤ解釈プロセスに適用可能であるように記述することを試みる。ＳＦＤ属性は絶対値で規定されないことに留意することが重要である。以下の用語／属性の各々は、通常は、１０〜５０秒の程度の流動的な時間期間にわたり観測されるシーケンスのことをいう。
【００６８】
Ｖ．６．１．１  振幅
ＳＦＤに適用される用語「振幅」は、一定の間隔の間に、ＳＦＤセンサの観測される平均出力電圧の変化を意味する。平均出力電圧を規定するために使用される時間間隔の固定された規定はなく、時間間隔が等しい期間であるということも要求されない。図１７は、一連の時間間隔における出力電圧およびその知覚される平均値を強調表示する。セクションＡおよびＢにおいて、矢印８０２および８０３により示される平均値は、変化したようには見えないが、２つのエリアは、残りの信号属性、すなわち周波数および特性に基づいて区別されうる。セクションＣにおいて、矢印８０６により示される振幅が変化した。このセクションは、ＡおよびＢからＤへの移行期間として分類されてよい。したがって、用語振幅、ならびに振幅変化、電圧ベースラインなどの振幅から導出される量および概念は、タイムスタンプ６４７５における０．６９Ｖなどの個別時間の振幅値と反対に、セクションＡおよびＢで０．７Ｖ、エリアＣで０．６５Ｖ、エリアＤで０．５５Ｖである、矢印８０２、８０４、８０６、および８０８により表される電圧値のことをいうことになる。したがって、振幅および振幅傾向は、任意の所与の時間窓内の信号電圧の平均の大きさにより直接表現され、異常の識別およびランキングを決定するのに重要な役割を果たす。図１７に示された以前の例を参照すると、同じ信号期間にわたる５秒の時間間隔を使用する移動平均を計算すると、図１８の曲線８１０をもたらす。そのような移動平均は、主要な傾向の間隔を識別するのに有用である一方で、ＤおよびＥでは、移動平均は、時間窓内のベースライン電圧の傾向を曖昧にする傾向がある。これらの傾向は、ＳＦＤ異常のランキングを決定するのにしばしば役割を果たす。したがって、この実施形態では、移動平均は、データを分析する最良のやり方ではない。
【００６９】
図１９は、ＳＦＤ信号８１２のエッジ８２０の例を示す。エッジは、第１のエリア８１４および第２のエリア８１８の間の急激な振幅変化の例であり、エッジは、モード／背景パターン変化に伴われてよく、または伴われなくてよい。エッジは、センサの移行を１つの設定から別の設定に解釈するのにしばしば使用される。これらの点の識別は、一般的に、異常を規定するのに使用される、信号シーケンスの開始／終了を決定するのに使用される。
【００７０】
Ｖ．６．１．２  周波数
ＳＦＤに適用されるような用語「周波数」は、一定の時間間隔の期間の、観測される有意なピークツーピーク（Ｖｍａｘ−Ｖｍｉｎ）値の数を意味する。この有意性は、対象の時間間隔の前後の波形の比較に基づいて決定される。平均出力電圧を規定するために使用されている時間間隔の固定された規定はなく、時間間隔が等しい期間であるということも要求されない。ほとんどの場合、識別される周波数変化またはずれは、ＳＦＤ解釈目的で適用可能と考えられるためには、（航空機の現在の飛行速度に基づいて）１０秒より長い長さである必要があることになる。図２０の信号８３０を考える。エリアＡおよびＦは、以前に記載された高周波数特性の規定に合致することになり、一方、エリアＣおよびＤは低周波数エリアと考えられることになる。エリアＧは、タイト（ｔｉｇｈｔ）モード信号の例と考えられ、この場合、ＳＦＤに適用されるような周波数の観念は関連ない。このモードにおける異常識別は、主として振幅およびパターン特性によりなされることになる。特に、４つの下位エリアａ、ｂ、ｃ、およびｄが規定されるエリアＥに留意されたい。これらの下位エリア内で、Ｖｍａｘ−Ｖｍｉｎの差、ならびにａ−ｂ、ｂ−ｃ、およびｃ−ｄからの移行期間に起こるＶｍａｘ−Ｖｍｉｎ事象により記載される特定の変化の数は、高周波数の規定に合致することになり、より適切には、ａ−ｂ−ｃ−ｄからＥへの周波数の移行として見られうる。したがって、エリアＥのみが、異常識別目的に関連する高周波数を有すると考えられることになる。
【００７１】
図２１の信号８４０は、低周波数エリア（Ａ）から高周波数エリア（Ｂ）、そして最終的にタイトモードエリア（Ｃ）への移行を示す。エリアＢが信号の最も高密度な部分であることは、極めて明白である。したがって、平均Ｖｍａｘ−Ｖｍｉｎ値の変化により記載される事象は、以下の２つの項目に留意することにより簡略化されうる。平均Ｖｍａｘ−Ｖｍｉｎ値の変化により記載される事象は、ＡからＢへの移行に沿って、低Ｖｍａｘ−Ｖｍｉｎから高Ｖｍａｘ−Ｖｍｉｎへの変化を表す。また、高Ｖｍａｘ−Ｖｍｉｎ事象の周波数は、エリアＢで、はるかに高い。逆の事象（高から低Ｖｍａｘ−Ｖｍｉｎ）の移行は、解釈および異常識別に等しく適用可能であることが留意されうる。これは、全体的な信号の発現の一部の場合には、ＳＦＤ上の単一の時間事象および変化が一般的に無意味であり値を保持するのみである、元々の観測の直接的な結果である。したがって、周波数および周波数傾向は、任意の所与の時間窓内の信号電圧の有意の標準偏差の変化の発生および規則性（または規則性の欠落）により直接認識され、異常の識別およびランキングを決定するのに重要な役割を果たす。
【００７２】
Ｖ．６．１．３  特性およびパターン
ＳＦＤ信号の特性変化は、多くの異なる数の事象の発生を意味しうる。特性変化は、平均出力電圧変化に非常に緩く結び付けられうるが、そうとは限らない。一般的に、ＳＦＤセンサ出力のパターン変化は、規則正しく発生する信号事象のシーケンスのずれまたは変化として観測される。これらの事象は、上に記載されたように、振幅および周波数ずれの両方の組合せである。これらの識別可能なパターン変化のほとんどは、履歴調査およびテンプレートの横断から導出される。一般的に、特性変化は、振幅、周波数、包絡線の展開などにより特徴付けられるような信号の全体的な形状を決定する。これらの特性変化からなる特定の波形は、ＳＦＤ信号上で視覚的にわかる。特性変化に関連するいくつかのＳＦＤ信号事象は、信号の振幅傾向の変化またはずれと、信号発現の特性における変化またはずれ−例えば、知覚されるベースラインの周りで正の偏差のみを示す信号が、正および負の偏差の両方を示す状態へと動くことと、信号パターンにおける変化またはずれ−例えば、高周波数ベースラインの傾向を示す信号が、低周波数ベースラインの傾向、または変異する周波数の傾向に動くことと、信号の包絡線における変化またはずれ−例えば、周期的／定期的な挙動を呈する信号からより個別に発現することとを含む。したがって、信号特性変化は、任意の所与の時間窓内の、以前に記載されたような周波数および振幅の一方または双方の特性の、シーケンス駆動される組合せにより直接表現され、異常の識別およびランキングを決定するのに重要な役割を果たす。いくつかの信号パターン変化が、図２２内の信号８５０に図示される。矢印８５６で、ベースライン電圧がエリア８５４からエリア８６０に上がることが見られる。さらに、この点で、応答タイプは、８６３におけるものなどの高周波数に伴われた、Ｕ字型波形発現、特に、Ｕの８６１および８６２を有する高周波数に変化する。さらに、矢印８５６の両側の信号を比較すると、応答範囲は、大部分がベースラインの上からベースラインの両側へと変化することが見られる。
【００７３】
図２３は、信号解釈に関連する、いくつかの信号特性変化を図示する。８６７における信号のベースライン電圧は、８６８で示される。８６９における信号のベースライン電圧は、８７０で示される。ベースライン電圧が下がるという点で特性変化が存在することは明らかである。エリア８６７内の下向きの発現が、エリア８６６内でくぼみを形成する領域８６９内の上向きの発現のみを有する高周波数に変化することが見られる。応答は、開始における大部分がベースラインの下から、領域８６９内のベースラインの両側へ、次いで領域８７２内の高周波下向き傾向信号に戻って変化することが、図２３でやはり明らかである。これらは全て、信号特性変化の例である。
【００７４】
Ｖ．６．２  シーケンス識別
ＳＦＤ解釈プロセスの最初の点は、適用可能な時間窓の開始および終了、すなわち周波数、振幅または特性／パターンの変化の観測および確立の一方または双方がされうるタイムスタンプの決定である。これらの時間窓の識別は、最終的に異常識別に使用されることになる、全体的な信号品質シーケンスを確立するのに有用でありうる。異常および異常のその後の強さの決定は、これらの時間窓の直ぐ横の周辺部の中および周辺部において観測される属性変化のタイプおよびシーケンスにより決定されることになる。図２４に示される信号シーケンスを考える。信号シーケンスは、主要なＳＦＤ信号属性のうちの１つの変化またはずれに基づいて区別された時間窓の連続、Ａ、Ｂ、およびＣに分割された。エリアＡからエリアＢへの移行は、以下の事象により規定される。レベル８７６と８７２を比較することにより示されるように、傾向すなわち上向き傾向から平坦傾向、およびパターン変化すなわちベースラインの周りの偏差の方向性の両方で信号が変化する、ベースライン振幅変化および信号特性変化がある。信号８７４を信号８８０と比較すると、信号周波数変化もある。同様に、エリアＢからエリアＣへのずれは、以下の事象により規定される。矢印８７２および８８６により示されるようなベースライン振幅変化、および８８０および８８４における信号を比較することによるような信号周波数変化。これらのシーケンスの決定は、異常波形対非異常波形に関し、信号の解釈で有用であり、これが、１つのエリア／複数のエリアの全体的なランキングに関係することになる。
【００７５】
信号波形は、異常エリアを決定するのと同じ属性が非異常エリアも決定しうる、一連の連続的な変化であることに特に留意されたい。信号の長さにわたる信号発現は、個別の属性の一連の変化からなるが、異常と考えられないエリアまたは波形と比較されると異常とマークされるエリアおよび波形間の主要な差異は、個別の属性についての変化シーケンスである。空間的間隔の中の信号発現は、一般的に、属性におけるいくつかの可能なシーケンス変化からなり、開始点は、通常、特定の発現サブセクションの開始および終了の識別部である。これは、「時間窓」の決定と呼ばれる。
【誤訳訂正２】
【訂正対象書類名】特許請求の範囲
【訂正対象項目名】全文
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の金属および前記第１の金属とは異なる第２の金属を含む接合であって、フォノン誘起音響波の定在波が作られる共鳴空洞を形成する接合と、
前記定在波に結合される物質波により特徴付けられる粒子であって、前記共鳴空洞内に含まれる粒子と、
前記接合に電力を印加して、フォノンを生成するための電源と、
抵抗、電圧、または電流を検知することが可能なセンサであって、前記接合と電気的に接続され、検知信号を生じさせるセンサと、
前記検知信号を記録するための記録システムと
を含む重力トランスデューサシステム。
【請求項２】
請求項１に記載の重力トランスデューサシステムであって、前記粒子が格子構造内に保持されない、重力トランスデューサシステム。
【請求項３】
請求項１に記載の重力トランスデューサシステムであって、加速度計をさらに含む重力トランスデューサシステム。
【請求項４】
請求項１に記載の重力トランスデューサシステムであって、前記記録システムが地理的測位システム（ＧＰＳ：Ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）を含む、重力トランスデューサシステム。
【請求項５】
請求項１に記載の重力トランスデューサシステムであって、前記トランスデューサシステムを移動させることが可能な車両をさらに含む重力トランスデューサシステム。
【請求項６】
請求項１に記載の重力トランスデューサであって、前記車両が飛行機である、重力トランスデューサ。
【請求項７】
請求項５に記載の重力トランスデューサシステムであって、前記記録システムが、前記車両の場所をマッピングするためのマッピングシステムを含む、重力トランスデューサシステム。
【請求項８】
請求項１に記載の重力トランスデューサシステムであって、前記接合が、
長手方向に貫通する孔を有する導電性ビーズと、
誘電体被覆を有する導電性ピンであって、前記長手方向の孔の中に位置して前記電気接合を形成する導電性ピンと
を含む、重力トランスデューサシステム。
【請求項９】
請求項８に記載の重力トランスデューサシステムであって、前記ビーズおよびピンが金属から作られ、前記誘電体が金属酸化物を含む、重力トランスデューサシステム。
【請求項１０】
請求項９に記載の重力トランスデューサシステムであって、前記金属酸化物が銀酸化物を含む、重力トランスデューサシステム。
【請求項１１】
請求項８に記載の重力トランスデューサシステムであって、前記ビーズがサンドイッチを含み、該サンドイッチは第１の合金層と第２の合金層の間に形成される銅または金の層を含む、重力トランスデューサシステム。
【請求項１２】
請求項１に記載の重力トランスデューサシステムであって、前記電源が電圧源であり、前記電圧が３ボルトと９ボルトの間である、重力トランスデューサシステム。
【請求項１３】
地下応力に関連する重力場の向き変化または局所的な変異を検出する方法であって、
共鳴空洞を生成するステップと、
前記共鳴空洞内に粒子をトラップするステップと、
電気接合を生成するために前記共鳴空洞内に前記粒子にわたる電場を印加するステップと、
重力場の前記向き変化または局所的な変異に前記接合をさらすステップと、
重力場の前記向き変化または局所的な変異の検知信号特性を生じさせるために前記接合の抵抗、電圧、または電流を検知するステップと、
前記検知信号を記録するステップと、
地下応力に関連する重力場の前記向き変化または局所的な変異を検出するために前記信号を分析するステップと
を含む方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の方法であって、前記共鳴空洞内にトラップされた前記粒子に前記重力場を移動させるステップをさらに含む方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の方法であって、移動させる前記ステップが、車両内の前記共鳴空洞内にトラップされた前記粒子を移動させるステップを含む、方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の方法であって、移動させる前記ステップが、飛行機内の前記共鳴空洞内にトラップされた前記粒子を移動させるステップを含む、方法。
【請求項１７】
請求項１３に記載の方法であって、記録する前記ステップが前記検知信号を時間の関数として記録するステップを含む、方法。
【請求項１８】
請求項１３に記載の方法であって、記録する前記ステップが前記検知信号を前記共鳴空洞内にトラップされた前記粒子の地理的位置の関数として記録するステップを含む、方法。
【請求項１９】
請求項１３に記載の方法であって、分析する前記ステップが、前記信号の信号振幅、信号周波数、または信号特性とパターンを分析するステップを含む、方法。
【請求項２０】
炭化水素堆積物を検出する方法であって、
重力場の変化を検知するための重力トランスデューサであって、請求項１から１２のうちの何れか一項に記載の重力トランスデューサを準備するプロセスと、
前記重力トランスデューサに前記炭化水素堆積物上の空中または地上を移動させるステップと、
前記炭化水素堆積物を示す重力変化信号を生じさせるために前記重力場の変化を検知するステップと、
前記重力変化信号を記録するステップと、
前記炭化水素堆積物を検出するために前記重力変化信号を分析するステップと
を含む方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載の方法であって、移動させる前記ステップが、前記重力トランスデューサを車両内に配置し、該車両を動かすことにより実施される、方法。
【請求項２２】
請求項２１に記載の方法であって、前記車両の位置を追跡するステップをさらに含み、記録する前記ステップが、前記車両の前記位置を記録するステップを含む、方法。
【請求項２３】
請求項２２に記載の方法であって、分析する前記ステップが、記録された前記重力変化信号を前記車両の前記位置と相関させるステップを含む、方法。
【請求項２４】
請求項２１に記載の方法であって、移動させる前記ステップが、前記トランスデューサを航空機に配置するステップと、該航空機に前記堆積物上を飛行させるステップとを含む、方法。
【請求項２５】
請求項２４に記載の方法であって、前記航空機の地理的位置を追跡するステップと、追跡された前記位置を記録するステップとをさらに含む方法。
【請求項２６】
請求項２５に記載の方法であって、前記航空機の実時間位置を表示するステップをさらに含む方法。
【請求項２７】
請求項２６に記載の方法であって、表示する前記ステップが、計画された飛行線および前記飛行線からの偏差を表示するステップを含む、方法。
【請求項２８】
請求項２７に記載の方法であって、表示する前記ステップが、前記計画された飛行線および前記偏差を前記航空機の風防上に表示するステップを含む、方法。
【請求項２９】
請求項２４に記載の方法であって、回転信号を提供するために水平面に沿った前記航空機の回転を監視するステップをさらに含み、記録する前記ステップが前記回転信号を記録するステップを含み、分析する前記ステップが前記重力変化信号の品質を改善するために前記回転信号を使用するステップを含む、方法。
【請求項３０】
請求項２４に記載の方法であって、飛行させる前記ステップが、３０４．８ｍ（１，０００フィート）と６０９６ｍ（２０，０００フィート）の間の高度で前記航空機を飛行させるステップを含む、方法。
【請求項３１】
請求項２０に記載の方法であって、前記重力変化信号を時間にわたり動的に統合するステップをさらに含む方法。
【請求項３２】
請求項２０に記載の方法であって、時間にわたる前記信号におけるエネルギ集積を検出するステップをさらに含む方法。
【請求項３３】
請求項２０に記載の方法であって、前記信号が、毎秒１０００サンプル以上のサンプルレートでサンプリングされる、方法。
【請求項３４】
ある地層の下にトラップされた地中の流体を検出する方法であって、
トラップされた前記地中の流体を検出することが可能な重力トランスデューサであって、請求項１から１２のうちの何れか一項に記載の重力トランスデューサを準備するステップと、
前記トランスデューサにトラップされた前記流体上の空中または地上を移動させるステップと、
トラップされた前記流体を示すトラップ流体信号を生じさせるためにトラップされた前記流体を検知するステップと、
前記トラップ流体信号を記録するステップと、
トラップされた前記流体を検出するために前記トラップ流体信号を分析するステップと
を含む方法。
【請求項３５】
請求項３４に記載の方法であって、移動させる前記ステップが、前記トランスデューサを車両内に配置し、該車両を動かすことにより実施される、方法。
【請求項３６】
請求項３４に記載の方法であって、移動させる前記ステップが、前記トランスデューサを航空機の中に配置するステップと、該航空機に前記堆積物上を飛行させるステップを含む、方法。
【請求項３７】
請求項３４に記載の方法であって、前記航空機の地理的位置を追跡するステップと、追跡された前記位置を記録するステップとをさらに含む方法。
【請求項３８】
請求項３６に記載の方法であって、回転信号を提供するために水平面に沿った前記航空機の回転を監視するステップをさらに含み、記録する前記ステップが前記回転信号を記録するステップを含み、分析する前記ステップが前記重力変化信号の品質を改善するために前記回転信号を使用するステップを含む、方法。
【請求項３９】
請求項３６に記載の方法であって、飛行させる前記ステップが、３０４．８ｍ（１，０００フィート）と６０９６ｍ（２０，０００フィート）の間の高度で前記航空機を飛行させるステップを含む、方法。
【請求項４０】
請求項３４に記載の方法であって、トラップされた前記流体が炭化水素である、方法。