Шаблон для азимутально-горизонтальной установки геофизических индукционных датчиков

Полезная модель предназначена для азимутально-горизонтального ориентирования датчиков наземных геофизических измерительных систем при их установке в подготовленное с его помощью земляное ложе в заглублении или непосредственно на поверхности земли, ориентированное в необходимом азимуте и горизонтальном уровне.
В области техники азимутально-горизонтальное ориентирование (азимутальное горизонтирование) относится к автономному ориентированию объекта в процессе его эксплуатации, например летательного аппарата, и представляет из себя устройство, в котором с помощью гироскопов, магнитооптических приборов или других систем выдерживается опорная система координат, оси которой горизонтальны (или ортогональны) и имеют заданное азимутальное направление (RU 2324897, 2006; РФ 215643, 2000; РФ 2156439, 2000).
В некоторых методах геофизических электромагнитных зондирований - МТЗ, МТП, АМТ, 43 для регистрации магнитных компонент электромагнитного поля, как естественного магнитного поля Земли, так и искусственно возбужденного, в качестве преобразователей магнитного поля (потока) применяются индукционные датчики. В работе (Ничога В.О., 2008) представлены данные по существующим геофизическим индукционным датчикам. Представленные датчики имеют цилиндрическую форму, при диаметре 6-12 см их длина составляет 0,7-1,5 метра и вес от 6,5 до 10,5 кг. По методике выполнения работ по геофизическим электромагнитным зондированиям индукционные датчики для исключения влияния ветровой помехи и температурных дрейфов устанавливаются в землю на глубину в несколько десятков сантиметров с последующей их засыпкой (Хмелевский В.К., 1989 г., Хмелевский В.К, 2005 г.).
Горизонтальное размещение датчиков в определенном азимуте можно произвести с помощью строительного пузырькового уровня и компаса или буссоли. Уровень прикладывается соосно непосредственно на цилиндрическую поверхность датчика, располагаемого в траншее, и с помощью земляной подсыпки ("подушки") выставляется по уровню горизонтально. Поворотом датчика до необходимого азимута по буссоли или компасу, исключая соскальзывание строительного уровня с цилиндрической поверхности и соблюдая горизонталь, датчик выставляется в необходимое положение. Данная процедура повторяется неоднократно, т.к. буссоль или компас, из-за присутствия в данных приборах магнитных материалов, требуется устанавливать на удалении от развертываемого устройства. Для этого используется геодезический штатив (тренога) или выставление по азимуту производится «с руки», по визуальной линии магнитная стрелка - геометрическая ось датчика. Буссоль, являясь специальным видом компаса, имеющим визирное приспособление, значительно облегчает визуальное прицеливание на геометрическую ось датчика, однако точность такого развертывания не высока, выполняется преимущественно вдвоем и продолжительно по времени.
Заявляемое техническое решение направлено на повышение точности установки датчиков и упрощения выполнения этих работ.
Данная задача решается применением при подобных работах шаблона датчика, с помощью которого подготавливается земляное ложе в месте установки датчика. Шаблон изготовлен из немагнитной (алюминиевой) трубы круглого сечения с размерами, соответствующими размерам датчиков. На трубе закреплена площадка с вмонтированным пузырьковым уровнем и конструкцией для легкосъемной установки буссоли типа БС-2, или БГ-1 (или им аналогичной, имеющей визирное приспособление). По длине трубы шаблона, уложенного в траншею, подсыпкой из уплотняемого грунта подготавливается земляное ложе, по установленной на шаблон буссоли ориентированное в необходимом азимуте и горизонтальное по уровню. Затем в подготовленное ложе укладывается геофизический датчик.
Штативная буссоль Стефана БС-2 (ПНИИИС, 1977, п. 1.16.) представляет собой круговую буссоль, снабженную металлическим горизонтальным кругом. Лимб жестко соединен с корпусом буссоли, алидада оборудована двумя складными диоптрами. По основному предназначению буссоли по алидаде визуальным прицеливанием выставляется направление, отсчеты отклонения от опорного азимута производятся по горизонтальному кругу по двум диаметрально противоположным верньерам.
В конструкции шаблона для учета магнитного склонения, при необходимости, используется регулируемая юстировочная планка, с помощью которой выставляются углы склонения по буссоли. Она необходима и при выполнении юстировки шаблона, т.е. проверки и установки соответствия геометрической оси шаблона и магнитной оси буссоли. Наличие в предлагаемых конструкциях буссолей визирных приспособлений упрощает проведение этой проверки.
Юстировка шаблона производится по принципу и подобию оружейной "мушки", которая устанавливается соосно с диоптрами буссоли в два диаметрально противоположных отверстия на другом от нее конце трубы шаблона. Шаблон горизонтально устанавливается на открытой местности на столе и ориентируется на удаленный вертикальный предмет, например, столб. По визуальной линии складные диоптры буссоли - "мушка" - удаленный столб сверяют показания азимута поверяемой рабочей буссоли с контрольной. С помощью регулируемой планки для рабочей буссоли вводится соответствующая поправка. Предварительно сверяются показания рабочей буссоли и контрольной с использованием геодезической треноги по азимуту некоторого удаленного предмета. Одновременно с выполнением этих работ проверяется уровень шаблона на опорной горизонтальной поверхности.
Техническим результатом полезной модели является повышение точности установки датчиков и упрощение процедуры выполнения этих работ.
Принцип устройства шаблона приведен на Фиг. 1. На одном конце трубы (1) установлена площадка (2) с вмонтированным пузырьковым уровнем (3) и юстировочной планкой (4). Для исключения от повреждений при транспортировке приборная площадка утоплена от внешней поверхности трубы, что также улучшает визуальное прицеливание при юстировании. Из этих же соображений мушка (5) на другом конце трубы сделана съемной, в два диаметрально противоположных отверстия на другом конце трубы вставляется тонкий металлический штырь-игла. Центральным посадочным гнездом буссоль (6) устанавливается на опорный стаканчик (7) - диаметральный центр юстировочной планки. Под посадочный штифт на юстировочной планке (8) в опоре складных диоптр буссоли высверливается отверстие. На другом конце юстировочной планки для юстирования имеется регулировочная прорезь, фиксируемая винтом (9).
Для использования буссоли по основному предназначению для азимутальной установки других датчиков геофизических измерительных систем, например, электрических, в конструкцию буссоли не вносятся какие-либо изменения.
Список литературы
1. RU 2324897, 2006; РФ 215643, 2000; РФ 2156439 2000;
2.
3. Электроразведка: Справочник геофизика. Под ред. Хмелевского В.К. и Бондаренко В.М.; Москва, Недра, 1989;
4. Электроразведка: пособие по электроразведочной практике для студентов геофизических специальностей. Под редакцией проф. В.К. Хмелевского, доц. И.Н. Модина, доц. А.Г. Яковлева - М.: 2005.
5. Руководство по рациональному выбору геодезического оборудования для инженерных изысканий в строительстве; ПНИИИС, Москва, Стройиздат, 1977.