B: Elektromagnetiske metoder

Question 1

Hvilke fysiske egenskaber benytter elektromagnetisk metode sig af?

Answer 1

Dielektrisk permittivitet (epsilon) og elektrist resistivitet (rho)

(evnen til at holde en ladning og modsanden gennem materialet)

Question 2

Elektromagnetisk metode inddeles i to typer afhængigt af frekvensen af bølgerne. Hvilke to?

Answer 2

Georadar (højfrekvent)
Diffusiv (Lavfrekvent)

Question 3

Hvad er den kritiske frekvens?

formel

Answer 3

f0 = 1/(2 * pi * rho * epsi)

Frekvensen der deler ml. bølgeudbredelse og diffusion

Afhænger af resistivitet (rho) og dielektrisk permittivitet (epsilon)

Question 4

Hvad kendetegner georadar?

Answer 4

Indtrængningsdybden er konstant, uafhængigt af frekvensen.
Målingerne laves med antenner

(så længe frekvensen er over f0)

Question 5

Hvad kendetegner diffusion?

Answer 5

Bølgen gennemgår ikke en hel bølgelængde, og dybden stiger ved lavere frekvens.
Målingerne laves med spoler

Question 6

Ud fra en differentialligning kan to konstanter for bølgens vej gennem materialet bestemmes. Hvilke?

Answer 6

k_1: Depth decay constant
Definerer skindybden
k_2: Bølgetallet
Definerer bølgelængden

Afhænger begge af den bølgehastigheden (c), den kritiske frekvens (f_0) og bølgens frekvens.

Question 7

Hvad forståes der ved skindybden, og hvordan beregnes den?

Formel og betydning

Answer 7

delta=1/(2 pi k_1)

• Udtryk for hvor lang ned i jorden signalet kommer.
• Svarer til 37 % af startamplituden
• 37% af signalet ligger længere nede, men er stærkt dæmpet.

(En måde kun at forholde sig til brugbar måling)

k_1: Depth Decay Constant

Question 8

Hvad forståes der ved bølgetallet?

Answer 8

Antal bølgelængder pr. afstandsenhed.

Ovendt prop. med bølgelængden k_2=(1/lambda)

Question 9

Hvad er er lysets hastighed?

Answer 9

c = 3*10^8 m/s

Question 10

Hvad er dielektrisk permittivitet?

Answer 10

Evnen for et materiale til at holde ladning.
Defineret ved epsilon=K * epsilon_0

K= Dielektricitetstallet
epsilon_0=Konstant : 8,854 * 10^-12 (A s / V m) (gennem luft)

Question 11

Ved databehandling og fortolkning bruges udledninger af formlerne. Hvordan beregnes skindybden for f0<f?

Georadar

Answer 11

delta=(5,31 * 10^-3 Ohm^-1) * sqrt(K) * rho

Dermed kan skindybde, resistivitet og K sammenkædes

Question 12

Ved databehandling og fortolkning bruges udledninger af formlerne. Hvordan beregnes bølgelængden for f0<f?

Georadar

Answer 12

lambda=c/f * 1/sqrt(K)

Dermed kan bølgelængden kædes sammen med K

Question 13

Hvordan kan man bruge målinger af bølgelængder og skindybde til at bestemme materiale og tykkelse?

Answer 13

Lavresistive materialer absorberer bølgerne (kills)
Høje K værdier giver lav bølgelængde

Ved at se på bølgelængder og indtrængning i jorden findes rho og K.

Question 14

Hvad vil tovejstid af bølgen sige, og hvad kan denne måling bruges til?

GPR-måling

Answer 14

Refererer til tiden det tager for bølgen at ramme en reflektor og vende tilbage til modtageren.
Bølgens hastighed kendes, og dermed kan tovejstiden bruges til at bestemme dybden af reflektoren

dybde til reflektor = (twt/2) * v

Question 15

Hvad er induktion?

Answer 15

Når et magnetfelt bevæger sig gennem en leder, og skaber en elektrisk strøm gennem materialet.

Hænger sammen med resistivitet

Question 16

Hvilke faktorer spiller ind på magnetfeltet af transmitterspolen?

Answer 16

Arealet af spolen: A_1

Antallet af vindinger: N_1
Vekselstrømstyrken med en bestemt frekvens: I * sin(omega * t)

(vinkelfrekvens=omega=2 * pi * f)

Dette har betydning for hvor stor en strøm, der induceres i jorden, og dermed hvor meget strøm, der induceres i modtagerspolen

Question 17

Hvad er det primære magnetfelt?

Answer 17

Det magnetfelt som transmitterspolen udsender

Har ikke noget med jordens sammensætning at gøre

Question 18

Hvad er det sekundære felt?

Answer 18

Det magnetfelt som eddy strømmen, der er induceret i jorden, udsender

Afhænger af jordens sammensætning

Question 19

Hvad er forskellen på geoelektriske og elektromagnetiske metoder?

Answer 19

Geoelektrik –> strømmen sendes i jorden gennem elektroder

Elektromagnetisme –> strømmen sendes i jorden gennem magnetisk induktion.

Question 20

Hvad er typiske værdier for dielektricitetstallet i hhv. vand, luft og faste bja.?

Permitivitet

Answer 20

K(vand) = 80
K(luft) = 1
K(bja) = 5-10

Question 21

Hvilke to domæner er der indenfor spole-spole-metoder?

Spole-spole-metoder, diffusiv

Answer 21

1. Frekvensdomænet (Slingram-metoden)
- Man skal kende frekvensen

2. Tidsdomænet (TEM)
- Man skal kende tiden

TEM trænger længere ned i jorden en Slingram-metoden

Question 22

Hvad er GPR metoden (Ground Penetrating Method)?

Georadar, højfrekvent

Answer 22

Transmitteret bølger der modtages af antenne

• Reflekteret bølger pga. kontraster i vandindhold
• Penetrerer dybt i høj resi og dør ud i lav resi

Typisk frekvens: 50 MHz - 2 GHz. Typisk dybde: 1 - 30m.

Question 23

Hvad sker der når vi har høj resitivitet i jorden til sekundær felter?

Answer 23

Eddy currents bliver meget svag