Udredning om geofysiske målemetoder - KUPA projektet

Princippet i en måling er, at der udsendes en vekselstrøm med en eller flere frekvenser i en
spole placeret på eller over terrænoverfladen. Derved genereres et magnetisk dipolfelt over
og i jorden. Dette primære magnetfelt inducerer svage strømme i jordlagene, som genererer
et sekundært magnetfelt, der sammen med det primære magnetfelt inducerer en vekselstrøm
i modtagerspolen (Figur 4.6).
Figur 4.6. Principskitse af elektromagnetiske dipol-dipol målinger, her med vertikale
magnetiske dipoler. De stiplede kurver indikerer strømmønstret, der genereres af det
sekundære magnetfelt. (Fra McNeill (1980)).
Signalet, som optages i modtagerspolen, splittes op i to dele. Den ene del repræsenterer
den del af signalet, som er i fase med det primære magnetfelt, denne del kaldes real eller
in-phase komponenten. Den anden del repræsenterer den del af signalet, som er 90 fasedrejet
i forhold til det primære magnetfelt, denne del kaldes imaginær, out-of-phase eller
quadrature komponenten.
Den elektromagnetiske dipol-dipol metodes respons er følsom over for absolut elektrisk
ledningsevne og ikke relative ændringer i elektrisk ledningsevne, som er tilfældet for elektriske
metoder. Når den elektriske modstand bliver højere end nogle hundrede m, bliver
responset meget lille og vil ligge på grænsen af instrumentets målenøjagtighed, hvorfor
bestemmelsen af ledningsevnen bliver dårlig.
De fleste systemer opererer under lavfrekvenstilnærmelsen (low induction number), hvor
forholdet mellem quadrature komponenten af det sekundære felt og det primære felt er en
lineær funktion af elektrisk ledningsevne. Systemerne kalibreres ofte til direkte at vise tilsyneladende
elektrisk ledningsevne. Dette forklarer den engelske betegnelse: ground conductivity
meters. Under lavfrekvenstilnærmelsen afhænger instrumentets følsomhed over
for det jordvolumen, der bliver inddraget ved en måling, kun af dipol-dipol-afstanden, højden
over jordoverfladen og orienteringen af dipolerne. Følsomheden er uafhængig af frekvensen
og jordens ledningsevne. En uddybende beskrivelse af teorien bag systemer, der
opererer under lavfrekvenstilnærmelsen findes f.eks. i McNeill (1980).
Lavfrekvenstilnærmelsen gælder, når dipol-dipol-afstanden er væsentlig mindre end skindybden
( 503 f ) [m], som afhænger af frekvens f, og jordlagenes resistivitet , (omvendt
proportional af ledningsevne).
Nogle systemer med en dipol-dipol-afstand på ca. 1 meter benytter adskillige frekvenser
samtidig (Won 1996, Won 1997). Desværre ligger alle frekvenser stort set inden for lavfrekvenstilnærmelsen
for det resistivitetsinterval, der er kendetegnende for danske jordarter.
57