C C Q 16/24.34/71/1 P. Mikkola 24.6.1971 GEOLOGINEN TUTKIMUSLAITOS Geofysiikan osasto VLF-m i ttau kset VLF-MITTAUKSISTA JA TULOSTEN KÄSITTELYSTÄ KÄYTÄNNÖN MITTAUS Vastaanotinta on säilytettävä paikassa, missä lämpötila vastaa keskimäärin mittausolosuhteita. Laite on kytkettävä päälle noin 10 min ennen pihapisteen lukemista tai yleensä mittauksen aloittamista. Virta on syytä katkaista ainoastaan tunnin tai pitempien taukojen ajaksi. Paristot on vaihdettava mielummin liian usein kuin harvoin. II paristo on todennäköisesti syytä vaihtaa kaksi kertaa useammin kuin I paristo. Iltapisteen mittaamisen Jälkeen on aina tehtavä paristotesti. Vastaanotin on viritettävä linjan alussa ja lopussa sekä aina ennen ja jälkeen tauon. Viritys on tehtävä rutiininomaisesti aina 200...400 m:n (10...20 min) välein riippuen mittausnopeudesta ja lämpötilan vaihtelusta. Viritys on suoritettava erityisen huolellisesti pihapisteellä ja n.s. uusintapisteillä. Päivän aikana on pyrittävä mittaussuunnitelman puitteissa mittaamaan sama piste useampaan kertaan laitteen käynnin selvittämiseksi. Esim. autolta lähdettäessä ja autolle tultaessa on mitattava sama piste. Havainnot pihapisteellä ja uusintapisteillä on tehtavä mahdoilisimman huolellisesti, sillä niiden perusteella redukoidaan kaikkia pälvan mittauksia. Vastaanottimilla voidaan mitata joko Rugbyn (MSF, 60 khz) tai Prahan (OMA, 50 khz) kenttiä laitteen etuasteesta ja virityksestä riippuen. Etuaste on noin 5 x 5 cm painokytkentälevyl lä, joka on kytketty muuhun piiriin riviliittimellä. Kun etuaste vaihdetaan, on antenni ja 1 oskillaattori viritettävä uudelleen. Antennin viritys suoritetaan suurinpiirtein vastaanottimen amppeerimittarin ja etuasteen välissä olevalla säätökondensaattorilla. Antenni asetetaan mitattavan kentän suuntaan, joka on haettu esim. kompassin avulla. Kondensaattorin messinkiseen akseliin on sahattu kolo, joten viritys voidaan suorittaa hakemalla ruuvimeisselin avulla antennipiirin resonanssikohta, joka ilmenee mittarin maksiminäyttämänä. I oskillaattori viritetään vastaanottimen etusivun vasemmassa ylänurkassa olevalla säätökondensaattorilla (,jolla viritys tavallisestikin tehdään) hakemal la jälleen maksiminäyttämä mittarilta.
Kun etuaste vaihdetaan on varmistuttava si itä, että riv'i l i itt imen kontaktit ovat kunnossa. Tarpeen vaatiessa voi etuasteen puoleisen liittimen kontaktiliuskoja puristaa hiukan yhteen. Jos tämä ei auta on riviliittimen yli juotettava johdot kytkentälevyltä toiselle kontaktin aikaansaamiseksi. Vastaanottimen näyttämä säädetään aamupisteellä haluttuun lukemaan (80... 110 jo) herkkyyden avulla. Herkkyyttä saa säätää ainoastaan pihapisteellä. Pihapiste luetaan aamulla ja illalla ja aina kun se on mahdollista myös aamu- ja iltapisteen välillä. Käytetty herkkyys on merkittavä havaintokirj aan. Maa-asemaan pätevät periaatteessa edellä esitetyt ohjeet: paristojen vaihto ja viritys on suoritettava riittävän usein. Antennin viritys on ulkopuoiisessa boxissa, eikä se luultavast,, vaella, joten I oskillaattorin riittaä normaalitapauksessa. Myös piirturin etuvahvistimen paristot on syytä tarkistaa silloin tällöin sekä piirturin muste, veto ja jäljellä oleva paperimäärä. Piirturin säätöihin (span, zero ja mekaaninen nolla) ei ole syytä koskea, sen jäl keen kun ne on kerran tehty ja pi irturi on kal 'ibroitu. Maa-aseman rekisteripaperiin merkitään jokainen aikamerkki sekä lämpötila ja vastaanottimen lukema tunnin välein ainakin työaikana. Paperiin on merkittävä kerran päivässä rekisteröintipalkka ja kuunneltava asema sekä päivämäärä. Maa-asemasta pidetään pöytakirjaa, johon merkitään tunnin välein Iampötila ja vastaanottimen lukema. Kerran päivässä on merkittävä Iahetinasema, maa-aseman vastaanotin sekä herkkyys. Suoritetut viritykset ja paristojen vaihdot sekä alueen vaihto ja mahdoli iset muutokset, häiriöt tai rekisteröintikatkot on merkittävä muistiin. Kaikista laittei sta pidetään la itepäiväki rjaa, johon merkitään paristojen vaihto mittausajat ja selostus laitteiden vioittumisesta. VASTAANOTTIMEN KÄYNNIN KORJAAMINEN Vastaanottimen käynti johtuu luultavasti I oskillaattorin virityspiirin kondensaattorien lämpökäynnistä. Käynti noudattaa mahdollisesti resonanssikäyrän muotoa, joka on huipulta lattea ja jyrkkenee sivuille. Kaynti pyritään valttämään saännöliisellä virittämisellä. Jos käyntiä on kuitenkin tapahtunut se eliminoidaan samalta pisteeltä ennen viritystä ja virityksen jä l keen i uettujen hori sontaa l i komponentin arvojen mukaan seuraava l l a taval la: Laite on viritetty ajankohtina tl ja t2. Lukema hetkellä t2 ennen viritystä on Hme ja vi rityksen jäl keen Hmj. Korjaus suoritetaan ajanjaksona (t2+
t1)/2... t2 tehdyille havainnoille resonanssikäyrän muodon perusteella. korjaus I i neaar i sest i v i r i tysten puo l estavä l 1 st2 /' /,/, f 6, tl+t2 2 Hetkel lä t2 korjauskertoimen (k) suuruus on Hmj/Hme (=II ja hetkel l ä (t2+ t0/2 k on 1.000. k:n oletetaan kasvavan 1.000:sta H./Hme:hen (H./Hme - ""J mj 1.000)/( (t2-t 112: n verran a i kayksi kössä. Korjattavat hava i ntoarvot kerro- taan kukin oma l la korjauskertoimel laan k. Kuten edellä on selostettu säädetään laite osoittamaan haluttua lukemaa aamupisteellä herkkyyttä säätamällä. Vastaanottimen herkkyyden vaikutus tuloksiin eliminoidaan kertomalla mittaustulokset suhteella P /H H on P pihapisteen lukema ja P vastaava maa-aseman lukema. P Jos vastaanottimen kaynti on saatu eliminoitua ja maa-asemalla ei oleteta olevan käyntiä, on suhteen P /H oltava sama aamu- ja iltapisteellä. Mikä- Ii kayntiä ei ole onnistuttu eliminoimaan (jäljellä on paristojen kulumi- sesta tms. johtuvaa käyntiä) oletetaan, että suhde P /H on muuttunut line- aarisesti aamusta iltaan. Näin lasketaan kullekin profiilille oma arvo P /H prof i i l in keskimääräisen mittausajankohdan perusteel l a. Mi käl i on syyt8 epäillä, että käynti ei ole ollut lineaarista, esim. uusintapistei- den perusteella, suoritetaan suhteen P /H korjaus niiden perusteella. Ha- vaintokirjaan on merkittävä kunkin prof i i l ln ensimmaisel le lehdel le käytet- ty suhde P /H sekä kunkin havainnon kohdal l'e laskettu k. PRIMÄÄRIKENTÄN VAIHTELUN ELIMINOINTI Primäärikent8n voimakkuutta reklsteröidäan maa-aseman avulla, jonka lukemien perusteella eri ajankohtina eri kentänvoimakkuudessa tehdyt mittaukset voidaan sitoa samaan tasoon. Maa-aseman herkkyys pidetään vakiona samoin kuin plirturln säadöt. Valitaan maa-asemalle mielivaltainen perustaso P esim. 100 jo. Kun piirturi on ka- l i broi tu, 0 ' voidaan rekisteri paper i l t a l ukea kutaki n hava i ntohetkeä vastaava primäärikentan arvo jako-osina maa-asemalla (PII. Kalkki havainnot saadaan redusoitua samaan tasoon, kun kukin kerrotaan vastaava1 la suhteel la Po/Pi. Piirturi kalibroidaan s8ätämälla herkkyyden avulla vastaanottimeen eri lu-
kemia ja lukemalla vastaava piirturin näyttämä. Piirturin 0-kohta asetetaan hieman paperin 0-viivan alapuolelle, jotta piirturissa oleva aluevaihtajan rajakytkin varmasti toimisi. Kun piirturi on kal ibroitu, valmistetaan skaalatikku, jolla reklsteripaperin näyttämä voidaan suoraan lukea jako-osina. Lopullinen korjattu arvo saadaan havaintoarvosta seuraavan kaavan mukaan: H = 3 $,H missä m' 'i p H = lopullinen arvo Po= maa-aseman perusarvo Pi= maa-aseman lukema mittaushetkella P = maa-aseman lukema pihapisteen mittaushetkellä P H = pihapisteen lukema P k = I oski l laattorin käynnistä Johtuva korjauskerroin Hm= linjamittauksessa saatu lukema TULOSTEN GRAAFINEN ESITTÄMINEN Tulokset esitetään Al mm-paperiarkeilla samaan tapaan kuin magneettiset mittaukset. Arkin oikeaan ylänurkkaan tulee koodi Q 24.3. Esim. Q 24.34/2332 08 VLF-MITTAUKSIA KARTTALEHDELTÄ 2332, no. i Mitanneet: T. Hämäläinen, M. Savela, P. Allinnlemi Mittausaika: 2.6...20.8.1971 Asema, taajuus: Praha (OMA), 50 khz Kentän suunta: 128' Vastaanotin: 04-01 Mittakaava: 1:5000, 1 cm vastaa 10 Jo H v --------- 100 jo vastaa 20-10-' A/m
Kaikki profiilit piirretään siten, että perustaso H-komponentille on sama, esim. 100 jo, ja V-komponenti l l e 0. Esim. Vastaanottimen kalibrointi Vastaanotin kalibroidaan tunnetun kentän avulla, jolloin sen lukema voi- daan muuttaa absol uutti seksi kentänvolmakkuudeksi (A/m). Vastaanotin asennetaan mitattavan kentän suuntaan ja siihen saädetaan herkkyyden avulla tietty lukema esim. Lo = 100 jo, ja vastaava herkkyys on s Käännetäan vastaanotinta 90'. ts. 0-kenttaän. Tunnettu kenttä syn- 0 ' nytetaän kalibroimiskelalla, Joka asennetaan koaksiaalisesti vastaanotti- men antennin kanssa 2 m:n ettiisyydelle siitä. Syötetäan kalibroimiskelan napoihin sellainen mitattavan kentän taajuinen vaihtojannite E, taanottimen lukema on Lo. ha l uttu kentanvo imakkuus saadaan kaavasta: HO = 2*l0-~ E A/m, kun E lausutaan vol teissa. etta vas- Kalibroimiskelan etuvastus on sellainen, että Nyt voidaan vastaanottimen mielivaltainen lukema L mielivaltaisella herk- kyyden arvolla s muuttaa kentanvoimakkuudeksi (A/m) kaavalla: Otaniemessä 24 paiväna kesäkuuta 1971