专利名称：用于原始矿床地电勘探的传感器设备和方法
技术领域：
本发明涉及用于原始矿床以及定界这些矿床的邻近岩石的位置、(色层)布置和矿脉的地电勘探的传感器设备，尤其是在矿床的连续开采中，具有其前表面形成传感器测量表面的传感器头以及至少一个电极。本发明也涉及用于大地中原始矿床的地电勘探的方法，尤其是在矿床的连续工作中，借助于传感器设备在大地中建立电位场，传感器设备包括其前表面形成传感器测量表面的传感器头并且具有至少一个电极。
背景技术：
在应用地球物理学领域公知通过测量电压和电流强度勘探地壳。例如，为了勘探矿床，DE 10 2007 029 782 Al公开了一种地球物理测量方法，其中结合了来自地球物理学的各种勘探方法，比如井孔地震反射技术、地震折射技术和电阻地电技术，挖掘和分析方法，以便勘探经历着风化的矿床。为了使用电阻地电技术进行勘探，钢地钉用作电极，利用它们借助于电压源以它将电流馈入土壤，以便在大地中建立电位场，例如借助于电压计测量该电位场。电位场的剖面和衰减能够用于确定接触电阻，接触电阻作为视在电导率或电阻表示土壤或土壤构造以及那里出现的物质和构造。在电阻地电技术的情况下，还需要考虑感应极化(IP效应)的物理过程，它根据存在的土壤，与施加的电位场比较，通常引起测量电位场的上升和衰减，它们以不同方式出现得较慢。
发明内容
本发明的目标是提供用于地下勘探，尤其是矿床勘探的传感器设备和勘探方法， 其能够在连续工作中勘探矿床的矿脉和构造以及邻近岩石的边界矿脉，从而也间接地控制了用于矿床作业的开采设备。实现这个目标涉及的装置依靠以下事实所述传感器头能够与大地和/或矿床的表面接触，以及中心电极和围绕所述中心电极几何上均勻分布的多个外电极被布置在所述传感器测量表面上，所述中心电极和所述外电极是导电的并彼此电气分离。由于以下事实 所述传感器头仅仅与要被勘探的大地地表接触而不像用地钉的情况那样物理地穿透到土壤本身中，本发明的传感器设备还能够例如被用在开采机的输送装置上。同时，电极的几何上均勻分布的布置能够实现关于它们与之进行接触的地表在横向上和垂向上的地层初步勘探。自不待言，能够进行向下、向前以及同样向上的勘探，只要例如传感器头与垂直或倾斜工作面的表面或者与地下矿床的顶面进行接触。所述传感器头上的各个电极能够用于形成传感器对，借助于它们向要勘探的大地施加交流电压，并且同时能够测量在大地中产生的电流。全部馈电操作和测量都由所述传感器头的电极进行，所述电极在所述传感器头上被布置为外电极或内电极。根据优选实施例，所述传感器测量表面上的所述中心电极具有等边的前表面，及所述传感器表面上的外电极具有线性前表面，所述外电极然后被平行于中心电极的侧分支之一地分别布置。所以，所述传感器头能够被配置为使得所述中心电极形成三角形、四边形或多边形，并且提供了许多外电极，它们对应于角的数量。在替代实施例中，所述传感器测量表面上的所述中心电极被设计为点电极。当所述传感器测量表面上的所述中心电极被设计为环电极时尤其有利。在两种改进中，所述传感器测量表面上的所述外电极可被分别地设计为点电极。不过，更为有利的是，在传感器头中所述传感器测量表面上的所述外电极被设计为环形分段电极，并且在优选情况下自身为环形的所述中心电极周围环形地布置。这样的改进形成具有电极的环/环布置的传感器头。本发明传感器设备的主要应用领域涉及能够使用刨煤机系统或切割系统开采的矿床的勘探。在这样的开采系统的情况下，所述传感器设备能够安装在开采机的部件中， 以便在连续开采期间获得与矿床厚度和构造，以及要开采的原始物质与邻近岩石之间边界层矿脉有关的信息。在采煤中的地下矿床的情况下，大地往往被指为‘横卧’，顶部具有赁吊’而要开采的前壁作为开采前面或‘开采面’。为了在所述机器中整合，尤为有利的是所述传感器设备具有圆柱状外壳，所述传感器头被布置在其圆柱体端之一处。为了实现即使地下粗糙时也形成可靠的接触，在所述传感器测量表面上形成所述外电极的所述环形分段电极被设计为环形分段片，它们在所述传感器头的前表面上和所述传感器头的侧表面上延伸。为此，对于开采期间机器被移动的应用，所述环/环布置最适合、环/点布置中等适合而点/点布置最不适合。不仅如此，为了避免可能的不平坦，有利的是环形片形状的外电极在所述前表面到所述侧表面的过渡处配备了优选情况下为45°的斜面。由于整合传感器设备可能需要相对长的总长度，所以有利的是在这种改进中所述环形分段片后侧上的所述外电极配备了向上延伸到所述外壳的后端的接触条。不仅如此， 适宜地提供了具有台阶的所述外壳，以便所述台阶肩部能够形成压缩弹簧的支承面，所述传感器设备借助于它被持久地受压，与要扫描的土壤或矿床的表面接触。为了这个目的，所述外壳能够为多部件设计并具有包括所述台阶肩部的后部和配备了传感器头的前部，有可能通过所述台阶肩部将所述外壳部件彼此拧紧，以便获得尽可能简单的设计。此外，借助于螺栓配合，若干中心销可以在或者可分开地扣紧在所述外壳上。所述中心销也可以被整体地设计在所述外壳上。所述环的半径和所述环的宽度等，在电极的环/环布置情况下是决定性的。所述外环的半径越大，勘探深度就越深。一到两倍所述外环直径是所述勘探深度的指导幅度。所述传感器设备本质上由两个环组成，外环包括多个外电极，以便在电极对将电位场引入要勘探的大地的每种情况下至少形成两个相邻的外电极。从所述外电极到中心轴形成的半径与从所述内电极到所述中心轴形成的半径之间的半径比，优选情况下大约为3/1。不仅如此，所述外电极优选情况下形成环直径至少为60mm的环。所述外环电极在半径方向能够具有的宽度近似为所述外电极形成的半径的1/10，并且/或者两个外电极之间充填着绝缘物质的间隔优选情况下至少为2mm。当所述传感器测量表面上的所述外电极由钢组成时，在移动开采机上使用所述传感器设备尤为有利。不仅如此，所述传感器表面上所述外电极与所述中心电极之间的空隙应当被填充着优选耐磨绝缘物质，比如改良塑料，尤其是纤维增强的热塑性塑料，使得阻止所述传感器表面与要被扫描的大地进行接触的任何物体都无法停留在所述传感器表面上。在特别优选的改进的情况下，所述传感器设备能够用在地下开采机，尤其在地下开采机的凹槽元件上。这里，优选情况下，所述传感器设备能够插入在所述凹槽元件上向下开放的柱状切口中，并且在安装位置，在适当时逆着压缩弹簧的恢复力在所述切口中移动。 作为替代，所述传感器头可以布置在枢轴臂上，它可枢轴旋转地被支撑在所述凹槽元件的下侧上。至于其方法，实现以上目标依靠以下事实所述传感器头能够与大地表面接触， 以及在所述传感器测量表面上具有中心电极和被布置为围绕所述中心电极几何上均勻分布的多个外电极，所述中心电极和所述外电极是导电的，彼此电气分离，并且形成若干电极对，借助于它们建立电位场并测量所产生的电流。适宜的控制和测量设备能够用于相继地耦接所有所述电极以形成若干电极对，并且建立连续的电位场并进行测量。通过在所述土壤处电极对的电极之间施加电压和/或注入电流作为电位场，以及通过测量所产生的电压和电流分布图，能够确定所述土壤中所述物质的比电阻。在固定传感器头的情况下和例如传感器头连同所述开采机也被动地移动的情况下，都能够进行所述测量。优选情况下，进行根据所述要勘探的大地而产生的所述电流的测量时，借助于当前建立所述电位场的所述电极对的所述电极。不过，借助于当前不建立电位场的电极对或者同一传感器头的任何其他期望的电极对的电极，也能够进行所述测量。不仅如此，电化学过程引起感应极化或由如下导致的极化效应例如，一方面，由石头的离子传导率与含金属的石头粒子的电子传导率的差异引起，另一方面由基于石头中的孔隙尺寸变化的依赖空间的离子活动性引起。为了能够建立极化需要电功。在接通建立所述电位场的电压后，能够测量所述电功。如果所述电压被切断，大地中存储的所述电功以电能形式被再次释放，又在所述电压分布图中变为可见。在所述传感器头沿着所述大地表面移动期间，有可能测量所述电极对之一的所述电极之间所述接触电阻的变化。为此，也有可能使各个电极短路以形成公共电极或大电极，并且连同同一传感器头上在适当时再次作为大电极进一步短路的电极作为反电极形成测量电极对，以便对于所述测量电极和所述要扫描的大地表面提供尽可能大的表面进行接触。所述接触电阻的改变能够由所述传感器头在所述要扫描的大地表面上的移动产生。这些电阻波动的振幅和频率依赖所述物质表面性质。所述方法只能够应用在动态过程的情况下。为了勘探与所述大地表面进行接触的所述传感器头前方的大地中或矿床中物质的比电阻而测量所述传感器头的所有电极对之间的等效电阻时，本发明方法的情况尤为有利。优选情况下，确定电位场或接触电阻时不必使所述传感器头穿入大地。诸如以上已经进一步介绍的传感器设备用于尤其是执行所述方法。
对于传感器设备的设计，以及对于开采机凹槽中传感器设备的集成，从附图所示的概略示范实施例的以下说明显露出本发明传感器设备和勘探方法的进一步优点和改进。 在附图中图1显示了传感器的示意透视图，其中，传感器头具有根据第一个示范实施例用于地质勘探的电极的点/环布置；图2显示了图1中传感器的传感器头的详细图3显示了根据图1和图2电极布置在传感器头上的情况下等效电阻和电压的等效电路图；图4显示了图1中传感器的分解展示；图5显示了根据第二个示范实施例的传感器头的俯视图，具有电极的环/环布置；图6显示了根据第一个替代实施例在凹槽盘中集成传感器设备的示意地大为简化的剖面图；图7显示了根据第二个替代实施例在凹槽盘中集成传感器设备的示意地大为简化的剖面图。
具体实施例方式图1至图3以非常示意地简化的方式显示了根据第一个示范实施例的传感器设备的设计，它整体上由附图标记10指明，传感器设备仅仅显示了棠置’传感器，没有电压源、 电缆和控制计算机。传感器设备10或传感器在圆柱体外壳2的一端配备了传感器头1。传感器头1具有传感器测量表面3，在传感器测量表面3中心布置有中心点电极4，围绕中心点电极4对称地均勻分布着三个外电极5，三个外电极5分别存在于环形分段片6上的传感器测量表面3。传感器头1所以具有中心电极4和三个外电极5的点/环布置。为了与矿床的大地表面(未展示)持久接触，设计了传感器头1连同传感器设备10。优选情况下，实现这个目的可以利用压缩弹簧(同样未展示)，它能够支撑在本质上为圆柱体的外壳2的前部9和后部11之间台阶8的台阶肩部7上。然后该压缩弹簧(未展示)能够用于在轴向上预张紧传感器设备10，从而能够实现后面将解释的目标，使传感器头3持久地悬于开采机的表面上，并且持久地靠压在大地表面上。取决于矿床的开采进展，这里的大地可以是尚未含有要开采矿物的地层、仅包括要开采矿物的地层、或者包括不进一步开采的毗连岩石或者将尽可能准确地开采的矿物层的边界层。正如图2特别清楚地显示，其中省略了前部9处的圆柱体外壳，为了在开采机的机器部件中使用传感器设备10，外电极5的环形分段片6在传感器头1上延伸，首先面片6’ 在传感器测量表面3上，其次，同样侧片6”在传感器头1的总体上由附图标记1’表示的侧面上。优选情况下，面片6’和侧片6”在这里彼此整体地连接，两者之间形成了倾斜斜面 12，优选情况下，它的角度在每个外电极5的环形分段片6的侧片6”与面片6’之间实现了 45°转换。斜面12能够确保在它平行于它靠压向的大地表面位移的情况下，能够使传感器头1自动地上升到突出的障碍物上方，并且能够逆着压缩弹簧(未展示)的反向力位移而不需要为了提升传感器设备不得不采取的额外措施。从图1和图2已经相对明显，三个电导外电极5和电导中心电极4经由绝缘中间材料彼此电气分离，以便取决于测量的费用，在两个邻近平放的外电极5的每种情况下，和 /或由中心电极4与外电极5之一组成配对的每种情况下，形成可能经由电源(未显示) 向其施加电位场(比如电压)的电极对，以便确定大地中(如尤其是地下煤层的所谓下盘 (lying wall))中的视在比电阻r。现在首先对图3进行参考，借助于等效电路图，它展示了通过使用内外电极4、5如何能够确定大地中或矿床中的物质的视在比电阻r。图3在等效电路图中显示了根据图1和图2的传感器头1上内电极4和三个外电极5的电极布置的等效阻抗和电压。为了确定大地中或矿床中，例如在煤层的下盘中物质的视在比电阻r，在能够以内电极4和外电极5形成的全部电极对之间测量等效电阻民。等效电阻是电极关于下盘的接触电阻R。以及下盘的视在比电阻&构成的串联电路Re = Rc+rs * k。正如由各个电压仏2、U23、仏3象征性地表示，经由电压源(未显示)向两个电极施加了交流电压U。正如由电流112、113、123、114、142、Im象征性地表示，电流I依赖于电阻产生，并由测量装置(未展示)测量。使用Re = U/I能够计算等效电阻。对所有电极对的每种情况都进行这种测量。由于电极4、5几何对称的布置，所以有可能假设Re12 = Re13 = Re23以及Re14 = Re34 = Re42。从而Rcl+Rc2+rs * k = Rcl+Rc3+rs * k = Rc3+Rc2+rs * k以及Rcl+Rc4+rs * k = Rc2+Rc4+rs * k = Rc3+Rc4+rs * k。通过解方程组能够确定各个电阻。然后能够使用以下的测量方法确定物质的类型通过在以中心电极4与外电极5形成的电极对之间施加交流电压U和注入电流I， 并且测量这些数值，确定物质的比电阻rs，或者物质混合物(例如矿物和邻近岩石)的视在比电阻。在固定传感器位置和给定移动的传感器设备期间都能够进行该测量，并且例如能够经由中心电极4或其他测量电极进行该测量。从传感器设备的移动，例如开采机器随开采进展的移动，也能够导出接触电阻，作为与传感器头进行接触的大地表面的表面性质或者其物质类型的参考变量。传感器设备或传感器头以平行方式在地层表面上的移动引起了接触电阻的改变。这些电阻波动的振幅和频率依赖物质表面性质，由于它们是物质的表面和/或类型的特定性质的特征。最后，在传感器设备移动和传感器设备停止不动的情况下还都能够使用感应的极化。极化效应属于电化学性质。一方面它由石头的离子传导率与含金属的石头粒子的电子传导率的差异产生，另一方面由石头中的孔隙尺寸变化引起的空间依赖离子活动性产生。 因此，为了能够建立极化需要电功。通过在外电极5的电极对和/或外电极5与内电极4 的电极对之间施加电压U，能够测量所述功。如果该电压被切断，大地中存储的功以电能形式被再次释放，并且这又能够在测出的电压分布图中看到。现在再次对图4进行参考，它以分解的展示再一次显示了传感器设备10优选实施例的设计，以便其安装在开采机的输送机凹槽中。为了能够供应电压或使电子测量系统连接到外电极5和中心电极4，中心电极4包括电极杆14，布置在中心轴M上并具有加粗的电极头15，同时各个外电极5在被整体地连接到环形分段片6后部的情况下，形成伸长的分段外壳，在每种情况下，伸长的接触条16在适当时都以经由台阶设置的附加方式，尽可能地延伸到由前部9和后部11形成的外壳的后端。然后从外壳2的后端到保护区域中的这个范围能够进行内电极4与外电极5之间的接触。经由接触条16能够设置其上的固定销钉 17进行这里为分段外壳形式的外电极5的安装。整个传感器装置10包括内机体18，优选情况下它由绝缘塑料制成，比如尤其是热塑性塑料，以塑料纤维能够加固它。外壳2的前部 9被推到接触条16上，其方式为在安装状态举例而言如图1所示，只有外电极5的前面、侧向突出的环形片6暴露在传感器测量表面3。相邻外电极5的环形片6之间的空隙在这里以径向片(radial web)充满，优选情况下它们在内机体18上，确切地说在形成测量表面3 的内机体18的截面上以整体形式构成。在显示的示范实施例中，前部9和后部11利用未展示的螺栓彼此拧紧。同时借助于螺栓配合能够把中心销20固定在传感器设备10的外壳 2上。中心销20不仅能够影响传感器设备10附接到开采机时的精确定位，它们还能够形成传感器头可以利用开采机轴承部件外的压缩弹簧向其移动的阻碍。图5以非常示意地简化方式显示了根据第二个示范实施例的传感器设备50的传感器头51的传感器测量表面53。如同第一个示范实施例，这里也以环形分段片56实现了外电极阳，优选情况下其沿着传感器头51的侧面以及在传感器测量表面53上方延伸，并且在这种情况下，正如以上进一步介绍的，又在传感器测量表面53与侧面之间形成了斜面。不过与先前示范实施例不同，这里传感器测量表面53上的内电极M也由环组成。结果，在传感器设备5的情况下实现电极M、55的环/环布置。外电极55的环形分段片56在中心轴 M周围形成了环直径为R的环，而内电极M形成了环直径为r的环。这样的环/环布置形成了对地下勘探特别有利的内外电极M、56的几何分布，其中使传感器头51的传感器测量表面53仅仅与大地表面接触。特别地，借助于传感器测量头51经由外电极56的半径R，能够近似地确定勘探深度，因为勘探深度近似由外半径R的一倍到两倍直径制约，也就是说大约2R到大约4R。半径r与R的最佳比例，也就是说外环R比内环r近似为1/3。各个环的壁厚应当近似为以外电极阳形成环的直径的1/10，也就是说大约R/5，当以外电极55形成的环直径2R不小于约60mm时特别有利。这里外电极55的各个环形片56应当具有至少为2mm的间隔，不过正如以上进一步介绍的，它又被充填着绝缘材料，比如热塑性塑料。由于绝缘材料，能够在各个电极讨、阳之间施加电压。自不待言，为此，各个电极讨、阳必须导电，以至于正如以上进一步介绍的，它们接受来自传感器设备后侧的施加，和/或能够被用作测量电极。用于测量表面53上绝缘的塑料优选情况下应当具有耐磨性。例如以连同对应改良热塑性塑料的纤维能够实现这一点。传感器设备10或50的勘探深度具有与电极直径1/1到1/2的比例。在传感器设备的外电极形成的传感器头为60mm直径的情况下，将有可能实现大约120mm的最大勘探深度。传感器的分辨率依赖勘探深度。该关系大约为1/10。在120mm的勘探深度中，因而有可能以12mm的准确度检测矿床中的层剖面。被馈入到本发明传感器设备中的测量电流和电压能够保持为低；建立外部电位场需要的功率优选情况下能够保持远低于2W，并且对于这个程度，同样满足了防爆保护的要求。图6以非常示意地简化的展示，显示了凹槽190，比如能够用作例如在地下扒矿机链式输送机上具有整体机器轨道160的输送凹槽。轨道160上能够支撑开采机，比如刨煤机。在所显示的示范实施例中，以尽可能接近机器轨道160之后的方式，并且对于这个程度相对地靠近开采前面，在凹槽190中形成了切口 165，其中能够布置图1至图3介绍的传感器设备10。在图6中，附图标记170展示了要勘探的大地表面，比如尤其是矿床的表面，这里显示的它具有强烈皱折。即使在起皱剖面的情况下，也呈现为可能使用传感器设备10与大地表面170进行接触，因为传感器头1上的传感器测量表面3对应地凸出，远超出机器轨道160的底面。图6还再次展示了传感器头1上的环绕斜面12。作为附加的保护性措施， 至少在开采机移动方向A上，这里有可能在机器轨道160的下面布置刮刀180，在适当时它通过将地层中的台阶或边缘切断而保护传感器头1不受其损坏。图7显示了传感器设备210的替代示范实施例，这里仅仅示意地表明，为整体扁平并整体被放置在凹槽290的底面上，同样仅仅表明具有机器轨道沈0。这里传感器设备210 能够经由枢轴臂285和枢轴关节，被可枢轴旋转地铰接在机器轨道260的底面上，使其通常因为重力能够在任何时间都靠压在由270表示的矿床表面。由于不存在突出的传感器部件，所以没有切断传感器头的风险。对于本领域技术人员前述的说明引起了无数修改，它们都落入从属权利要求的保护范围内。在全部示范实施例中显示了机器部件尤其是大多数作为矿床的煤层地下开采的凹槽中整合的传感器和/或传感器设备。外壳的形状所以通常适于能够在圆柱形容器中布置传感器设备。在其他大地勘探应用的情况下，外壳的形状在设计上能够根本地不同，为正方形、长方形、圆形、扁平形等。示范实施例分别显示了圆形传感器头。这种形状也能够被修改，并且当布置了两个正方形或三角形电极时，或者内电极是正方形或三角形而外电极是线形时，则同样将给出起作用的模式。间隔/电阻特征将可能保持不变并可能仅仅被位移。不仅如此，这些示范实施例排他地显示了电极均勻地和/或对称式地分布的传感器头， 因为在电极均勻几何分布的情况下，对应地均勻布置的电极对引起本质上简化了确定和确认视在比电阻时的复杂花费。不过，在必须考虑电极对之间不同间隔的情况下，也有可能非均勻地布置这些电极。
权利要求
1.一种用于原始矿床的地电勘探的传感器设备，尤其是在所述矿床的连续开采中，具有传感器头，所述传感器头的前表面形成所述传感器的测量表面并包括至少一个电极，其特征在于，所述传感器头(1 ；51)可与大地表面接触，以及其中在所述传感器测量表面(3 ； 53)上布置着中心电极G ；54)和多个外电极(5 ；55)，其中所述外电极围绕所述中心电极 (4 ；54)均勻地布置，并且所述中心电极G ；54)和所述外电极(5 ；55)是导电的并彼此电气分离。
2.根据权利要求1的传感器设备，其特征在于，所述传感器测量表面上的所述中心电极具有三角形，优选情况下等边形前表面，以及传感器表面上的所述外电极具有线性前表面并且分别平行于所述中心电极的侧分支之一布置。
3.根据权利要求1的传感器设备，其特征在于，所述传感器测量表面C3)上的所述中心电极(4)被设计为点电极。
4.根据权利要求1的传感器设备，其特征在于，所述传感器测量表面(5 上的所述中心电极(54)被设计为环电极。
5.根据权利要求3或4的传感器设备，其特征在于，所述传感器测量表面上的所述外电极分别被设计为点电极。
6.根据权利要求3或4的传感器设备，其特征在于，所述传感器测量表面(3;5；3)上的所述外电极(5 ；55)被设计为环形分段电极，并且围绕所述中心电极G ；54)环形地布置。
7.根据权利要求2至6之一的传感器设备，其特征在于，所述传感器设备(10)包括圆柱体外壳(10)，具有圆柱体端，所述传感器头(1)被布置在所述圆柱体端之一处。
8.根据权利要求6或者根据权利要求6和7的传感器设备，其特征在于，所述传感器测量表面C3)上的所述环形分段电极被设计为环形分段片(6)，所述环形分段片(6)在所述传感器头(1)的前表面上和所述传感器头的侧表面上延伸。
9.根据权利要求8的传感器设备，其特征在于，所述外电极( 在所述前表面到所述侧表面的过渡处配备了优选情况下为45°的斜面(12)。
10.根据权利要求7至9之一的传感器设备，其特征在于，所述环形分段片(6)后侧上的所述外电极( 配备了接触条(16)，所述接触条(16)向上延伸到所述外壳的后端。
11.根据权利要求7至10之一的传感器设备，其特征在于，所述外壳( 配备了台阶 (7)，所述台阶肩部优选情况下形成压缩弹簧的支承面。
12.根据权利要求11的传感器设备，其特征在于，所述外壳( 为多部件设计并具有包括所述台阶肩部的后部(9)和配备了所述传感器头(1)的前部(8)，有可能通过所述台阶肩部将所述外壳部件(8、9)彼此拧紧。
13.根据权利要求12的传感器设备，其特征在于，借助于所述螺栓配合，中心销00)能够可分开地紧固在所述外壳( 上。
14.根据权利要求6至13之一的传感器设备，其特征在于，从所述内电极(54)到中心轴(M)形成的半径(r)与从所述外电极(56)到所述中心轴形成的半径(R)之间的半径比 (r/R)大约为1/3。
15.根据权利要求6至14之一的传感器设备，其特征在于，所述外电极形成环直径至少为60mm的环，和/或所述外环电极在半径方向具有的宽度近似为1/10R，和/或两个外电极之间充填着绝缘材料的间隔至少为2mm。
16.根据权利要求1至15之一的传感器设备，其特征在于，所述传感器测量表面(3)上的所述外电极(5)由钢制成。
17.根据权利要求1至16之一的传感器装置，其特征在于，所述传感器表面(3；53)上的所述外电极(5 ；55)与所述中心电极G ；54)之间的空隙被填充着塑料，尤其是纤维增强的热塑性塑料。
18.根据权利要求1至17之一的传感器设备，其特征在于，所述传感器设备(10)能够用在地下开采机，尤其在地下采煤机的凹槽元件(190 ；290)上。
19.根据权利要求18的传感器设备，其特征在于，所述传感器设备能够插入在所述凹槽元件(190)上向下开口圆柱形切口(195)中。
20.根据权利要求1至18之一的传感器设备，其特征在于，所述传感器头(210)被布置在枢轴臂( 上，所述枢轴臂( 可枢轴旋转地被支撑在所述凹槽元件O90)的下面上。
21.一种用于地下原始矿床的地电勘探的方法，尤其是在所述矿床的连续开采中，借助于传感器设备在大地中建立电位场，所述传感器设备包括传感器头，所述传感器头的前表面形成传感器测量表面并具有至少一个电极，其特征在于，所述传感器头能够与大地表面接触，并且在所述传感器测量表面上具有中心电极和围绕所述中心电极几何上均勻分布布置的多个外电极，所述中心电极和所述外电极是导电的，彼此电气分离，并且形成电极对， 借助于所述电极对建立电位场并测量所产生的电流。
22.根据权利要求21的方法，其特征在于，为了勘探与所述大地表面进行接触的所述传感器头前面的大地中物质的比电阻而测量所述传感器头的所有电极对之间的等效电阻。
23.根据权利要求21或22的方法，其特征在于，为了确定所述表面，在所述传感器头沿着所述表面移动期间，测量所述电极对的所述电极之间接触电阻的变化。
24.根据权利要求21、22或23的方法，其特征在于，确定所述电位场或所述接触电阻时不必使所述传感器头穿入所述大地。
25.根据权利要求21至M之一的方法，其特征在于，至少两个电极被短路以形成大电极。
26.根据权利要求21至25之一的方法，其特征在于，使用根据权利要求1至20之一的传感器设备。
全文摘要
本发明涉及用于原始矿床以及定界这些矿床的邻近岩石的位置、(色层)布置和矿脉的地电勘探的传感器设备和方法，尤其是在矿床的连续开采中，具有其前表面形成传感器测量表面(53)的传感器头(51)以及至少一个电极。根据本发明，所述传感器头(51)能够与大地表面接触，以及在所述传感器测量表面(53)上布置中心电极(54)和围绕所述中心电极(54)几何上均匀分布的多个外电极(55)，所述中心电极(54)和所述外电极(55)是导电的，并且彼此电气分离。
文档编号G01V3/15GK102498418SQ201080040062
公开日2012年6月13日 申请日期2010年9月3日 优先权日2009年9月10日
发明者M·阿勒, S·保利, T·科普 申请人:布西鲁斯欧洲有限公司