Universal Logging System

Das Universal Logging System (ULS) ist ein Ge­rät zur au­to­ma­ti­sier­ten und qua­li­täts­gesicherten Er­fas­sung phy­si­ka­li­scher Ei­gen­schaf­ten von Kern­pro­ben.

Das ULS wur­de am Fachbereich 5 - Geowissenschaften - der Universität Bremen ent­wi­ckelt und eig­net sich be­son­ders gut zur Mes­sung und Ana­ly­se von Se­di­ment­pro­ben und Bohrmate­ri­al, wel­ches sich in Voll­ker­nen, Halbscha­len oder auf in­di­vi­du­el­lem Trä­ger­ma­te­ri­al positionie­ren lässt. Messobjekte werden dabei einzeln und ganz in­di­vi­du­ell in bi­di­rek­tio­na­ler Richtung trans­por­tiert.

Ver­schie­de­ne Sen­s­or­typen erlauben die Ver­mes­sung von Bohr- und Sediment­ker­nen mit ei­nem Durch­mes­ser von 30 bis 150 mm, die in Ab­schnit­te von bis zu 1.350 mm Län­ge ge­schnit­ten wur­den. Ein Ser­vo­motorsystem gewährleistet nahezu spielfrei und ohne Schlupf, Sedement­ker­ne bis zu ei­nem Gewicht von 30 Kg und mit ei­ner Ge­schwin­dig­keit von bis zu 10 cm/​s si­cher und prä­zi­se zu trans­por­tie­ren. Dadurch ist das Sys­tem we­sent­lich schnel­ler, als alle bis­he­ri­gen sich auf dem Markt be­find­li­chen Sys­te­me die­ser Art.

Das ULS wurde für den Ein­satz im La­bor op­ti­miert, kann aber auch schnell zerlegt werden und eignet sich so auch für den mobilen Einsatz. Eine für die Mess­ab­läu­fe op­ti­mier­te LabVIEW-Steu­er­soft­ware ga­ran­tiert schnel­len und si­che­ren Mess­fort­schritt (Vor­ab-Ein­ga­be von Kern-Me­ta­da­ten, ein­fa­ches Kern-Hand­ling durch Vor- und Rück­lauf, An­zei­gen für Mess- und Da­ten­sta­tus, fle­xi­bler, auf Ein­zel­seg­men­ten basie­ren­der Mess­ab­lauf). Das Da­ten-Pro­ces­sing ge­ne­riert Ex­port­for­ma­te in ASCII-For­mat.

Das ULS wird seit 2006 im Labor zur hoch­auf­lö­sen­den und zer­stö­rungs­frei­en Messung sediment­phy­si­ka­li­scher Ei­gen­schaf­ten an ge­schlos­se­nen oder ge­öff­ne­ten Ker­nen ein­ge­setzt. Die Sen­so­ren für ma­gne­ti­sche Sus­zep­ti­bi­li­tät lie­fern aus­sa­ge­kräf­ti­ge und komplemen­tä­re Li­tho­logs für Kern­spra­che und Stra­ti­gra­phie. Die­se Log­ging­da­ten sind für vie­le Wis­sen­schaft­ler und An­wen­der von gro­ßem Nut­zen, da sie schnell eine Ein­schät­zung von Al­ter und Qua­li­tät der ge­won­ne­nen Ker­ne ge­stat­ten. Kern­logs und -scans wer­den vollstän­dig re­pro­du­ziert und be­schrie­ben. Sie sind ein maßgeb­li­ches Aus­wahl­kri­te­ri­um für spätere de­tail­lier­te Kernstudien. Sus­zep­ti­bi­li­täts­logs ge­ben klima­be­ding­te Li­tho­lo­gie­wech­sel be­son­ders prägnant wie­der und wer­den da­her für die Kernansprache und zur zyklostratigraphi­schen Kor­re­la­ti­on von Ker­nen ge­nutzt. Zu den Anwendungsbereichen gehören geologische und bodenkundliche Untersuchungen, Paläomagnetik, archäologische Prospektionen, Paläoklimastudien, Hydrologie, Sedimentologie, Kernprotokollierung/Korrelation und magnetische Analyse. In der Archäologie kann dieses System verwendet werden, um die Verstärkung der magnetischen Suszeptibilität in Böden, die durch menschliche Besiedlung, hauptsächlich durch Verbrennung, entstanden ist. Die Messungen sind zerstörungsfrei, und die niedrige Frequenz sorgt dafür, dass die Ergebnisse durch die Leitfähigkeit der Probe unbeeinflusst bleiben.

MS2C Ring Sensor:

Für hochauflösende Volumensuszeptibilitätsmessungen an ganzen Bohrkernen stehen eine Reihe von Ringsensoren mit einem Durchmesser von 36 bis 162 mm zur Verfügung. Sie eignen sich für die Messung jeder Art von Torf-, See- oder Meeressedimentkernen, sofern diese nicht metallummantelt sind. Diese robusten Sensoren verfügen über eine sehr geringe Temperaturdrift.

• Spezifikation:
  • Hersteller: Bartington Instruments Ltd.
  • Innendurchmesser der Sensoren: 36 - 162 mm
  • Arbeitsfrequenz: 0.565 kHz
  • Drift bei Raumtemperatur: <2 x 10^-5 SI (vol) in 10 Minuten

MS2E Aufsetzsensor:

Dieser Sensor ist für hochauflösende Messungen an der Oberfläche von geteilten Bohr- oder weichen Sedimentkernen geeignet. Der empfindliche Bereich der Sonde, hat die Form eines Rechtecks von 3,8 mm x 10,5 mm, was sehr fein aufgelöste Oberflächenmessungen ermöglicht.

• Spezifikation:
  • Hersteller: Bartington Instruments Ltd.
  • Arbeitsbereich: 3,8mm x 10,5mm
  • Arbeitstiefe: 50 % bis 1mm, 10 % bis 3,5mm
  • Arbeitsfrequenz: 2 kHz
  • Drift bei Raumtemperatur: <5 x 10^-6 CGS in 5 Minuten

MS2F Aufsetzsensor:

Dieser Miniatursensor ist ideal für die stratigraphische Untersuchung von freiliegenden geologischen Bereichen. Er wird auch eingesetzt, wenn schwierige Oberflächenbedingungen bestehen, die mit dem MS2E-Sensor nicht vermessen werden können.

• Spezifikation:
  • Hersteller: Bartington Instruments Ltd.
  • Arbeitsbereich:  Zylinderspule mit 10 mm Durchmesser
  • Arbeitstiefe: Von der Spulenoberfläche bis zu einer Tiefe von 4,5 mm, 10% ab 6 mm
  • Arbeitsfrequenz: 0,58 kHz
  • Drift bei Raumtemperatur: <10 x 10^-6 CGS in 20 Minuten

MS2 Steuereinheit:

Das MS2-Messgerät kann an eine breiten Palette von individuell kalibrierten Sensoren angeschlossen werden. Wenn Probenmaterial in den Einflussbereich des niederfrequenten, 100μT starken magnetischen Wechselfeldes, das durch den Sensor erzeugt wird, gelangt, ergibt sich eine Frequenzänderung. Diese wird umgerechnet in einen Wert der magnetischen Suszeptibilität, die je nach Wahl in SI- oder CGS-Einheiten digital zur Verfügung gestellt wird. Es können auch diamagnetische (negative) Werte gemessen werden.

• Magnetic Susceptibility Meter:
  • Hersteller: Bartington Instruments Ltd.
  • Messbereich:
    • 1 - 9999 x 10^-5 SI (x10^-6 CGS) volumenspezifisch
    • 1 - 9999 x 10^-8 SI (x10^-6 CGS) massenspezifisch
  • Auflösung: 2 x 10^-6 SI (2 x 10^-7 CGS) bei x 0.1 Bereich
  • Messzeit: 1 s oder 10s

Grundmaße:

• Die Grundfläche des Systems beträgt in der Länge 3 Meter, in der Breite 0,5 Meter

Messgeschwindigkeit:

• Die Messgeschwindigkeit bei einer typischen Messauslösung von 1 cm beträgt 14 Minuten pro Kernmeter

Software:

• Vollautomatische Erfassung und Steuerung aller Sensoren und Antriebe
• Überwachung des Messablaufs
• Ausgabe aller erfassten Mess- und prozessierten Messwerte incl. der Rohdaten
• Protokollierung aller Messschritte und Speicherung
• Konfigurierbar dank editierbarer Initialisierungsdatei in Klartext
• Erweiterbar, dank quelloffener LabVIEW Software

Erweiterbarkeit:

• Beliebige Aktoren und Sensoren mit folgenden Schnittstellen:
  • RS 232/485
  • Ethernet
  • PCI - Schnittstellen