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电法仪简介

电法仪被广泛用于寻找地下水;水文、工程、环境的地质勘探;断裂带及陷落柱、山体滑坡、煤矿采空区探测;金属与非金属矿产资源勘探;能源勘探;城市物探;铁道及桥梁工程勘探等领域。电法仪的操作灵活方便,采用全数字化自动测量,可对自然电位、漂移及电极极化进行自动补偿。电法勘查的数据包含有用信息和环境噪声两大部分,有用信息是指在某一方面反映地下地质情况的信息,环境噪声是指工作地点测量当时的噪声,通常具有随机性。

电法仪

电法仪

 

电法仪分类

电法勘探是以地壳中岩(矿)石的电(磁)性质的差异为主要的物理基础,利用电(磁)场的空间和时间的分布规律,研究地质构造和寻找有用矿产的一组地球物理勘探方法。根据电场的性质,电法仪分为直流电法仪和交流电法仪。

直流电法仪是为煤矿井下含有瓦斯、煤尘、粉尘等危险爆炸物的环境探测含水和导水的地质构造而设计制造的勘探仪器。直流电法探测技术是以煤、岩层及其富水带的导电性差异为基础,通过人工向地质体导入稳定的直流电流,观测其电流场的分布状况,从而确定岩、矿体物特性及其富水性的分布规律和地质构造特征的一种勘探技术。直流电法仪包括电阻率测井仪、自然电场仪、高密度电法仪和激电仪等。

电阻率测井仪

电阻率测井是测井技术中的主要方法之一,也是应用最多、最广泛的一种测井方法,例如,双侧向测井、微侧向/邻近侧向测井、球形聚焦/微球形聚焦测井及地层微电阻率扫描测井等。电阻率仪的发射极向地层中发射电磁波,发射的信号垂直于工具轴线。波形具有交互的正弦波的特点,波的频率为常数,波的相位和振幅与传播介质为函数关系,波的传播形状由传播介质的自然传导率决定。电阻率仪的接收极通过波的相位和振幅比例变化的测量,来反映地层的地质参数。

电阻率测井仪

电阻率测井仪

高密度电法仪

高密度电法仪器是基于传统电法理论,在计算机、信息测控等现代科技基础上发展起来的新一代电法仪器。,大大降低了人为失误,提高了工作效率,减轻工作强度。高密度电法指的是直流高密度电阻率法,高密度电阻率法的基本理论与传统的电阻率法完全相同,所不同的是高密度电法在观测中设置了较高密度的测点,然后利用程控电极转换开关和微机工程电测仪便可实现数据的快速和自动采集。当测量结果送入微机后,还可对数据进行处理并给出关于地电断面分布的各种物理解释的结果。

高密度电法仪

高密度电法仪

激电仪

激电仪是新一代直流电法仪器。可用于电阻率法和时间域激发极化法的测量,广泛用于金属与非金属矿产资源勘探、寻找地下水源、水文工程、地质勘探等。电阻率法和激电法在测试中是紧密相联的。激电仪是通过对不同地质体的一次场与二次场之间的激发关系以及二次场充、放电过程的差异来区分各种地质目标体,被广泛应用于金属矿和地下水的勘探。特别是对电阻率与围岩相差不大的浸染型金属矿床而言,与电阻率法和电磁法相比更为有效。

激电仪

激电仪

 

交流电法仪是研究与地质体有关的交变电磁场的分布特点和规律而进行找矿和解决地质问题的一类仪器,其抗干扰能力强、观测精度高。交流电法仪包括大地电磁仪、瞬变电磁仪、探地雷达等。

大地电磁仪

大地电磁法是20世纪50年代发展起来的以交变电磁场为场源的一种物探方法。天然变化的电磁场或人工发射的电磁场向地下穿透并在地下介质中感生出受地下电性结构控制的大地电磁场,从而根据不同地质体或地质构造的电性差异达到解决地质问题的目的。大地电磁仪

主要运用的频率范围为10^-4Hz-10^4Hz。根据利用的场源或频率范围不同电磁法可分为天然场源的大地电磁法MT(Magneto-telluric)、音频大地电磁法AMT(Audio Magneto-telluric)以及人工场源的可控源音频大地电磁法CSAMT(Controlled Source Audio Magneto-telluric)和利用无线电长波电台为场源的RMT(Radio Magneto-telluric)等。

大地电磁仪

大地电磁仪

瞬变电磁仪

瞬变电磁法(TEM,transient electromagnetic method)是一种正在迅速发展的新型地球物探方法,被广泛的应用于地质勘探中,在工程地质、环境监测、城市地下管道监测、金属无损检测方面日益发挥出巨大的作用。瞬变电磁仪是一种时间域电磁法仪,它是通过阶跃波电磁脉冲激发,利用不接地回线向地下发射一次脉冲电磁场,在一次场断电后,测量由地下介质产生的感应二次场随时间的变化,来达到寻找各种地质目标的一种地球物理勘探设备。

瞬变电磁仪

瞬变电磁仪

 

探地雷达

探地雷达(Ground Penetrating Radar,GPR)又称透地雷达,地质雷达,是用频率介于10^6-10^9Hz的无线电波来确定地下介质分布的一种无损探测设备。探地雷达方法是通过发射天线向地下发射高频电磁波,通过接收天线接收反射回地面的电磁波,电磁波在地下介质中传播时遇到存在电性差异的分界面时发生反射,根据接收到的电磁波的波形、振幅强度和时间的变化等特征推断地下介质的空间位置、结构、形态和埋藏深度。

探地雷达

探地雷达

 

电法勘探仪器的发展趋势

电法勘探仪器的发展与电子技术、信号处理技术和计算机技术的发展密切相关。电子技术、信号处理技术和计.算机技术的对电法仪器的结构、功能和性能具有决定的影响。最早的电法仪器是简单的机械式电压表和电流表。50年代后,有了基于电子管和晶体管的电法仪器,采用机械式表针读数。六十年代,电法仪器采用了集成电路;读数还是模拟式。七十年代,电法仪器变成了数字式读数,比表针读数有了更高的分辨率。八十年代,电法仪器得到了快速发展,由于采用微控制器和微处理器,仪器向智能化和多功能发展。从九十年代至今,随着电子技术和计算机技术的飞速发展,电法仪器在观测精度、人机界面、信号处理等方面取得了巨大发展:

(l)仪器分辨率和观测精度越来越高。仪器用A/D转换器的位数从12位升级到16位、18位和24位,保证了仪器分辨率的提高,为观测精度的提高提供保障。

(2)仪器人机界面从操作复杂的开关、旋钮、表针读数界面发展成界面友好、操作方便、以液晶显示和键盘为核心的虚拟界面。

(3)由于高性能的微处理器采用,仪器的信号处理能力和实时响应能力大大增强。早期的电法仪器,只能够对测量的地球物理信号做模拟信号处理,仪器的分辨率很低。80年代以后,计算机技术取得了飞速发展,特别是低成本微处理器和海量存储器的快速发展,使电法仪器进入了微处理器时代,使电法仪器具有开展多种电法勘探工作的能力。

2017-01-20 15:41:29
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