一、前言
技术方案:
用时间域的方法同步记录供电电极发送的某一频率方波在测量电极间形成的电位差;
通过计算求出激发极化的绝对相位,并实现一次供电时频激电多参数同时测量;
在求取参数的同时,压制干扰。
该方案将原本复杂的测量绝对相位的问题变成了记录电位差,
从而大大降低了研制仪器的难度,研制出独具特色的仪器。
二、SY双域激电仪技术指标
1.系统指标
(1) 工作频率(Hz):1/2、1/4、1/8、1/16;
辅助频率(Hz):16、8、4、2、1;
(2) 相位稳定性:工作频率0.3mrad;辅助频率1mrad;
(3) 同步方式: GPS、自动跟踪(只适用于工作频率);
(4) 系统功率:连续矩形波600W,间断矩形波2000W、8000W
(5) 最大工作电压:600V。
2.发送机
(1)稳流精度:负载变化10%,电流变化≤0.1﹪;
(2)最大输出电流:连续矩形波断续供电, 1.2A;
间断矩形波连续供电,4A、20A;
3.接收机
(1)动态范围:±4.5V;
(2)本机噪声:≤1μV;
(3)输入阻抗:≥10MΩ;
(4)观测数据存储空间:≥12 Mbytes
三、仪器特点
SHAPE \* MERGEFORMAT
乌奴格吐0线
乌奴格吐普查
江西三工区
相关系数
0.98
0.96
0.96
φs0.25Hz
SHAPE \* MERGEFORMAT 视相位与视极化率可以相互推算
SHAPE \* MERGEFORMAT 时域、频域正反演方法可以互相通用
SHAPE \* MERGEFORMAT 激电参数中,视相位异常最明显
幻灯片8
SHAPE \* MERGEFORMAT 特点二:所有仪器视相位测量结果准确。
依据激发极化效应的类电容性质,我们制作了阻容网络模型,并将实测值与理论值进行比较。
这是2008年以前生产的30多台仪器的测试结果:
①多台仪器一致性好
②与理论值一致
C=1.05μf
R=3.6,10,23,36,51kΩ
幻灯片9
C=4.75、10、20、30、42μf
曲线与45°线符合很好,说明相位激电仪、双域激电仪所测相位值与理论值一致。
幻灯片10
SHAPE \* MERGEFORMAT 特点三
可用不同波形供电,
具有自同步接收功能、
幻灯片11
连续矩形波
条件下
GPS同步、
与自同步
对比曲线
幻灯片12
野外实测曲线
自同步功能的实现,使接收机可与国内外
各种激电发送机配合,测量激电全参数
幻灯片13
模型和实测表明:
两种波形均可测出激电全参数,由于各参数线性相关,取一个参数即可;
两种波形测出的参数是一致的。
由于间断矩形波机内发热小,仍能保持仪器轻便的特点。我们研制的二代、三代发送机,可供两种波形,供间断矩形波时,功率达到2000W和8000W,仪器重量<5kg,
这就保证了双域激电仪可以在地质工作的不同阶段、不同功率、不同装置测量时使用, 实现了激电参数(特别是视相位)从普查到详查的连续可对比。有利于资料研究。
幻灯片14
SHAPE \* MERGEFORMAT 特点四: 数值稳定,抗干扰能力强,测量精度高
(野外工作精度高于国外仪)
SHAPE \* MERGEFORMAT 4图幅接边完美无缺
SHAPE \* MERGEFORMAT
SHAPE \* MERGEFORMAT
1:5万与1:1万测网方向垂直
SHAPE \* MERGEFORMAT 特点五: 记录并实时显示电位差曲线,它是激电效应的全过程,不仅可以监控观测质量,还具有进一步开发应用的空间(如找水、区分极化体性质等)。
156/328点
Φs=-49.7mrad
ηs(30ms)=22.5%
Fs(6.25/0.25)=9.2%
ΔVMN=-117mv
幻灯片18
这是供间断矩形波时,测得的双域激电全参数
152/328点
Φs=-23.0mrad
ηs(30ms)=8.6%
Fs(6.25/0.25)=3.0%
ΔVMN=-29.4mv
幻灯片19
SHAPE \* MERGEFORMAT 特点六:轻便(偶极装置整套设备27公斤,由7人分担。)
幻灯片20
人 员 | 装 备 | 备 注 | |||
操作员 | 工人 | 品 名 | 数量 | 重量(公斤) |
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1人 | 3人 | SY-1双域激电仪发送机 | 1台 | 2.5 | 供电部分 设备总重:19.5公斤 |
| 12v锂离子仪器电池 | 1块 | 0.7 | ||
| 对讲机 | 2个 | 0.4 | ||
| 升压器 | 1台 | 2.5 | ||
| 12V蓄电池 | 1块 | 2.4 | ||
| 钢电极 | 6根 | 6 | ||
| 4磅锤 | 2个 | 4 | ||
| 线拐子(含胶质线120米) | 1个 | 1 | ||
1人 | 1人 | XW-1相位激电仪接收机 | 1台 | 3.5 | 接收部分 3人分工: 操作员1人 埋设电极1人 定点插旗1人 设备总重:7.5公斤 |
| 12v锂离子仪器电池 | 1块 | 0.7 | ||
| 对讲机 | 3个 | 0.6 | ||
1人 | 手持GPS | 1个 | 0.2 | ||
| 线拐子(含胶质线120米) | 1个 | 1 | ||
| 不极化电极 | 2个 | 1 | ||
| 刨土镐 | 1个 | 0.5 | ||
| 红布条 | 若干 |
| ||
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(五)双域激电仪的用途
使用双域激电仪可以进行频率域激电(FDIP)和时间域激电(TDIP)、复电阻率法(CR)、频谱激电(SIP)和自电(SP)等方法观测;
适用于地质调查、矿产普查、详查、工程物探、地下水、油气和煤等勘查领域。
幻灯片22
综上所述:
双域激电仪通过一次供电、一个频率/周期、一次观测同时求取了频率域、时间域当前三类仪器的全部参数;
供电波形既可以是频率域的连续矩形波,也可以是时间域的间断矩形波(占空比等于1);
而且数据稳定、精度高。
从而实现了双域激电全参数同时测量,将时间域激电与频率域激电两个分支完全融为一体,这在当今国内外是独一无二的。