高密度电法测量系统

高密度电法指的是直流高密度电阻率法,但由于从中发展出直流激发极化法,所以统称高密度电法。高密度电阻率法实际上是一种阵列勘探方法,野外测量时只需将全部电极(几十至上百根)置于测点上,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。显然,高密度电阻率勘探技术的运用与发展,使电法勘探的智能化程度大大向前迈进了一步。由于高密度电阻率法所具备的上述优势,因此相对于常规电阻率法而言,它具有以下特点: (1) 电极布设是一次完成的,这不仅减少了因电极设置而引起的故障和干扰,而且为野外数据的快速和自动测量奠定了基础。(2) 能有效地进行多种电极排列方式的扫描测量,因而可以获得较丰富的关于地电断面结构特征的地质信息。(3) 野外数据采集实现了自动化或半自动化,不仅采集速度快(大约每一测点需2～5 s) ,而且避免了由于手工操作所出现的错误。(4) 可以对资料进行预处理并显示剖面曲线形态,脱机处理后还可以自动绘制和打印各种成果图件。(5) 与传统的电阻率法相比,成本低、效率高,信息丰富,解释方便,勘探能力显著提高。

关于阵列电探的思想在20 世纪70 年代末期就有人开始考虑实施,英国学者所设计的电测深偏置系统实际上就是高密度电法的最初模式,80 年代中期,日本地质计测株式会社曾借助电极转换板实现了野外高密度电阻率法的数据采集,只是由于整体设计的不完善性,这套设备没有充分发挥高密度电阻率法的优越性。80 年代后期,我国原地质矿产部系统率先开展了高密度电阻率法及其应用技术研究,从理论与实际结合的角度,进一步探讨并完善了方法理论及有关技术问题,也研制成了几种类型的仪器。

研究高密度电法的方法技术和仪器的主要有中国地质大学等,生产仪器的还有重庆奔腾数控技术研究所等。

近年来该方法先后在重大场地的工程地质调查、坝基及桥墩选址、采空区及地裂缝探测等众多工程勘察领域取得了明显的地质效果和显著的社会经济效益。2100433B

一、集中式高密度电法测量系统：如WGMD-3 WGMD-4高密度电法测量系统，它以WDJD系列多功能数字直流激电仪为测控主机，再配以WDZJ系列多路电极转换器。

二、分布式高密度电法测量系统：如WGMD-9超级高密度电法测量系统，它以WDA系列超级数字直流电法仪为测控主机，在配以分布式开关电缆，即可完成测量工作。

高密度电法实际上是集中了电剖面法和电测深法，其原理与普通电阻率法相同，所不同的是在观测中设置了高密度的观测点，是一种阵列勘探方法。野外测量时只需将全部电极（几十至上百根）置于测点上，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。显然，高密度电阻率勘探技术的运用与发展，使电法勘探的智能化程度大大向前迈进了一步。

高密度电阻率法是一种阵列勘探方法，野外测量时只需将全部电极（几十至上百根）置于测点上，然后利用程控电极转换开关和电测仪便可实现数据的快速和自动采集。当测量结果传送至电脑后，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。相对于常规电阻率法而言，它具有以下特点：

1、电极布设是一次完成的，这不仅减少了因电极设置而引起的故障和干扰，而且为野外数据的快速和自动测量奠定了基础。

2、能有效地进行多种电极排列方式的扫描测量，因而可以获得较丰富的关于地电断面结构特征的地质信息。

3、野外数据采集实现了自动化或半自动化，不仅采集速度快（大约每一测点需2～5s），而且避免了由于手工操作所出现的错误。

4、可以对资料进行预处理并显示剖面曲线形态，脱机处理后还可以自动绘制和打印各种成果图件。

5、与传统的电阻率法相比，成本低、效率高、信息丰富、解释方便、勘探能力显著提高。

RESECS Ⅱ 高密度电法仪

一、应用领域

● 工程和地基精细勘探

● 构造，断层和基底勘探

● 矿产资源勘探

● 地下水和地下水污染范围探测

● 垃圾填埋厂及其渗漏范围勘探

● 油库污染范围探测

● 煤矿老窑和地下洞穴探测

● 堤、坝病害检测和稳定性监测

● 观测地下电阻率随时间和距离的变化以监测地震前兆和堤坝渗漏

二、三维高密度电阻率仪RESECSⅡ特点

● 分布式，一条7芯电缆可连接960个电极

● 单通道和8通道接收机，最大输出电流2.5A

● 具有多种观测模式，可实时计算和显示视电阻率及伪断面图，电阻，IP值，复视电阻率和监视电阻率随时间变化

● 自动设置多达10种标准装置结构以及用户自行设计的装置结构，以适应不同的探测目标

● 可进行三维观测，跨井观测和水域观测

● Windows友好界面，实时显示接收道和发射道的时间过程

● 由预置的标准偏差值自动控制观测质量，实时显示失效道位置并可随时或统一进行补测

● 具有硬、软件压制噪声功能

● 对观测资料可进行二维或三维反演和层析成像

三、技术指标：

● 测量模式: 视电阻率

电阻

IP

输入电流

测量电压

复视电阻率

输入电流和测量电压之间的相位

可以在监测模式下监测地电阻率的变化

可以记录全时的输入电流和测量电压

● 输出电流: 最大2.5A

● 输出电压: 内部输出电压400Vpp，外接电源逆变器可达800Vpp

● 输出功率: 250W

● 测量范围: ±5Vpp

● 输入道: 8

● 输入增益范围: 自动，始终用接受机最大量程；也可以选择手动设置，可在软件中选择

● 输入阻抗: 30M

● 输入电压: 5V(可以根据情况调节输入电流)

● 自动补偿自然电位: 在激电测量中自动消除自然电位

● IP测量方式: 全段时间域充电率

● IP发射波形: 正、关、负、关

● IP波形周期: 在控制软件中任意选择

● 测量类型: 时间域，测量窗口6个

● 测量周期: 0.4s, 0.8s, 1.6s, 3.6s, 7.2s, 14.4s,并可由软件任意设定

● 噪音压制: f>20Hz, 100dB；工业频率,120dB

● 测量精度: 优于1%

● IP测量时间精度: 优于0.01ms

● 标定: 通过发送短的电流进行标定

● 装置组合:Schlumberger, Half Schlumberger, Wenner alpha, Wenner bata, Wenner gamma, dipole-dipole, pole-dipole, pole-pole, dipole-pole，以及用户自己定义的装置。偶极装置在测量信号满足分辨率的条件下，偶极距保持最小。

● 操作系统: Windows，内置硬盘，完全是一个PC机

● 数据存储: 用户自定义需要存储的物理量，存储量非常大，一般可以存储10个工程以上的数据

● 存储能力: ≥30000个测量点

● 数据传输: RS-232，打印口，和网卡

● 自动滚动和测量装置切换:测量装置自动滚动以及多电极测量装置间的自动转换

● 软件工作环境:完全Windows方式，键盘防水，防潮鼠标

● 图形显示器:高分亮度的彩色TFT图形显示

● 野外电源: 10-30VDC，并可外接电源

● 重量:13Kg

● 尺寸:400×300×320mm

四、 RESECSⅡ三维高密度电阻率仪组成

1.主机

2.编码器阵列（陆上测量的电极开关控制器）

3.井下和水中电缆（带16个或24个电极）

测量系统的构成：如图所示

开环测量系统与闭环测量系统：

如图所示: