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并行电法仪应用培训交流,,,提,纲,,一、直流电阻率法基础知识二、高密度电阻率法三、并行电法四、并行电法仪系统,一、直流电阻率法基础知识,电阻率法勘探是以地下岩石（或矿石）的导电性差异为物理基础，通过观测和研究人工建立的地中稳定电流场的分布规律从而达到找矿或解决某些地质问题的目的。它具有方法多样化的优点，而且由于仪器设备比较简单及工作效率较高，因此被广泛用于各种矿产的普查勘探和水文地质、工程地质、供水水源勘探等各个领域，并取得了良好的地质效果。,一、直流电阻率法基础知识,电阻率是表征岩土性质的重要物理参数，岩土的电阻率不同程度地依赖于它们的成分、结构、所含水分等因素，随着影响因素的改变而在较大范围内变化。因此，在一定的地质、物性条件下，可以通过测定岩土的电阻率来解决地质问题。由均匀材料制成的具有一定横截面积的导体，其电阻R与长度L成正比，与横截面积S成反比，即式中,ρ为比例系数，称为物体的电阻率resistivity，单位采用欧姆米来表示（或记作Ωm）。电阻率仅与导体材料的性质有关，它是衡量物质导电能力的物理量。物质的电阻率值越低，其导电性就越好。不同岩土的电阻率变化范围很大，常温下可从10-8Ωm变化到1015Ωm。,一、直流电阻率法基础知识,电阻率是表征岩土性质的重要物理参数，岩土的电阻率不同程度地依赖于它们的成分、结构、所含水分等因素，随着影响因素的改变而在较大范围内变化。（1）与矿物成分相关（2）与其含水性相关（3）与其孔隙度和孔隙结构相关（4）与岩石层理相关（5）与岩石温度相关（6）与岩石压力相关,一、直流电阻率法基础知识,电阻率是表征岩土性质的重要物理参数，岩土的电阻率不同程度地依赖于它们的成分、结构、所含水分等因素，随着影响因素的改变而在较大范围内变化。（1）与矿物成分相关（2）与其含水性相关（3）与其孔隙度和孔隙结构相关（4）与岩石层理相关（5）与岩石温度相关（6）与岩石压力相关,一、直流电阻率法基础知识,（1）与矿物成分相关当岩石中含有良导电体矿物时，矿物导电性能否对岩石电阻率的大小产生影响取决于良导电矿物的分布状态和含量。如果岩石中的良导电矿物颗粒彼此隔离的分布着，且良导矿物的体积含量不大，那么岩石的电阻率基本上与所含良导矿物无关，只有当良导矿物的体积含量较大时（大于30％），岩石的电阻率才会随良导矿物体积含量的增大而逐渐降低。（2）与其含水性相关沉积岩主要依靠孔隙水溶液来传导电流，因此岩层中水的导电性质将直接影响沉积岩的电阻率。在其他条件相同的情况下，岩层电阻率与岩层中水的电阻率成正比。,一、直流电阻率法基础知识,（3）与其孔隙度和孔隙结构相关岩石孔隙度的大小决定着岩石中水的含量，从而决定着岩石中离子的数量；岩石孔隙的结构（包括孔隙通道的截面积大小、弯曲程度以及连通程度等）则影响着离子的运动速度和参加运动的离子的数量。（4）与岩石层理相关层理构造是大多数沉积岩和变质岩的典型特征，如砂岩、泥岩、片岩、板岩以及煤层等，它们均由很多薄层相互交替组成.这种岩石的电阻率具有明显的方向性，即沿层理方向和垂直层理方向岩石的导电性不同，称为岩石电阻率的各向异性。,一、直流电阻率法基础知识,（5）与其孔隙度和孔隙结构相关电介质中离子的能动性随温度升高而增大，其运动能量积累到一定值时，很容易脱离晶格，因此导电性增强。在低温条件下，含水岩石中水溶液的导电性随温度升高而增大，这是由于温度升高导致水溶液浓度增大和粘滞度降低，水溶液中离子数量增多、活动性增强的缘故。（6）与岩石压力相关压力对岩石电阻率的影响与岩石内液体和气体的含量有关，往往随压力的增大，干燥或者稍许含水岩石的电阻率减小，这是由于孔隙度降低、颗粒间接触良好的原因。,一、直流电阻率法基础知识,单点电源电场,地下点电源场的电位U、电流密度j和电场强度E均与电流强度I正比，电位U与R成反比，电流强度E和电流密度j与R平方成反比。地下半空间的等位面是以点电源A为中心的同心球壳，电流线是以A为中心的辐射直线。,一、直流电阻率法基础知识,两个异极性点电源电场,在具有两个极性不同接地的情况下，接地附近等位面是两组半球面，在A和B接地的中部等位面是一组与AB连线垂直的平面。电流线是由A出发，终止于电极B的一簇复杂的曲线。,一、直流电阻率法基础知识,,通常把宽、高等于AB/2，长为AB的长方体,定为勘探体积，也就是说，在这个勘探体积范围内集中了供电电流的绝大部分，而在这个范围之外，则电流密度很小。,根据地下地质体电阻率差异而划分界线的地下断面，叫做地电断面geoelectricsection。它可能同地质体、地质层位的界线吻合，也可能不一致。,一、直流电阻率法基础知识,测定均匀大地的电阻率，通常在大地表面布置对称四极装置，即两个供电电极A、B，两个测量电极M、N。,K称为装置系数，其单位为米。K的大小仅与供电电极A、B及测量电极M、N的相互位置有关。当电极位置固定时，K值即可确定。,在均匀各向同性的介质中，不论布极形式如何，根据测量结果，计算出的电阻率始终等于介质的真电阻率ρ。这是由于布极形式的改变，可使K值和I及△UMN也作相应的改变，从而ρ使保持不变。,一、直流电阻率法基础知识,通常,得到的电阻率不等于某一岩层的真电阻率，而是该电场分布范围内，各种岩石电阻率综合影响的结果，称之为视电阻率，用表示。,影响视电阻率的因素有1.装置的类型和大小，K改变；2.装置相对不均匀地电体的位置；3.地下介质的不均匀性。,提,纲,,一、直流电阻率法基础知识二、高密度电阻率法三、并行电法四、并行电法仪系统,二、高密度电阻率法,电剖面法的特点是采用固定极距的电极排列，沿剖面线逐点供电和测量，获得视电阻率剖面曲线，通过分析对比，了解地下勘探深度以上沿测线水平方向上岩石的电性变化。在水文地质和工程地质调查中能有效地解决有关地质填图的某些问题如划分不同岩性的陡立接触带、岩脉；追索构造破碎带、地下暗河等，并可发现浅层的局部不均匀体溶洞、古窑等。电阻率剖面法简称为电剖面法，根据电极排列形式的不同，典型类型分为联合剖面法、对称剖面法、偶极剖面法和中间梯度法等。,二、高密度电阻率法,电测深法的全称为“电阻率垂向测深法”，它是研究垂向地质构造的重要地球物理方法。电测深基本特点与方法通常采用对称四极装置，AB为供电电极，MN为测量电极，它们都对称于装置中心点0。地面的测点和装置的0点重合。根据工作的特点，需要设计出一套极距变化序列，规定AB和MN的比值、变化间隔、最小和最大极距等。所获得的视电阻率值反映测点下方不同深度的电性变化情况。,二、高密度电阻率法,高密度电阻率法是集测深和剖面法于一体的一种多装置，多极距的组合方法，它具有一次布极即可进行的装置数据采集以及通过求取比值参数而能突出异常信息，信息多并且观察精度高，速度快，探测深度灵活等特点。高密度电阻率法可采用的装置有温纳四极装置；温纳偶极装置；温纳微分装置；温纳三极A装置；温纳三极B装置等装置。根据实测的视电阻率剖面，进行数据预处理，电阻率正反演处理，地质分析，便可获得地层中的电阻率分布情况，从而可以划分地层，圈闭异常等。,二、高密度电阻率法,,常用装置,二、高密度电阻率法,,二、高密度电阻率法,,从反演的维度上来看，电阻率反演可以分为一维反演、二维反演和三维反演。一维反演主要针对单条电测深数据，一般采用对称四极或三极电测深装置，反演结果可以给出电测深点下方不同深度的电性变化情况；二维反演主要针对一次布置多个电极的高密度电法数据，可以给出沿电法测线方向的二维电阻率剖面；三维反演则需要平面布置二维方向的数据采集系统，或者在三维空间布置数据采集，这样通过三维电法反演，可以得到三维空间的电阻率分布情况，根据探测目标的需要，获取不同深度的水平电阻率切面图或者不同位置的垂向电阻率剖面图。尽管不同的数据采集方式及反演方式可以各有一定优势，但从应用效果来看，二维、三维电法能够直观的反映探测目标范围的电性特征，特别是在矿山地质灾害防治、资源勘查、工程勘察、水利建设等领域，获得广泛的应用，代表了直流电阻率法发展的趋势。,提,纲,,一、直流电阻率法基础知识二、高密度电阻率法三、并行电法四、并行电法仪系统,三、并行电法,,传统的高密度电法采集系统在每个采样位置只有四个电极点在工作,两个电极供电,两个电极测量，其余电极闲置，实际采集数据过程为串行数据采集。能够同时采集多个电极、电位数据的电法系统为并行电法系统。并行电法仪器的数据采集方式采用的是一种拟地震的采集方式，可支持任意多通道同时采集电场数据。由于在实际应用中，电法勘探的信号产生主要是通过供电电极向大地供电，而地震勘探主要是单点激震，针对这种情况，网络并行电法仪器主要采用单点电源场AM法与异性点电源场ABM法这两种方式来进行数据采集与处理。,三、并行电法,,（1）单点电源场（AM法）工作方式在勘探区将电极布置在测线上，电极数为n，供电电极位于测线上，供电电极置于无穷远。通过网络并行电法采集系统，一次测量可实现高密度电法勘探中的温纳二极法、温纳三极、单极偶极；可实现电阻率剖面法中的二极装置、三极装置、联合剖面装置；可实现电阻率测深法的三极电测深。,三、并行电法,,AM法工作方式原理图,AM法电压观测分布图,三、并行电法,,（2）异性电源场（ABM法）工作方式在勘探区将电极布置在测线上，供电电极位于测线上。通过网络并行电法采集系统，一次测量可实现高密度电法勘探中的各类四极装置，大大提高的采集效率，减小了采集系统误差。,三、并行电法,,ABM法工作方式原理图,ABM法电压观测分布图,提,纲,,一、直流电阻率法基础知识二、高密度电阻率法三、并行电法四、并行电法仪系统,并行电法仪是2014年安徽惠洲地质安全研究院股份有限公司独立研制的最新电法勘探、监测类产品，由“分布式并行智能电极电位差信号采集方法”国家发明专利技术（专利号为200410014020）、分布式网络系统集成技术和双模式电极构建而成。具有国内同类仪器先进性。,,并行电法仪系统,四、并行电法仪系统,并行电法仪由一体化主机、分布式采集基站、线缆及双模式电极组成。运用该仪器可实现地面多种地电场二维或三维电法勘探，包括电阻率法勘探、自然电位法勘探、充电法勘探、激电法勘探（时间域和频率域）等。,四、并行电法仪系统,四、并行电法仪系统,四、并行电法仪系统,可实现地面多种地电场二维或三维电法勘探，包括电阻率法勘探、自然电位法勘探、充电法勘探、激电法勘探（时间域和频率域）等；一体化主机内置ARM、网络通讯、16路激发、16路接收、内部电源和外接本安电源等功能模块组成，可以连接矿井物联网，独立进行网络电法监测工作；一体化主机采用安卓系统采集界面更加可视智能；每个采集基站由控制、16路激发、16路接收和内部电源模块构成；一体化主机连接n个采集基站，可以设置成分布式电法系统，构成16n路激发和16n路接收的网络并行地电场勘探、监测大系统，用户可根据需求任意选择电极道数；通过对主机的操作，可以实时显示探测、监测区域的直流和交流的电流、电压信号的波形，具体有电流波形、电压波形、视电阻率剖面图、视极化率剖面图等；具有一键成图模式，操作更加简化智能；具有原始数据实时存储与显示功能，存储容量8-32GB；电极采用激励、接收分离的双模式电极。,四、并行电法仪系统,通道数16的倍数，可任选，不受限制。A/D转换24位内置FPGA可完成多种数字信号处理功能,任意跑极方式控制测量电压范围10V测量电压精度0.5Full测量电流精度0.5Full最大发射电压0V、24V、48V、72V、96V五档切换最大发射电流100mA恒流时间1ms、10ms、100ms、200ms、500ms、1000ms、2000ms、5000ms采样间隔0.02ms、0.1ms、1ms、2ms、5ms、10ms、20ms、50ms、100ms、200ms、500ms输入阻抗20MΩ通讯方式USB，串口，远程控制接口（电话、GPRS、CDMA无线模块、光纤模块）供电方波多频率正方波、正负方波任选,广泛应用于堤防隐患探测（如对江河大堤的蚁穴，鼠洞和软弱夹层及裂缝的高分辨率探测）用于水文、工程、环境的地质勘探及高分辨率电阻率法工程地质勘探用于煤矿采空区、人防工程及卡斯特地区的溶洞等勘探厂房地基、高速公路、桥梁、铁路、山体滑坡等地质灾害勘探用于金属与非金属矿产资源勘探地热勘探,四、并行电法仪系统,新疆办事处乌鲁木齐市西山路70号中泰化学小区；13565889717；QQ1520087211谢谢大家,
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