Ⅰ 用什麼儀器能測量地下的水源
地下水源探測儀能能測量地下水的水源。
一、地下水源探測儀是目前國內外最先進的找水儀器,他能解決在復雜天然電場中進行屏蔽和選頻信號處理放大的重大課題,進行多重抗干擾設計。
地下水源探測儀大致原來與傳統的人工電場勘探基本一致,最大的不同是利用天然電場作為電源,省略傳統笨重的供電部分,主要特點有操作簡單、攜帶方便、准確率高、速度快、布極靈活多樣等,是進行電法勘探的利器,
二、地下水源探測儀的基本原理
地下水源探測儀是利用天然電場與地質構造不同所產生的電阻率變化等相關參數的變化來判斷分析我們要尋找的地質異常體。與傳統的電法勘探大致一樣,又有本質的區別和跨越式的提高。其勘探速度與准確率都有數倍的提升。
三、地下水源探測儀的主要用途
1、廣泛用於尋找地下水源的詳查和普查勘探,降低鑽井投資風險,提高采水成功率和科學性。
2、用於人畜飲水、工業用水和農業灌溉的需求。
四、地下水源探測儀主要特點:
1、精度好,准確率高:
解析度高大0.001mV,±2%的高精度測量。
2、抗干擾能力強:
先進的抗干擾技術,多重抗干擾設計,經過儀器的選頻和數字處理後,即使在城市、電干擾強、其他外部干擾的工作區,也能觀測到重復性很好的異常曲線;
6、布極靈活:
儀器採用多種布極測量方法,使用傳統的電法勘探技術上的布極方法和獨創的布極方法,地質效果好,方便解釋。對測量地下的水源走向和水源的深度、水量的大小都能得到相當可靠性的數據。
Ⅱ 在月球上空,「月球勘探者」為了找水採用了什麼儀器
「月球勘探者」攜帶了一種先進的找水儀器——中子光譜儀。我們知道,水分子是由氫原子和氧原子組成的。中子光譜儀對氫原子特別敏感,再加上月球上幾乎沒有大氣,所以,如果中子光譜儀在空中發現月面有過量氫原子存在,就可以找到水。中子光譜儀找水的本領非常高,它高高在上就可以在1立方米的月球土壤里測出一小杯水的含量。
Ⅲ 打井前測地下水質和水量的儀器叫什麼
找水儀。
找水儀顧名思義就是找水的一種儀器,找水儀一般分為天然電場物探測量儀、傳統人工電法勘探儀。
利用天然電場與不同的地質構造(地下水屬於良性導體)所產生的電阻率變化等相關參數的變化來判斷分析我們要尋找的地下水(基岩裂隙水、溶洞水、卵石層水等)。可以了解水的位置、深度、出水量等相關信息。與其他找水儀器相比有非常明顯的優勢:速度快、精度高、了解信息全、儀器輕便、使用簡單等。
(3)找水儀的使用方法擴展閱讀:
天然電場選頻儀體積小、重量輕、隨身攜帶方便;沒有人工電場源、兩人即可工作;勘探深度大,工作效率高;採用了選頻裝置後,抗干擾能力強;10個工作頻率所獲得的數據,相當於10條不同電極距的對稱四極視電阻率剖面測量結果;克服了直流電法長距離拉線、設備笨重等缺點;能夠在較小范圍內開展工作,特別適應於山區快速普查和城市物探工作。
天然電場選頻法,簡稱選頻法。它是以地下岩礦石的電性差異為基礎,經過選頻測量天然大地電磁場(頻率為0.n—30千赫茲)中的幾個不同頻率的電磁場產生的變化規律,來研究地下地電場的變化情況,達到解決地質問題的一種交流電勘探方法。該方法使用的儀器稱為天然電場選頻物探測量儀。
Ⅳ 請問怎麼可以探測地下是不是有水多少米有水,有什麼儀器可以測到,就是專業打井那種儀器是什麼儀器的
用儀器探測的根本不準,和實際施工相差太遠。對於地下水位水深,主要還是看地理地貌。
用不同的物理方法和物探儀器,探測天然的或人工的地球物理場的變化,通過分析、研究獲得的物探資料,推斷、解釋地質構造和礦產分布情況。
主要的物探方法有重力勘探、磁法勘探、電法勘探、地震勘探、放射性勘探等。依據工作空間的不同,又可分為地面物探、航空物探、海洋物探、井中物探等。
(4)找水儀的使用方法擴展閱讀:
野外作業規定:
1、地質勘探單位,應建立地質勘探工作區安全檔案,包括動物、植物、微生物傷害源,流行傳染病種、疫情傳染源,自然環境、人文地理、交通狀況。地質勘探工作區安全檔案信息和預防措施應及時向野外作業從業人員交底。
2、地質勘探單位,應為野外地質勘探作業從業人員配備野外生存指南、救生包,為艱險地區野外地質勘探項目組配備有效的無線電通訊設備。
Ⅳ NMR方法的儀器特點及找水工作
5.7.2.1 NMR找水儀的類型
目前,世界上有兩種類型的NMR找水儀:前蘇聯研製、俄羅斯仍在使用的NMR找水儀(hydroscope),法國與俄羅斯合作研製、由法國IRIS公司生產的NUMIS和NUMIS+。NUMIS系統是hydroscope的改進型,儀器的原理沒有改變,在製造工藝和抗干擾能力方面均有提高。商品型NUMIS系統於1996年春問世,在探查地下水方面效果十分明顯,其勘探深度僅在100 m左右,整個系統重量達300 kg。為了加大勘探深度和儀器輕便化,在NUMIS的基礎上升級為NUMIS+。
NUMIS+具有NUMIS全部功能,是一套比NUMIS系統具有更大的發射功率(瞬時最大輸出為450A、4000V)、模塊式的找水設備。該設備每個部分的重量都在25 kg以內,便於一個人搬運。
NUMIS和NUMIS+均是輸出功率高(瞬時最大輸出分別為:300A、3000V;450A、4000V)、接收靈敏度高(接受納伏級信號)並由PC機控制的直接探測地下水的儀器。
5.7.2.2 儀器的組成及其功能
圖5.7.5 NUMIS系統組成框圖
現以NUMIS系統為例,簡要說明NMR找水儀器組成及其功能(見圖5.7.5)。
NUMIS系統各組成部分的主要功能如下。
a.直流電源——蓄電瓶(12 V×2,每個大於6 A·h)提供的24V電壓。
b.DC/DC變換器將電源提供的24V電壓變成400V電壓,供發送機的交變電流發生器使用。
c.發送/接收天線(或回線),用同一天線分別作為發射激發電流脈沖和接收NMR信號裝置。
d.切換開關將外接回線在發射迴路和接收迴路之間進行切換。
e.微處理器控制各部分協調工作,並通過RS-232介面接收PC計算機送來的數據指令,並將所測得的數據傳給PC機進一步處理、顯示。
f.發送機和接收機。在PC機控制下發送機以拉莫爾頻率向天線供入脈沖電流,形成激發磁場;在發射脈沖間歇期間,接收機觀測NMR信號。
此外,NUMIS系統配備的高精度磁力儀用來觀測測點及其附近地磁場強度及其變化。
NUMIS系統的軟體主要有測試軟體、數據採集、處理、解釋軟體,進行一維解釋。
5.7.2.3 NMR方法找水的工作過程
前已述及,NMR找水方法的原理是利用了NMR效應,觀測和研究表徵NMR效應的參數的變化規律,進而確定地下水的賦存狀態。NMR找水方法的工作過程如下。
a.確定地磁場強度B0,計算出拉莫爾頻率f0
環境地球物理學概論
b.選擇天線類型、敷設天線。根據工作任務,結合當地的水文地質條件和電磁干擾環境,選擇天線類型(大圓或大方,或圓8字型或方8字形天線),將其平鋪在地面上。
c.形成激發磁場。在PC機控制下,發射機向天線供入頻率為f0的交變電流脈沖,形成激發磁場。如圖5.7.2(a)所示,交變電流脈沖的包絡線為矩形。發射電流可表示為
環境地球物理學概論
式中:ω0=2πf0,f0為拉莫爾頻率,I0、τ分別為激發電流脈沖幅度和持續時間。
d.測量NMR信號。在脈沖電流間歇時間,利用同一天線,接收機可靈敏地測出NMR信號,NMR找水方法觀測的參數有E0、φ0、T2*。
e.定量解釋。將測量結果存儲在PC機內。利用NUMIS系統提供的軟體,對測量信號進行數據處理、反演計算後,可以獲得如下定量解釋結果:地下各含水層的深度、厚度、含水量和衰減時間(以NMR信號直方圖和表的形式輸出)。
實踐表明,直徑為100 m的大圓天線,其探測深度可達100 m。在100 m以內可獲得含水層的定量解釋結果。同時,可定性預示100~130 m內含水層的存在。
Ⅵ 平水儀使用技巧
1、先量這面牆的垂直地面兩頭是否水平
2、用其中的一頭有錐形的鐵塊兒,拴住哦一根長線,線的另一端為墨盒。錐為垂直的方向;
3、地面到牆的兩頭高度各量出兩米標出一個點,再用水平儀找平兩邊,當水平儀里的水銀到中間的刻度不動,即是氺平位置;
4、因為線從魔盒裡拉出來就帶著墨,一蹦線,一道墨線就打在牆上啦。
(6)找水儀的使用方法擴展閱讀:
一、測量前,應認真清洗測量面並擦乾,檢查測量表面是否有劃傷、銹蝕、毛刺等缺陷。
二、檢查零位是否正確。如不準,對可調式水平儀應進行調整,調整方法如下:將水平儀放在平板上,讀出氣泡管的刻度,這時在平板的平面同一位置上,再將水平儀左右反轉180°,然後讀出氣泡管的刻度。
三、測量時,應盡量避免溫度的影響,水準器內液體對溫度影響變化較大,因此,應注意手熱、陽光直射、哈氣等因素對水平儀的影響。
四、使用中,應在垂直水準器的位置上進行讀數,以減少視差對測量結果的影響
參考資料來源:網路-水平儀
Ⅶ 怎樣使用找水儀
看是什麼儀器,吹的越神的感覺越不靠譜,得從原理出發,現在好多儀器就是糊弄人呢,建議買一些老的激電儀器!~
Ⅷ 核磁共振找水儀的基本結構與工作原理
(一)核磁共振找水儀的結構
吉林大學自主研製的JLMRS型地下水探測儀原理框圖如圖6-5-1所示,主要由發射系統、接收系統兩部分組成。發射系統的作用是向地下發射大功率正弦交變脈沖產生激發磁場,激發地下水中氫質子,使之產生核磁共振現象;接收系統的作用是對MRS信號進行調理和檢測。發射系統包括:直流電瓶、高壓瞬態電源、發射裝置及控制部分、配諧電容、高壓繼電器;接收系統包括:發射電流採集、MRS信號採集、放大器、微處理器等;發射和接收採用同一線圈。高壓繼電器是切換發/收狀態的開關。在發射狀態時,繼電器斷開,將信號接收裝置與大功率發射部分隔離,即此時高壓瞬態電源、發射控制裝置、配諧電容、二極體模塊、電流感測器、發射電流採集等模塊工作,通過線圈將大電流發射出去,以激發地下水。發射完畢後轉入接收狀態,繼電器吸合,使接收迴路接通線圈,信號通過放大器和MRS信號採集模塊,獲取MRS的FID(衰減正弦波包絡)信號,並實時傳送給PC控制系統,完成對數據的處理和顯示。
圖6-5-1 JLMRS型核磁共振地下水探測儀系統原理框圖
(二)核磁共振找水儀的工作原理
利用核磁共振方法探測地下含水層模型加圖6-5-2所示。野外實際工作時.利用發射單元往鋪設在地面上的回線中通以頻率等於拉莫爾頻率的交變電流,使地下含水層中的氫質子產生核磁共振現象。然後切斷電流,用同一回線作接收天線測量MRS信號。這一過程在野外一般被重復幾十到幾百次,以記錄MRS信號並進行平均以提高信噪比。由發射電流強度、測得信號的幅度和衰減時間常數經過反演後即可得到含水層深度、厚度、含水率等信息。核磁共振測試數據特徵參數與水文地質參數對比結果見表6-5-1。
圖6-5-2 地面MRS找水方法原理示意圖
表6-5-1 MRS找水系統實測參數和對應的地質解釋
野外試驗歸納出的平均衰減時間T*2與含水地層的岩性之間有一定的近似關系,見表6-5-2。可以看出,平均衰減時間越長,含水層的孔隙也就越大。平均衰減時間與含水層顆粒大小的關系是間接的。對於具有同一大小的球狀顆粒的沉積岩層來說弛豫時間直接與顆粒大小以及孔隙大小有關;而對於不同顆粒大小的混合物來說,平均衰減時間與顆粒大小之間的關系比較復雜。
表6-5-2 實測平均衰減時間與含水地層岩性的近似關系
核磁共振地下水探測儀的工作過程是:大電流發射、能量釋放、切換和採集。大電流發射即發射瞬時大電流,激發地下水產生核磁共振現象的過程;能量釋放即釋放發射時存儲在發射天線和配諧電容中的能量;切換是利用切換開關將天線由發射迴路切換到接收迴路。
通過PC機向發射控制模塊MCU設置發射參數,包括激發時長、激發頻率、能釋時長、切換時長、採集時長。發射控制MCU根據所設置的激發頻率,通過控制時序產生激發基準信號,其餘各參數均以該基準頻率為標准獲得;控制時序依次產生發射橋路所需的發射控制時序、繼電器吸合同步、電流採集同步、信號採集同步等控制信號。
在核磁共振地下水探測方法中,需要測量MRS信號的平均弛豫時間 和縱向弛豫時間T1。其工作模式有兩種: 測量模式和T1測量模式。測量原理如圖6-5-3所示。
圖6-5-3 與T1測量原理
測量模式的探測過程為:首先將高壓瞬態電源充電至所需發射電壓,採集雜訊,發射系統發射頻率與當地拉莫爾頻率相等的正弦脈沖。由於技術上的限制,儀器在野外實際工作時,在發射和接收之間需要30~40ms的間歇時間。發射電流產生激發場,經過繼電器吸合的間歇時間後,切換開關切換至接收系統,採集MRS信號,傳送給PC機。PC機經過濾除雜訊處理後,與上一次測量數據相疊加平均,實時顯示,並計算出信號的初始振幅(E0)和平均衰減時間 循環此過程,直到獲得滿意的信號為止。循環次數也稱為疊加次數。因此在接收天線上實際測試信號的初始振幅是激發脈沖終止後到測量開始時刻的自由感應衰減信號。若要得到脈沖終止瞬間的信號振幅,可對FID衰減曲線進行零時外延處理。
每個脈沖矩(發射電流幅度與持續時間之積)對應一條核磁共振信號隨時間按指數規律變化的衰減曲線,由此曲線可以求出該激發脈沖矩探測深度內含水層的平均衰減時間 計算公式為:
地球物理找水方法技術與儀器
式中:Em、Tm分別為某個激發脈沖矩qi分別對應的信號的振幅值、信號衰減時間(m=1,2,…,M)。t=0時刻的FID信號的初始振幅可以用下式計算:
地球物理找水方法技術與儀器
Ei為接收機接收到的第i個激發脈沖矩的自由感應衰減信號振幅;te為外延時間,應接近激發脈沖終止時間;E0i(qi)為第i個激發脈沖矩的MRS信號的初始振幅。T1測量模式的探測過程:首先將高壓瞬態電源充電至所需發射電壓,採集雜訊,發射正弦脈沖,產生激發場,經過繼電器吸合的間歇時間後,切換開關至接收系統,採集一次MRS信號。高壓瞬態電源在不充電的情況下,發射系統繼續發射正弦脈沖,再經過間歇時間後切換開關至接收系統採集第二次MRS信號,傳送給PC機,PC機經過雜訊濾除處理後,與上一次測量數據相疊加,實時顯示,並計算出兩次採集信號的初始振幅E01和E02,循環此過程直到獲得滿意的信號為止。計算T1表達式如下:
地球物理找水方法技術與儀器
式中:Δt為兩個脈沖之間的時間間隔。
為實現儀器兩種測量模式,採用循環測量方法,如圖6-5-4所示。在 和T1測量模式中都要先測量一次雜訊;在測量雜訊時,採用測量信號的時序測量雜訊,但發射不是真正的發射,只是佔用發射時間,而沒有發射電流,稱為偽發射。在測量 時,將測量時序循環兩次,在測量T1時,將採集時序循環三次,就完成了該儀器的多模式測量。
圖6-5-4 多模式測量過程
Ⅸ 多功能電法找水儀
多功能電法儀是快速進行地下水源探測、水文地質工程地質勘查的專用設備,它是集發送機、接收機、數據處理、數據存儲、數據顯示於一體的智能化電測工作站。本節所敘述的多功能電法儀可直接用於電阻率法和激發極化法的測量,可同屏顯示視電阻率、視極化率、半衰時、衰減度、偏離度、極化率累加和、自然電位、供電電流、一次場等測量值。系統採用現代嵌入式系統技術、大規模集成技術、高精度轉換技術,使多功能電法儀在野外勘探時實現信號採集、數據處理、和成像顯示一體化。
一、DWZ-6A多功能電法儀的基本結構與工作原理
多功能電法儀利用視電阻率和激發極化參數,廣泛用於尋找地下水,解決工農業用水及生活用水問題。可用於尋找斷裂帶、陷落柱、采空區、山體滑坡等。可用於水文地質勘查、工程地質勘查、環境地質勘查,還可用於礦產勘查、能源勘查、地熱勘查、城市物探等。
如圖6-1-1所示,DWZ-6A多功能電法儀是由ARM控制的智能型電法儀,電信號從M、N輸入,經過阻抗變換和濾波後,通過雙T陷波和低通濾波,濾除市電干擾和高頻干擾信號。將弱信號放大後,模數轉換器把模擬信號轉換成數字量,存儲在數據存儲器中。發送控制信號經過高壓隔離後,驅動供電橋路進行正反向供電。電流信號由標准電阻采樣後,經過隔離放大與濾波,由程式控制放大器放大後分時進行模數轉換與存儲。ARM控制系統從數據存儲器中取出一次場電位差、二次場位差、電流數據,進行計算與處理,然後顯示處理結果並存儲。最後將數據拷貝到U盤或傳輸到計算機中。鍵盤用於輸入各種參數。控制系統還可以監視儀器的工作狀態,監控儀器的故障狀態,當儀器內部或外部發生故障(如AB短路)時,儀器自動封鎖供電迴路停止供電並報警顯示。
圖6-1-1 DWZ-6A多功能電法儀原理框圖
二、DWZ-6A多功能電法儀的硬體電路設計
(一)硬體總體構架
DWZ-6A多功能電法儀的硬體電路總體構架如圖6-1-2所示,儀器主要由發送裝置、接收裝置及其主控單元組成。主控採用ARM7的S3C44BOX晶元,當需進行激電數據採集時,由主控向IPM模塊發送控制命令,實現由供電點A、B向大地供電。同時在測量電極M、N上接收激電信號,經激電信號處理電路,送入24位AD轉換器CS5532後轉換為數字信號,ARM7主控與CS5532進行信息交互實現對轉換後數據的讀取、存儲、處理和顯示。
圖6—1—2硬體總體構架
(二)DWZ-6A多功能電法儀發送電路設計
激電發送電路框圖如圖6-1-3所示。強電部分採用PowerEX公司的IPM智能功率模塊:PM10RSH120,其最高可控電壓為1200V,可控電流為10A,在實際應用中取最高值的2/3作為儀器實際電壓電流上限。本激電發送電路經實際測試其功率可達900V@6.7A,即6kW,故高壓供電電池包的供電電壓范圍為0~900V。為了實現弱電控制強電,需在強弱電之間進行隔離,控制信號與IPM模塊之間採用多片光耦器件HCPL-4504和PC817實現隔離。在發送電路由A、B端向地下供電時,需監測其供電電流,採用高精度0.01Ω的取樣電阻Rs將電流轉換為電壓後送至AD202,AD202為高精度隔離放大器,其通過變壓器耦合方式將強電與弱電電路隔離開,並將放大後的信號Vout送至激電接收電路。
圖6-1-3DWZ-6A 多功能電法儀發送電路框圖
(三)DWZ-6A多功能電法儀接收電路設計
圖6-1-2中除IPM和高壓包之外的其他部分均為激電接收電路框圖。主控採用ARM7的S3C44B0X晶元,其存儲部分擴展了NorFlash晶元SST39VF16(存儲程序)、NandFlash晶元K9F2808(存儲數據)和SDRAM晶元HY57V2816(程序運行空間)。為了實現人機交互,採用鍵盤進行信息輸入,液晶顯示器(320×240像素)進行信息顯示。IPsignalprcessingcircuit主要包括防雷擊電路、前置放大、50Hz陷波、差分放大和低通濾波等電路,激電信號經此模塊後進入24位可編程增益A/D轉換晶元CS5532。DAC晶元AD5660輸出的模擬信號疊加到輸入激電信號上實現模擬電路的自動調零。當需要將數據上傳至上位機時,可採用USB(採用PDIUSBD12晶元)介面對接,上位機中將識別出激電儀中的存儲器為一個U盤,同時還可以採用NetWork介面(RTL8019晶元)實現上位機與激電儀的信息交互。
三、DWZ-6A多功能電法儀的軟體程序設計
DWZ-6A多功能電法儀選擇了uClinux作為操作系統,uClinux是從Linux內核派生而來,沿襲了Linux的絕大部分特性。在GNU通用許可證的保證下,運行uClinux操作系統的用戶可使用幾乎所有的LinuxAPI函數。由於經過了裁剪和優化,uClinux具有體積小、穩定、良好的移植性、優秀的網路功能、完備的對各種文件系統的支持及豐富的API函數等優點。
DWZ-6A多功能電法儀中嵌入式軟體開發的重點及難點就在於軟體部分中的操作系統的裁剪、驅動和應用程序的嵌入。而uClinux的裁剪及移植方法具有普遍性,在此不再贅述。DWZ-6A多功能電法儀中設備驅動及應用軟體主要包括系統對鍵盤、LCD、CS5532、數據處理及數據上傳的管理和控制。鍵盤、LCD是整個系統的輸入輸出設備,是進行人機交互的主要途徑。數據顯示程序可在LCD上繪制極化率、電阻率等曲線。數據上傳是通過USB和網路方式進行的。以下重點敘述數據採集與數據處理程序。
(一)DWZ-6A多功能電法儀的數據採集程序設計
數據採集程序設計主要是控制CS5532實現對數據的高精度採集,本部分包括uClinux系統中的CS5532的底層驅動程序和應用程序。在編寫CS5532的驅動程序時,依據晶元技術文檔,按照其晶元工作時序並結合激電儀的自身需求編寫程序。系統對CS5532的控制主要包括采樣率的控制、A/D增益的控制。CS5532底層驅動程序主要包括模擬SPI、CS5532初始化、填充uClinux系統字元設備驅動程序的file_operations結構、定時中斷、外部中斷等。uClinux系統中字元設備的驅動主要是編寫子函數,並填充file_operations的各個域。根據激電儀的實際需求,CS5532設備驅動程序只需要file_operations結構中的open、ioctl、release、read函數。CS5532應用程序對底層驅動程序的操作包括設備文件的打開、設備文件的讀寫以及設備文件的關閉。主要函數調用如下:
地球物理找水方法技術與儀器
(二)DWZ-6A多功能電法儀的數據處理程序設計
DWZ-6A多功能電法儀中設計了地球物理電法中的各種裝置(中梯、測深、聯合剖面等)的採集方式,內置各種裝置常用的採集參數,並智能處理自然電位、一次電位、供電電流、視電阻率、視極化率、半衰時等地球物理參數,而數據處理程序依據地球物理方法深入處理CS5532所採集的數據,由此計算出以上各地球物理參數。其中視電阻率和視極化率是激電儀中的重要參數,視電阻率ρS和視極化率ηS的計算公式如下:
地球物理找水方法技術與儀器
DWZ-6A多功能電法儀中主要參數的原理及公式請參照第二章。
DWZ-6A多功能電法儀所採集的信號中存在著一定的雜訊,雖然在模擬電路中已進行了濾波去噪處理,但模擬濾波器性能有限,為了提高所設計激電儀中地球物理參數質量,在數據處理程序中加入了軟體數字濾波器,其為50Hz帶阻型FIR濾波器。
為了提高勘探效率、抑制野外測量中的干擾信號並優化視極化率的測量精度,在數據採集時採用正負交替的矩形脈沖電流供電。正向供電、負向供電測量的二次電位差和總場電位差分別為:△V2p、△V2n、△Vp、△Vn,故DWZ-6A多功能電法儀中採用的視極化率計算公式如下:
地球物理找水方法技術與儀器
以上二次電位差是在發送電路斷電後延遲一定時間所測量的結果,故二次電位差與延遲時間存在一定的關系。不同型號的多功能電法儀因延遲時間不同,所測量的結果也不相同,DWZ-6A多功能電法儀中設置了5種斷電延遲時間,故其能處理出5種視極化率,同時還可人工輸入延遲時間來獲得預期斷電延時的視極化率參數。
四、DWZ-6A多功能電法儀的功能與技術指標
DWZ-6A多功能電法儀是為適應找水需求而開發的新型智能化的多功能電法儀。即可以找水、找地熱,又可以找礦,還可用於工程地質、環境地質、能源地質等方面的地質勘查。DWZ-6A多功能電法儀自配小功率發送機,還可以與10kW以上大功率發送機配套,以短導線的方式工作,用於深部找礦。外配高密度多路電極轉換器可以進行高密度電法測量,發送功率較小時用於水文地質勘查、工程地質勘查、環境地質勘查。配10kW以上大功率發送機時可以進行大功率或特大功率的高密度電法測量,用於深部快速找礦。目前,在國際上還沒有第二家開發出特大功率高密度電法測量系統(一般只有幾百瓦)。DWZ-6A多功能電法儀具有功能多、性能好、參數多、功率大、技術指標高、應用面寬的特點。
DWZ-6A多功能電法儀測量與計算的參數有:視電阻率、視極化率、半衰時、衰減度、綜合參數、偏離度、激發比、相對衰減時、充電率。
DWZ-6A多功能電法儀的主要技術指標:
電壓測量范圍:±10V
電壓測量精度:±0.2%
電流測量范圍:±10A
電流測量精度:±0.2%
輸入阻抗:大於60MΩ
自電補償范圍:±2000mV
50Hz抑制:大於80dB
最大供電電壓:1200V
最大供電電流:10A
供電時間:1~99s范圍內可任選
介面:USB、RS232
工作溫度:-10℃~+55℃
工作濕度:<95%RH
第二節 EH-4電磁儀
一、EH-4電磁成像系統方法原理
EH-4電磁成像系統屬於可控源與天然源相結合的一種大地電磁測探系統。深部構造通過天然背景場源成像(MT)。淺部構造則通過一個攜帶型低功率發射器發射500Hz~100kHz人工電磁訊號,補償天然訊號的不足,從而獲得高解析度的成像。
將大地看作水平介質,大地電磁場是垂直投射到地下的平面電磁波,則在地面上可觀測到相互正交的電磁場分量為Ex,Hy;Hx,Ey。通過測量相互正交的電場和磁場分量,可確定介質的電阻率值。其計算公式為:
地球物理找水方法技術與儀器
式中:f為頻率,單位Hz;ρ為電阻率,單位Ω·m。由於地下介質是不均勻的,因而計算的ρ值稱為視電阻率值。探測深度理論上為一個趨膚深度,計算公式為
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δ為趨膚深度。上式表明,電磁波的透入深度隨電阻率的增加和頻率的降低而增大。
二、EH-4儀器系統
EH-4系統主要由發射、接收、資料處理三大部分組成。該系統的工作原理圖6-2-1所示,野外工作布置見圖6-2-2。
圖6-2-1 EH-4系統的工作原理圖
圖6-2-2 EH-4野外工作布置圖
(一)接收部分
主要由主機、前置放大器(AFE)、磁感測器、帶有緩沖器的電極及其附屬設備組成。
1)主機是整個系統的中心,主要用於文件管理、數據採集及資料處理等方面。它用IBM攜帶型計算機,內存8MB,硬碟810MB,模數轉換18位,數字處理32位浮點,液晶VGA顯示,工作溫度0~50℃。
2)前置放大器對採集的電磁場信號進行濾波、放大,經傳送線傳至主機。設置四個通道(兩個電道,兩個磁軌),內置可充電電池。
3)磁感測器主要用於採集磁場信息,觀測頻率響應范圍:標准配置(BF-1M型),10Hz~100kHz;低頻配置(BF-2M型),0.1Hz~1kHz。
4)電極主要用於接收電信息,標准配置為BE-16型緩沖器電感測器,配16m電纜及鈦鋼電極;低頻配置為BE-50型緩沖器電感測器,配50m電纜及CuSO4不極化電極。
(二)發射部分
發射部分主要由發射天線、發射機及12V直流電源組成。發射天線採用構思新穎的兩個正交的半圓形天線,這是該系統的獨特處之一。發射機本身的發射頻率為500Hz~100kHz,其與發射天線阻抗相匹配。採用不同的發射天線,其發射頻率不同。採用標准配置天線,發射頻率為1~64kHz;採用低頻配置天線,發射頻率為500Hz~32kHz。
發射機的定位至關重要。因為EH-4系統的數據處理軟體以場源遠離測點(即遠場區)為前提。發射機太近太遠,都會對測試結果有很大影響,甚至產生假異常,所以該系統的發射機可以快速、方便地移動,這又是該系統的獨特處之一。原則上,發射機與接收機的距離取可控源探測最深目標的3~4倍。理論上,收發距(r)應是最低工作頻率時「趨膚深度」δ的3倍,即
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式中:r是收發距;δ是趨膚深度;ρ是大地平均電阻率;f是最低工作頻率。
(三)數據採集、資料處理
1.數據採集
該系統的數據採集方式是時域採集,然後進行傅立葉變換,轉換為頻率域信號,即首先在時間域將4道(2個電道,2個磁軌)的電磁信號收集起來,進行傅立葉交換,轉換為電磁信號的實分量、虛分量功率譜,通過頻譜計算視電阻率、相位差、相關系數等。
對於標准配置,整個采樣頻段分為3個頻段:10Hz~1kHz(1頻段);300Hz~3kHz(4頻段);1.5~99kHz(7頻段)。每段可以人為地設置疊加次數。根據信號的質量確認疊加次數,信號質量好,疊加次數少。每個頻點采樣又分為三段,發射場部分的采樣時間每段為20ms,采樣點4096個,每段進行一次傅立葉變換,其最終取數頻點為60個。對於低頻配置,采樣方式與標准配置類似,只是采樣時間相應加長。整個頻段為兩部分進行(50Hz~1kHz;0.1Hz~75Hz)。
2.輸出文件
該系統無論何種配置,輸出文件有4個,即標准配置:@文件、Y文件、X文件、Z文件;低頻配置;@L文件、V文件、U文件、W文件。@(或@L)文件是測量信息文件。主要包括工作頻率及起始文件號,發射機與接收機位置,x、y向電偶極距長度及16進制內部增益設置。Y(或V)文件是二進制的時序文件。X(或U)文件是互功率譜文件,每一行由19列組成,每一列長度11個字元,單位為H—nT,E—V/km,f—Hz。Z(或W)文件是文本阻抗文件。每一頻點由12行組成,每一列有8個字元,此文件是最終處理文件。主要內容有頻率,x、y方向上的標量視電阻率、相位、相關度以及8個實、虛分量的阻抗元素。
3.資料處理
資料處理有實時處理和後續處理兩種。實時處理,根據每個測點給出的視電阻率、相位、相關度及振幅曲線,進行數據質量的實時分析。對於一些不可靠的數據可以從曲線中剔除,然後繼續測量,或者整條曲線的數據質量太差,採取措施,實施重復測量。在完成整條測線的連續觀測後,可在現場採用EMAP法(該法可以有效地消除靜態效應)給出擬二維反演解釋結果的灰度圖。後續處理是野外工作結束後在室內完成的一項工作,一般包括兩個內容:一是在主機上對野外數據進行相關系數、濾波系數的調整或對時序資料(Y或V文件)進行逐個挑選或剔除等重新處理。盡量降低影響因素,突出有用異常,達到使用的目的。另外,在上述工作的基礎上,將最終處理後的結果文件(Z或W)拷貝到PC機上,進一步做定量解釋及二維反演處理,進行彩色成圖等。
三、EH-4電磁成像系統的主要參數
工作原理:自然的和人工的磁大地電流張量場
標准頻率范圍:10Hz~100kHz
發射機:帶垂直天線線圈的TxIM2型發射機
頻率:500Hz~70KHz
沖量:400Amp-m2
天線尺寸:2個4m2的垂直交叉線圈
電源:12V,60Ah電瓶
電極:4個BE-26型帶緩沖器的有效高頻偶極子以及4個SSE不銹鋼電極,26m電纜
磁棒探頭:2個BF-1M磁感應棒(10Hz~100kHz),10m電纜
模擬終端:1台AFE-EH-4模擬訊號調節器,用它將電極的信號傳至採集單元
一對磁棒的帶寬:DC-96kHz
處理器:32位浮點
顯示器:液晶VGA
列印機:內置4」(11cm)列印機
電源:12V,40Ah
工作溫度:0~50℃
儀器箱體:便攜、堅固、防水
選件:
配置StrataViewTM
低頻MT磁棒:0.1~1kHz
電極:4個BE-50型帶緩沖器的有效高頻偶極子和50m電纜
大功率天線:頻率范圍:300~35KHz
沖量:6000Amp-m2
天線尺寸:2個45m垂直交叉線圈
數據採集單元:
道數:4道(2電,2磁)
內置計算機:IBM兼容80486CPU8MbRAM和軟盤。
硬碟:1.2G或更大
模數轉換:18位
Ⅹ 地下水源探測儀的原理
地下水探測儀工作原理屬於物探電法的一種,就是根據不同物質電阻率不同來查找地下水。
地下水探測儀:
地下水探測儀是目前電法找水領域測量參數最多、功能最齊全、性能最先進的電法找水專用儀器。
儀器整機體積小、耗電低、功能多,若操作員在10分鍾內無任何操作則儀器自動關閉電源。接收部分有瞬間過壓輸入保護能力,發射部分有過壓、過流及AB開路保護能力。多參數、多方法——儀器可直接給出自然電位、視電阻率、視極化率、半衰時、衰減度、激發比、偏離度以及綜合參數等找水參數,工作在二次時差法時,儀器還可給出二次時差參數和質量判別參數可將整條測線上各測量參數在大屏幕顯示器上繪成曲線,測量結果直觀明了。