Ⅰ 用什么仪器能测量地下的水源
地下水源探测仪能能测量地下水的水源。
一、地下水源探测仪是目前国内外最先进的找水仪器,他能解决在复杂天然电场中进行屏蔽和选频信号处理放大的重大课题,进行多重抗干扰设计。
地下水源探测仪大致原来与传统的人工电场勘探基本一致,最大的不同是利用天然电场作为电源,省略传统笨重的供电部分,主要特点有操作简单、携带方便、准确率高、速度快、布极灵活多样等,是进行电法勘探的利器,
二、地下水源探测仪的基本原理
地下水源探测仪是利用天然电场与地质构造不同所产生的电阻率变化等相关参数的变化来判断分析我们要寻找的地质异常体。与传统的电法勘探大致一样,又有本质的区别和跨越式的提高。其勘探速度与准确率都有数倍的提升。
三、地下水源探测仪的主要用途
1、广泛用于寻找地下水源的详查和普查勘探,降低钻井投资风险,提高采水成功率和科学性。
2、用于人畜饮水、工业用水和农业灌溉的需求。
四、地下水源探测仪主要特点:
1、精度好,准确率高:
分辨率高大0.001mV,±2%的高精度测量。
2、抗干扰能力强:
先进的抗干扰技术,多重抗干扰设计,经过仪器的选频和数字处理后,即使在城市、电干扰强、其他外部干扰的工作区,也能观测到重复性很好的异常曲线;
6、布极灵活:
仪器采用多种布极测量方法,使用传统的电法勘探技术上的布极方法和独创的布极方法,地质效果好,方便解释。对测量地下的水源走向和水源的深度、水量的大小都能得到相当可靠性的数据。
Ⅱ 在月球上空,“月球勘探者”为了找水采用了什么仪器
“月球勘探者”携带了一种先进的找水仪器——中子光谱仪。我们知道,水分子是由氢原子和氧原子组成的。中子光谱仪对氢原子特别敏感,再加上月球上几乎没有大气,所以,如果中子光谱仪在空中发现月面有过量氢原子存在,就可以找到水。中子光谱仪找水的本领非常高,它高高在上就可以在1立方米的月球土壤里测出一小杯水的含量。
Ⅲ 打井前测地下水质和水量的仪器叫什么
找水仪。
找水仪顾名思义就是找水的一种仪器,找水仪一般分为天然电场物探测量仪、传统人工电法勘探仪。
利用天然电场与不同的地质构造(地下水属于良性导体)所产生的电阻率变化等相关参数的变化来判断分析我们要寻找的地下水(基岩裂隙水、溶洞水、卵石层水等)。可以了解水的位置、深度、出水量等相关信息。与其他找水仪器相比有非常明显的优势:速度快、精度高、了解信息全、仪器轻便、使用简单等。
(3)找水仪的使用方法扩展阅读:
天然电场选频仪体积小、重量轻、随身携带方便;没有人工电场源、两人即可工作;勘探深度大,工作效率高;采用了选频装置后,抗干扰能力强;10个工作频率所获得的数据,相当于10条不同电极距的对称四极视电阻率剖面测量结果;克服了直流电法长距离拉线、设备笨重等缺点;能够在较小范围内开展工作,特别适应于山区快速普查和城市物探工作。
天然电场选频法,简称选频法。它是以地下岩矿石的电性差异为基础,经过选频测量天然大地电磁场(频率为0.n—30千赫兹)中的几个不同频率的电磁场产生的变化规律,来研究地下地电场的变化情况,达到解决地质问题的一种交流电勘探方法。该方法使用的仪器称为天然电场选频物探测量仪。
Ⅳ 请问怎么可以探测地下是不是有水多少米有水,有什么仪器可以测到,就是专业打井那种仪器是什么仪器的
用仪器探测的根本不准,和实际施工相差太远。对于地下水位水深,主要还是看地理地貌。
用不同的物理方法和物探仪器,探测天然的或人工的地球物理场的变化,通过分析、研究获得的物探资料,推断、解释地质构造和矿产分布情况。
主要的物探方法有重力勘探、磁法勘探、电法勘探、地震勘探、放射性勘探等。依据工作空间的不同,又可分为地面物探、航空物探、海洋物探、井中物探等。
(4)找水仪的使用方法扩展阅读:
野外作业规定:
1、地质勘探单位,应建立地质勘探工作区安全档案,包括动物、植物、微生物伤害源,流行传染病种、疫情传染源,自然环境、人文地理、交通状况。地质勘探工作区安全档案信息和预防措施应及时向野外作业从业人员交底。
2、地质勘探单位,应为野外地质勘探作业从业人员配备野外生存指南、救生包,为艰险地区野外地质勘探项目组配备有效的无线电通讯设备。
Ⅳ NMR方法的仪器特点及找水工作
5.7.2.1 NMR找水仪的类型
目前,世界上有两种类型的NMR找水仪:前苏联研制、俄罗斯仍在使用的NMR找水仪(hydroscope),法国与俄罗斯合作研制、由法国IRIS公司生产的NUMIS和NUMIS+。NUMIS系统是hydroscope的改进型,仪器的原理没有改变,在制造工艺和抗干扰能力方面均有提高。商品型NUMIS系统于1996年春问世,在探查地下水方面效果十分明显,其勘探深度仅在100 m左右,整个系统重量达300 kg。为了加大勘探深度和仪器轻便化,在NUMIS的基础上升级为NUMIS+。
NUMIS+具有NUMIS全部功能,是一套比NUMIS系统具有更大的发射功率(瞬时最大输出为450A、4000V)、模块式的找水设备。该设备每个部分的重量都在25 kg以内,便于一个人搬运。
NUMIS和NUMIS+均是输出功率高(瞬时最大输出分别为:300A、3000V;450A、4000V)、接收灵敏度高(接受纳伏级信号)并由PC机控制的直接探测地下水的仪器。
5.7.2.2 仪器的组成及其功能
图5.7.5 NUMIS系统组成框图
现以NUMIS系统为例,简要说明NMR找水仪器组成及其功能(见图5.7.5)。
NUMIS系统各组成部分的主要功能如下。
a.直流电源——蓄电瓶(12 V×2,每个大于6 A·h)提供的24V电压。
b.DC/DC变换器将电源提供的24V电压变成400V电压,供发送机的交变电流发生器使用。
c.发送/接收天线(或回线),用同一天线分别作为发射激发电流脉冲和接收NMR信号装置。
d.切换开关将外接回线在发射回路和接收回路之间进行切换。
e.微处理器控制各部分协调工作,并通过RS-232接口接收PC计算机送来的数据指令,并将所测得的数据传给PC机进一步处理、显示。
f.发送机和接收机。在PC机控制下发送机以拉莫尔频率向天线供入脉冲电流,形成激发磁场;在发射脉冲间歇期间,接收机观测NMR信号。
此外,NUMIS系统配备的高精度磁力仪用来观测测点及其附近地磁场强度及其变化。
NUMIS系统的软件主要有测试软件、数据采集、处理、解释软件,进行一维解释。
5.7.2.3 NMR方法找水的工作过程
前已述及,NMR找水方法的原理是利用了NMR效应,观测和研究表征NMR效应的参数的变化规律,进而确定地下水的赋存状态。NMR找水方法的工作过程如下。
a.确定地磁场强度B0,计算出拉莫尔频率f0
环境地球物理学概论
b.选择天线类型、敷设天线。根据工作任务,结合当地的水文地质条件和电磁干扰环境,选择天线类型(大圆或大方,或圆8字型或方8字形天线),将其平铺在地面上。
c.形成激发磁场。在PC机控制下,发射机向天线供入频率为f0的交变电流脉冲,形成激发磁场。如图5.7.2(a)所示,交变电流脉冲的包络线为矩形。发射电流可表示为
环境地球物理学概论
式中:ω0=2πf0,f0为拉莫尔频率,I0、τ分别为激发电流脉冲幅度和持续时间。
d.测量NMR信号。在脉冲电流间歇时间,利用同一天线,接收机可灵敏地测出NMR信号,NMR找水方法观测的参数有E0、φ0、T2*。
e.定量解释。将测量结果存储在PC机内。利用NUMIS系统提供的软件,对测量信号进行数据处理、反演计算后,可以获得如下定量解释结果:地下各含水层的深度、厚度、含水量和衰减时间(以NMR信号直方图和表的形式输出)。
实践表明,直径为100 m的大圆天线,其探测深度可达100 m。在100 m以内可获得含水层的定量解释结果。同时,可定性预示100~130 m内含水层的存在。
Ⅵ 平水仪使用技巧
1、先量这面墙的垂直地面两头是否水平
2、用其中的一头有锥形的铁块儿,拴住哦一根长线,线的另一端为墨盒。锥为垂直的方向;
3、地面到墙的两头高度各量出两米标出一个点,再用水平仪找平两边,当水平仪里的水银到中间的刻度不动,即是氺平位置;
4、因为线从魔盒里拉出来就带着墨,一蹦线,一道墨线就打在墙上啦。
(6)找水仪的使用方法扩展阅读:
一、测量前,应认真清洗测量面并擦干,检查测量表面是否有划伤、锈蚀、毛刺等缺陷。
二、检查零位是否正确。如不准,对可调式水平仪应进行调整,调整方法如下:将水平仪放在平板上,读出气泡管的刻度,这时在平板的平面同一位置上,再将水平仪左右反转180°,然后读出气泡管的刻度。
三、测量时,应尽量避免温度的影响,水准器内液体对温度影响变化较大,因此,应注意手热、阳光直射、哈气等因素对水平仪的影响。
四、使用中,应在垂直水准器的位置上进行读数,以减少视差对测量结果的影响
参考资料来源:网络-水平仪
Ⅶ 怎样使用找水仪
看是什么仪器,吹的越神的感觉越不靠谱,得从原理出发,现在好多仪器就是糊弄人呢,建议买一些老的激电仪器!~
Ⅷ 核磁共振找水仪的基本结构与工作原理
(一)核磁共振找水仪的结构
吉林大学自主研制的JLMRS型地下水探测仪原理框图如图6-5-1所示,主要由发射系统、接收系统两部分组成。发射系统的作用是向地下发射大功率正弦交变脉冲产生激发磁场,激发地下水中氢质子,使之产生核磁共振现象;接收系统的作用是对MRS信号进行调理和检测。发射系统包括:直流电瓶、高压瞬态电源、发射装置及控制部分、配谐电容、高压继电器;接收系统包括:发射电流采集、MRS信号采集、放大器、微处理器等;发射和接收采用同一线圈。高压继电器是切换发/收状态的开关。在发射状态时,继电器断开,将信号接收装置与大功率发射部分隔离,即此时高压瞬态电源、发射控制装置、配谐电容、二极管模块、电流传感器、发射电流采集等模块工作,通过线圈将大电流发射出去,以激发地下水。发射完毕后转入接收状态,继电器吸合,使接收回路接通线圈,信号通过放大器和MRS信号采集模块,获取MRS的FID(衰减正弦波包络)信号,并实时传送给PC控制系统,完成对数据的处理和显示。
图6-5-1 JLMRS型核磁共振地下水探测仪系统原理框图
(二)核磁共振找水仪的工作原理
利用核磁共振方法探测地下含水层模型加图6-5-2所示。野外实际工作时.利用发射单元往铺设在地面上的回线中通以频率等于拉莫尔频率的交变电流,使地下含水层中的氢质子产生核磁共振现象。然后切断电流,用同一回线作接收天线测量MRS信号。这一过程在野外一般被重复几十到几百次,以记录MRS信号并进行平均以提高信噪比。由发射电流强度、测得信号的幅度和衰减时间常数经过反演后即可得到含水层深度、厚度、含水率等信息。核磁共振测试数据特征参数与水文地质参数对比结果见表6-5-1。
图6-5-2 地面MRS找水方法原理示意图
表6-5-1 MRS找水系统实测参数和对应的地质解释
野外试验归纳出的平均衰减时间T*2与含水地层的岩性之间有一定的近似关系,见表6-5-2。可以看出,平均衰减时间越长,含水层的孔隙也就越大。平均衰减时间与含水层颗粒大小的关系是间接的。对于具有同一大小的球状颗粒的沉积岩层来说弛豫时间直接与颗粒大小以及孔隙大小有关;而对于不同颗粒大小的混合物来说,平均衰减时间与颗粒大小之间的关系比较复杂。
表6-5-2 实测平均衰减时间与含水地层岩性的近似关系
核磁共振地下水探测仪的工作过程是:大电流发射、能量释放、切换和采集。大电流发射即发射瞬时大电流,激发地下水产生核磁共振现象的过程;能量释放即释放发射时存储在发射天线和配谐电容中的能量;切换是利用切换开关将天线由发射回路切换到接收回路。
通过PC机向发射控制模块MCU设置发射参数,包括激发时长、激发频率、能释时长、切换时长、采集时长。发射控制MCU根据所设置的激发频率,通过控制时序产生激发基准信号,其余各参数均以该基准频率为标准获得;控制时序依次产生发射桥路所需的发射控制时序、继电器吸合同步、电流采集同步、信号采集同步等控制信号。
在核磁共振地下水探测方法中,需要测量MRS信号的平均弛豫时间 和纵向弛豫时间T1。其工作模式有两种: 测量模式和T1测量模式。测量原理如图6-5-3所示。
图6-5-3 与T1测量原理
测量模式的探测过程为:首先将高压瞬态电源充电至所需发射电压,采集噪声,发射系统发射频率与当地拉莫尔频率相等的正弦脉冲。由于技术上的限制,仪器在野外实际工作时,在发射和接收之间需要30~40ms的间歇时间。发射电流产生激发场,经过继电器吸合的间歇时间后,切换开关切换至接收系统,采集MRS信号,传送给PC机。PC机经过滤除噪声处理后,与上一次测量数据相叠加平均,实时显示,并计算出信号的初始振幅(E0)和平均衰减时间 循环此过程,直到获得满意的信号为止。循环次数也称为叠加次数。因此在接收天线上实际测试信号的初始振幅是激发脉冲终止后到测量开始时刻的自由感应衰减信号。若要得到脉冲终止瞬间的信号振幅,可对FID衰减曲线进行零时外延处理。
每个脉冲矩(发射电流幅度与持续时间之积)对应一条核磁共振信号随时间按指数规律变化的衰减曲线,由此曲线可以求出该激发脉冲矩探测深度内含水层的平均衰减时间 计算公式为:
地球物理找水方法技术与仪器
式中:Em、Tm分别为某个激发脉冲矩qi分别对应的信号的振幅值、信号衰减时间(m=1,2,…,M)。t=0时刻的FID信号的初始振幅可以用下式计算:
地球物理找水方法技术与仪器
Ei为接收机接收到的第i个激发脉冲矩的自由感应衰减信号振幅;te为外延时间,应接近激发脉冲终止时间;E0i(qi)为第i个激发脉冲矩的MRS信号的初始振幅。T1测量模式的探测过程:首先将高压瞬态电源充电至所需发射电压,采集噪声,发射正弦脉冲,产生激发场,经过继电器吸合的间歇时间后,切换开关至接收系统,采集一次MRS信号。高压瞬态电源在不充电的情况下,发射系统继续发射正弦脉冲,再经过间歇时间后切换开关至接收系统采集第二次MRS信号,传送给PC机,PC机经过噪声滤除处理后,与上一次测量数据相叠加,实时显示,并计算出两次采集信号的初始振幅E01和E02,循环此过程直到获得满意的信号为止。计算T1表达式如下:
地球物理找水方法技术与仪器
式中:Δt为两个脉冲之间的时间间隔。
为实现仪器两种测量模式,采用循环测量方法,如图6-5-4所示。在 和T1测量模式中都要先测量一次噪声;在测量噪声时,采用测量信号的时序测量噪声,但发射不是真正的发射,只是占用发射时间,而没有发射电流,称为伪发射。在测量 时,将测量时序循环两次,在测量T1时,将采集时序循环三次,就完成了该仪器的多模式测量。
图6-5-4 多模式测量过程
Ⅸ 多功能电法找水仪
多功能电法仪是快速进行地下水源探测、水文地质工程地质勘查的专用设备,它是集发送机、接收机、数据处理、数据存储、数据显示于一体的智能化电测工作站。本节所叙述的多功能电法仪可直接用于电阻率法和激发极化法的测量,可同屏显示视电阻率、视极化率、半衰时、衰减度、偏离度、极化率累加和、自然电位、供电电流、一次场等测量值。系统采用现代嵌入式系统技术、大规模集成技术、高精度转换技术,使多功能电法仪在野外勘探时实现信号采集、数据处理、和成像显示一体化。
一、DWZ-6A多功能电法仪的基本结构与工作原理
多功能电法仪利用视电阻率和激发极化参数,广泛用于寻找地下水,解决工农业用水及生活用水问题。可用于寻找断裂带、陷落柱、采空区、山体滑坡等。可用于水文地质勘查、工程地质勘查、环境地质勘查,还可用于矿产勘查、能源勘查、地热勘查、城市物探等。
如图6-1-1所示,DWZ-6A多功能电法仪是由ARM控制的智能型电法仪,电信号从M、N输入,经过阻抗变换和滤波后,通过双T陷波和低通滤波,滤除市电干扰和高频干扰信号。将弱信号放大后,模数转换器把模拟信号转换成数字量,存储在数据存储器中。发送控制信号经过高压隔离后,驱动供电桥路进行正反向供电。电流信号由标准电阻采样后,经过隔离放大与滤波,由程控放大器放大后分时进行模数转换与存储。ARM控制系统从数据存储器中取出一次场电位差、二次场位差、电流数据,进行计算与处理,然后显示处理结果并存储。最后将数据拷贝到U盘或传输到计算机中。键盘用于输入各种参数。控制系统还可以监视仪器的工作状态,监控仪器的故障状态,当仪器内部或外部发生故障(如AB短路)时,仪器自动封锁供电回路停止供电并报警显示。
图6-1-1 DWZ-6A多功能电法仪原理框图
二、DWZ-6A多功能电法仪的硬件电路设计
(一)硬件总体构架
DWZ-6A多功能电法仪的硬件电路总体构架如图6-1-2所示,仪器主要由发送装置、接收装置及其主控单元组成。主控采用ARM7的S3C44BOX芯片,当需进行激电数据采集时,由主控向IPM模块发送控制命令,实现由供电点A、B向大地供电。同时在测量电极M、N上接收激电信号,经激电信号处理电路,送入24位AD转换器CS5532后转换为数字信号,ARM7主控与CS5532进行信息交互实现对转换后数据的读取、存储、处理和显示。
图6—1—2硬件总体构架
(二)DWZ-6A多功能电法仪发送电路设计
激电发送电路框图如图6-1-3所示。强电部分采用PowerEX公司的IPM智能功率模块:PM10RSH120,其最高可控电压为1200V,可控电流为10A,在实际应用中取最高值的2/3作为仪器实际电压电流上限。本激电发送电路经实际测试其功率可达900V@6.7A,即6kW,故高压供电电池包的供电电压范围为0~900V。为了实现弱电控制强电,需在强弱电之间进行隔离,控制信号与IPM模块之间采用多片光耦器件HCPL-4504和PC817实现隔离。在发送电路由A、B端向地下供电时,需监测其供电电流,采用高精度0.01Ω的取样电阻Rs将电流转换为电压后送至AD202,AD202为高精度隔离放大器,其通过变压器耦合方式将强电与弱电电路隔离开,并将放大后的信号Vout送至激电接收电路。
图6-1-3DWZ-6A 多功能电法仪发送电路框图
(三)DWZ-6A多功能电法仪接收电路设计
图6-1-2中除IPM和高压包之外的其他部分均为激电接收电路框图。主控采用ARM7的S3C44B0X芯片,其存储部分扩展了NorFlash芯片SST39VF16(存储程序)、NandFlash芯片K9F2808(存储数据)和SDRAM芯片HY57V2816(程序运行空间)。为了实现人机交互,采用键盘进行信息输入,液晶显示器(320×240像素)进行信息显示。IPsignalprcessingcircuit主要包括防雷击电路、前置放大、50Hz陷波、差分放大和低通滤波等电路,激电信号经此模块后进入24位可编程增益A/D转换芯片CS5532。DAC芯片AD5660输出的模拟信号叠加到输入激电信号上实现模拟电路的自动调零。当需要将数据上传至上位机时,可采用USB(采用PDIUSBD12芯片)接口对接,上位机中将识别出激电仪中的存储器为一个U盘,同时还可以采用NetWork接口(RTL8019芯片)实现上位机与激电仪的信息交互。
三、DWZ-6A多功能电法仪的软件程序设计
DWZ-6A多功能电法仪选择了uClinux作为操作系统,uClinux是从Linux内核派生而来,沿袭了Linux的绝大部分特性。在GNU通用许可证的保证下,运行uClinux操作系统的用户可使用几乎所有的LinuxAPI函数。由于经过了裁剪和优化,uClinux具有体积小、稳定、良好的移植性、优秀的网络功能、完备的对各种文件系统的支持及丰富的API函数等优点。
DWZ-6A多功能电法仪中嵌入式软件开发的重点及难点就在于软件部分中的操作系统的裁剪、驱动和应用程序的嵌入。而uClinux的裁剪及移植方法具有普遍性,在此不再赘述。DWZ-6A多功能电法仪中设备驱动及应用软件主要包括系统对键盘、LCD、CS5532、数据处理及数据上传的管理和控制。键盘、LCD是整个系统的输入输出设备,是进行人机交互的主要途径。数据显示程序可在LCD上绘制极化率、电阻率等曲线。数据上传是通过USB和网络方式进行的。以下重点叙述数据采集与数据处理程序。
(一)DWZ-6A多功能电法仪的数据采集程序设计
数据采集程序设计主要是控制CS5532实现对数据的高精度采集,本部分包括uClinux系统中的CS5532的底层驱动程序和应用程序。在编写CS5532的驱动程序时,依据芯片技术文档,按照其芯片工作时序并结合激电仪的自身需求编写程序。系统对CS5532的控制主要包括采样率的控制、A/D增益的控制。CS5532底层驱动程序主要包括模拟SPI、CS5532初始化、填充uClinux系统字符设备驱动程序的file_operations结构、定时中断、外部中断等。uClinux系统中字符设备的驱动主要是编写子函数,并填充file_operations的各个域。根据激电仪的实际需求,CS5532设备驱动程序只需要file_operations结构中的open、ioctl、release、read函数。CS5532应用程序对底层驱动程序的操作包括设备文件的打开、设备文件的读写以及设备文件的关闭。主要函数调用如下:
地球物理找水方法技术与仪器
(二)DWZ-6A多功能电法仪的数据处理程序设计
DWZ-6A多功能电法仪中设计了地球物理电法中的各种装置(中梯、测深、联合剖面等)的采集方式,内置各种装置常用的采集参数,并智能处理自然电位、一次电位、供电电流、视电阻率、视极化率、半衰时等地球物理参数,而数据处理程序依据地球物理方法深入处理CS5532所采集的数据,由此计算出以上各地球物理参数。其中视电阻率和视极化率是激电仪中的重要参数,视电阻率ρS和视极化率ηS的计算公式如下:
地球物理找水方法技术与仪器
DWZ-6A多功能电法仪中主要参数的原理及公式请参照第二章。
DWZ-6A多功能电法仪所采集的信号中存在着一定的噪声,虽然在模拟电路中已进行了滤波去噪处理,但模拟滤波器性能有限,为了提高所设计激电仪中地球物理参数质量,在数据处理程序中加入了软件数字滤波器,其为50Hz带阻型FIR滤波器。
为了提高勘探效率、抑制野外测量中的干扰信号并优化视极化率的测量精度,在数据采集时采用正负交替的矩形脉冲电流供电。正向供电、负向供电测量的二次电位差和总场电位差分别为:△V2p、△V2n、△Vp、△Vn,故DWZ-6A多功能电法仪中采用的视极化率计算公式如下:
地球物理找水方法技术与仪器
以上二次电位差是在发送电路断电后延迟一定时间所测量的结果,故二次电位差与延迟时间存在一定的关系。不同型号的多功能电法仪因延迟时间不同,所测量的结果也不相同,DWZ-6A多功能电法仪中设置了5种断电延迟时间,故其能处理出5种视极化率,同时还可人工输入延迟时间来获得预期断电延时的视极化率参数。
四、DWZ-6A多功能电法仪的功能与技术指标
DWZ-6A多功能电法仪是为适应找水需求而开发的新型智能化的多功能电法仪。即可以找水、找地热,又可以找矿,还可用于工程地质、环境地质、能源地质等方面的地质勘查。DWZ-6A多功能电法仪自配小功率发送机,还可以与10kW以上大功率发送机配套,以短导线的方式工作,用于深部找矿。外配高密度多路电极转换器可以进行高密度电法测量,发送功率较小时用于水文地质勘查、工程地质勘查、环境地质勘查。配10kW以上大功率发送机时可以进行大功率或特大功率的高密度电法测量,用于深部快速找矿。目前,在国际上还没有第二家开发出特大功率高密度电法测量系统(一般只有几百瓦)。DWZ-6A多功能电法仪具有功能多、性能好、参数多、功率大、技术指标高、应用面宽的特点。
DWZ-6A多功能电法仪测量与计算的参数有:视电阻率、视极化率、半衰时、衰减度、综合参数、偏离度、激发比、相对衰减时、充电率。
DWZ-6A多功能电法仪的主要技术指标:
电压测量范围:±10V
电压测量精度:±0.2%
电流测量范围:±10A
电流测量精度:±0.2%
输入阻抗:大于60MΩ
自电补偿范围:±2000mV
50Hz抑制:大于80dB
最大供电电压:1200V
最大供电电流:10A
供电时间:1~99s范围内可任选
接口:USB、RS232
工作温度:-10℃~+55℃
工作湿度:<95%RH
第二节 EH-4电磁仪
一、EH-4电磁成像系统方法原理
EH-4电磁成像系统属于可控源与天然源相结合的一种大地电磁测探系统。深部构造通过天然背景场源成像(MT)。浅部构造则通过一个便携式低功率发射器发射500Hz~100kHz人工电磁讯号,补偿天然讯号的不足,从而获得高分辨率的成像。
将大地看作水平介质,大地电磁场是垂直投射到地下的平面电磁波,则在地面上可观测到相互正交的电磁场分量为Ex,Hy;Hx,Ey。通过测量相互正交的电场和磁场分量,可确定介质的电阻率值。其计算公式为:
地球物理找水方法技术与仪器
式中:f为频率,单位Hz;ρ为电阻率,单位Ω·m。由于地下介质是不均匀的,因而计算的ρ值称为视电阻率值。探测深度理论上为一个趋肤深度,计算公式为
地球物理找水方法技术与仪器
δ为趋肤深度。上式表明,电磁波的透入深度随电阻率的增加和频率的降低而增大。
二、EH-4仪器系统
EH-4系统主要由发射、接收、资料处理三大部分组成。该系统的工作原理图6-2-1所示,野外工作布置见图6-2-2。
图6-2-1 EH-4系统的工作原理图
图6-2-2 EH-4野外工作布置图
(一)接收部分
主要由主机、前置放大器(AFE)、磁传感器、带有缓冲器的电极及其附属设备组成。
1)主机是整个系统的中心,主要用于文件管理、数据采集及资料处理等方面。它用IBM便携式计算机,内存8MB,硬盘810MB,模数转换18位,数字处理32位浮点,液晶VGA显示,工作温度0~50℃。
2)前置放大器对采集的电磁场信号进行滤波、放大,经传送线传至主机。设置四个通道(两个电道,两个磁道),内置可充电电池。
3)磁传感器主要用于采集磁场信息,观测频率响应范围:标准配置(BF-1M型),10Hz~100kHz;低频配置(BF-2M型),0.1Hz~1kHz。
4)电极主要用于接收电信息,标准配置为BE-16型缓冲器电传感器,配16m电缆及钛钢电极;低频配置为BE-50型缓冲器电传感器,配50m电缆及CuSO4不极化电极。
(二)发射部分
发射部分主要由发射天线、发射机及12V直流电源组成。发射天线采用构思新颖的两个正交的半圆形天线,这是该系统的独特处之一。发射机本身的发射频率为500Hz~100kHz,其与发射天线阻抗相匹配。采用不同的发射天线,其发射频率不同。采用标准配置天线,发射频率为1~64kHz;采用低频配置天线,发射频率为500Hz~32kHz。
发射机的定位至关重要。因为EH-4系统的数据处理软件以场源远离测点(即远场区)为前提。发射机太近太远,都会对测试结果有很大影响,甚至产生假异常,所以该系统的发射机可以快速、方便地移动,这又是该系统的独特处之一。原则上,发射机与接收机的距离取可控源探测最深目标的3~4倍。理论上,收发距(r)应是最低工作频率时“趋肤深度”δ的3倍,即
地球物理找水方法技术与仪器
式中:r是收发距;δ是趋肤深度;ρ是大地平均电阻率;f是最低工作频率。
(三)数据采集、资料处理
1.数据采集
该系统的数据采集方式是时域采集,然后进行傅立叶变换,转换为频率域信号,即首先在时间域将4道(2个电道,2个磁道)的电磁信号收集起来,进行傅立叶交换,转换为电磁信号的实分量、虚分量功率谱,通过频谱计算视电阻率、相位差、相关系数等。
对于标准配置,整个采样频段分为3个频段:10Hz~1kHz(1频段);300Hz~3kHz(4频段);1.5~99kHz(7频段)。每段可以人为地设置叠加次数。根据信号的质量确认叠加次数,信号质量好,叠加次数少。每个频点采样又分为三段,发射场部分的采样时间每段为20ms,采样点4096个,每段进行一次傅立叶变换,其最终取数频点为60个。对于低频配置,采样方式与标准配置类似,只是采样时间相应加长。整个频段为两部分进行(50Hz~1kHz;0.1Hz~75Hz)。
2.输出文件
该系统无论何种配置,输出文件有4个,即标准配置:@文件、Y文件、X文件、Z文件;低频配置;@L文件、V文件、U文件、W文件。@(或@L)文件是测量信息文件。主要包括工作频率及起始文件号,发射机与接收机位置,x、y向电偶极距长度及16进制内部增益设置。Y(或V)文件是二进制的时序文件。X(或U)文件是互功率谱文件,每一行由19列组成,每一列长度11个字符,单位为H—nT,E—V/km,f—Hz。Z(或W)文件是文本阻抗文件。每一频点由12行组成,每一列有8个字符,此文件是最终处理文件。主要内容有频率,x、y方向上的标量视电阻率、相位、相关度以及8个实、虚分量的阻抗元素。
3.资料处理
资料处理有实时处理和后续处理两种。实时处理,根据每个测点给出的视电阻率、相位、相关度及振幅曲线,进行数据质量的实时分析。对于一些不可靠的数据可以从曲线中剔除,然后继续测量,或者整条曲线的数据质量太差,采取措施,实施重复测量。在完成整条测线的连续观测后,可在现场采用EMAP法(该法可以有效地消除静态效应)给出拟二维反演解释结果的灰度图。后续处理是野外工作结束后在室内完成的一项工作,一般包括两个内容:一是在主机上对野外数据进行相关系数、滤波系数的调整或对时序资料(Y或V文件)进行逐个挑选或剔除等重新处理。尽量降低影响因素,突出有用异常,达到使用的目的。另外,在上述工作的基础上,将最终处理后的结果文件(Z或W)拷贝到PC机上,进一步做定量解释及二维反演处理,进行彩色成图等。
三、EH-4电磁成像系统的主要参数
工作原理:自然的和人工的磁大地电流张量场
标准频率范围:10Hz~100kHz
发射机:带垂直天线线圈的TxIM2型发射机
频率:500Hz~70KHz
冲量:400Amp-m2
天线尺寸:2个4m2的垂直交叉线圈
电源:12V,60Ah电瓶
电极:4个BE-26型带缓冲器的有效高频偶极子以及4个SSE不锈钢电极,26m电缆
磁棒探头:2个BF-1M磁感应棒(10Hz~100kHz),10m电缆
模拟终端:1台AFE-EH-4模拟讯号调节器,用它将电极的信号传至采集单元
一对磁棒的带宽:DC-96kHz
处理器:32位浮点
显示器:液晶VGA
打印机:内置4”(11cm)打印机
电源:12V,40Ah
工作温度:0~50℃
仪器箱体:便携、坚固、防水
选件:
配置StrataViewTM
低频MT磁棒:0.1~1kHz
电极:4个BE-50型带缓冲器的有效高频偶极子和50m电缆
大功率天线:频率范围:300~35KHz
冲量:6000Amp-m2
天线尺寸:2个45m垂直交叉线圈
数据采集单元:
道数:4道(2电,2磁)
内置计算机:IBM兼容80486CPU8MbRAM和软盘。
硬盘:1.2G或更大
模数转换:18位
Ⅹ 地下水源探测仪的原理
地下水探测仪工作原理属于物探电法的一种,就是根据不同物质电阻率不同来查找地下水。
地下水探测仪:
地下水探测仪是目前电法找水领域测量参数最多、功能最齐全、性能最先进的电法找水专用仪器。
仪器整机体积小、耗电低、功能多,若操作员在10分钟内无任何操作则仪器自动关闭电源。接收部分有瞬间过压输入保护能力,发射部分有过压、过流及AB开路保护能力。多参数、多方法——仪器可直接给出自然电位、视电阻率、视极化率、半衰时、衰减度、激发比、偏离度以及综合参数等找水参数,工作在二次时差法时,仪器还可给出二次时差参数和质量判别参数可将整条测线上各测量参数在大屏幕显示器上绘成曲线,测量结果直观明了。