高密度電法儀介紹
高密度電法儀是基于傳統(tǒng)電法理論，在計(jì)算機(jī)、信息測(cè)控等現(xiàn)代科技基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新一代電法儀器。在解決電源裝備過(guò)重的情況后，儀器輕便，使用程序控制，使得一次布極就能完成更多的信號(hào)采集任務(wù)，大大降低了人為失誤，提高了工作效率，減輕工作強(qiáng)度。
高密度電法勘探基本工作方法
在預(yù)先選定的測(cè)線和測(cè)點(diǎn)上，同時(shí)布置幾十乃至上百個(gè)電極;然后用多芯電纜將它們連接到特制的電極轉(zhuǎn)換裝置;后者可根據(jù)操作員的指令，由儀器的測(cè)量程序控制將這些電極組合成指定的電極裝置和電極距，完成多種電極裝置和多電極距在觀測(cè)剖面的多個(gè)測(cè)點(diǎn)上的電阻率法觀測(cè)。再配上相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理、成圖和解釋軟件便可及時(shí)完成給定的地質(zhì)勘查任務(wù)。
高密度電法勘探的特點(diǎn)
(1)電極布設(shè)是一次完成的，這不僅減少了因電極設(shè)置而引起的故障和干擾，而且為野外數(shù)據(jù)的自動(dòng)測(cè)量奠定了基礎(chǔ);
(2)有效的進(jìn)行多種電極排列方式的掃描測(cè)量，因而可以獲得較豐富的關(guān)于地電斷面結(jié)構(gòu)特征的地質(zhì)信息;
(3)野外數(shù)據(jù)采集實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化或半自動(dòng)化，不僅采集速度快(大約每一測(cè)點(diǎn)需2-5s)，而且避免了由于手工操作所出現(xiàn)的錯(cuò)誤;
(4)部分儀器可以對(duì)資料進(jìn)行預(yù)處理并顯示剖面曲線形態(tài)，脫機(jī)處理后還可以自動(dòng)繪制和打印各種成果圖件;
(5)與傳統(tǒng)的電阻率法相比，成本低、效率高，信息豐富，解釋方便。勘探能力更好。
Electra是用于二維和三維地電勘探電法成像的新設(shè)備，利用了MOHO公司在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域歷經(jīng)30年研發(fā)的自然、激發(fā)電位測(cè)量，將其引入到地球物理科學(xué)領(lǐng)域。
本文介紹Electra交流電高密度電法儀的幾種主要應(yīng)用實(shí)例，涉及小、中、大規(guī)模調(diào)查領(lǐng)域。
1、小規(guī)模調(diào)查：空洞探測(cè)
如圖1所示，擬斷面圖中顯示的高電阻率異常部分，即是其上方被電極排列穿過(guò)的空管。
圖1
2、中規(guī)模調(diào)查：空洞探測(cè)
電極數(shù)64 測(cè)線長(zhǎng)度≈95 m
排列類型Wenner最大勘探深度≈15 m
電流強(qiáng)度10 mA
如圖2所示，可以在電阻率擬斷面圖中觀察到城市中心下方的人造空洞(曾被用做飼養(yǎng)動(dòng)物的處所)。該空洞在圖像中表現(xiàn)為明顯的高阻異常。其它指向地面的小電阻率異常則反映了淺部管線和梁柱等。
圖2
3、中規(guī)模調(diào)查：土木工程應(yīng)用
該案例是一次高密度電法在土木工程中的應(yīng)用。在此，Electra被用于調(diào)查建筑地基，以及尋找一個(gè)被廢棄擱置的污水處理池。
圖3
4、中規(guī)模調(diào)查：地下水調(diào)查
該案例采集于一個(gè)城市垃圾填埋場(chǎng)(注意其典型的地形剖面特征)，目的是確定水的滲流通道(低阻異常)，而高阻異常指示了填埋垃圾的位置。注意如圖所示這種極度不均勻的地下情況，是垃圾填埋場(chǎng)的典型特征。
圖4
5、大規(guī)模調(diào)查：基巖繪圖
電法勘探可以被熟練用于基巖繪圖和滑坡調(diào)查等大規(guī)?？碧交顒?dòng)。下圖所示案例為幾乎各向同性的基巖(上)和可能錯(cuò)斷的基巖(下)。請(qǐng)注意Electra需要小的電流強(qiáng)度，就可以到60米的勘探深度。
圖5
Electra交流電高密度電法儀
Electra 主要由一個(gè)中央控制單元組成，其一端通過(guò)帶USB接口電纜連接到任意PC或掌上電腦，另一端連接到帶有增壓、信號(hào)數(shù)字化功能模塊的電纜。數(shù)字化模塊都有兩種功能：將電流注入地層;測(cè)試從地層中的電信號(hào)，在信號(hào)的源頭(電極)完成信號(hào)的放大、數(shù)字化處理。數(shù)字化后的信號(hào)通過(guò)輕巧、強(qiáng)度高的主傳輸電纜傳輸?shù)街醒肟刂茊卧?，不存在信?hào)串?dāng)_和衰減，信號(hào)的質(zhì)量好。
Electra可以將不同形式、不同頻率的電流輸入地層，使用交變電流進(jìn)行測(cè)試，速度快，準(zhǔn)度高。因?yàn)榻蛔冸娏鞑恍枰裰绷麟娔菢樱枰欢ǖ墓╇姇r(shí)間來(lái)保證信號(hào)的穩(wěn)定，同時(shí)可以避免由電極的激發(fā)極化造成的測(cè)試誤差。在主動(dòng)源和被動(dòng)源下，所有的通道(最多可達(dá)255道)都是同時(shí)同步進(jìn)行地進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，且不受采集時(shí)間限制。
主要優(yōu)勢(shì)
● 快的測(cè)試速度，數(shù)據(jù)質(zhì)量高
● 小尺寸、重量、能耗
● 提供測(cè)試程序，使測(cè)試變得簡(jiǎn)單直觀。
應(yīng)用范圍
● 尋找地下水、空洞、礦藏、環(huán)境污染調(diào)查
● 考古調(diào)查
● 地基和墻體完整性研究
● 地質(zhì)層位劃分，尋找斷層或破碎帶
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