-分布式三维高密度电阻率成像系统

-分布式三维高密度电阻率成像系统_地球物理基础综合

3．3．2　WGMD-6分布式三维高密度电阻率成像系统

WGMD-6分布式三维高密度电阻率成像系统由WGMD-6分布式三维高密度电阻率成像系统主机、PDS-1分布式开关适配器、分布式开关电缆及电极等构成。WGMD-6分布式三维高密度电阻率成像系统既能作常规电法，也可以作二维高密度电法，还能作三维高密度电法。该系统具有存储量大、测量准确快速、操作方便等特点，并且可方便地与国内常用高密度电法处理软件配合使用，使解释工作更加方便直观。

该系统可广泛应用于能源勘探与城市物探、铁道与桥梁勘探、金属与非金属矿产资源勘探等方面，亦用于寻找地下水、确定水库坝基和防洪大堤隐患位置等水文、工程地质勘探中，还能用于地热勘探。

1.主要特点与功能

(1)一机多能:系统同时具有常规电法、二维高密度电法、三维高密度电法三种功能。

(2)准确、高效:在保持良好重复性的前提下，测量一个552个点的断面(无论二维测量还是三维测量)所需时间一般不超过15分钟。

(3)超大存储:对于二维高密度测量，在高密度方式Ⅰ(只存储电阻率参数)，可存储不小于43680次的测量值;在高密度方式Ⅱ(存储电阻率与电流参数)，可存储不小于21840次的测量值;对于三维高密度测量，可存储不小于32768次的测量值(同时存储视电阻率与供电电流参数)。断电亦不丢失。

(4)多种测量方式的测量数据共存:常规电法、二维高密度电法、三维高密度电法三种测量方法的测量数据可以共存，互不影响。

(5)接地检查:在野外工作中，可随时方便、快捷地检查各电极接地是否良好。

(6)电极排列:对于二维高密度测量，装置类型多达18种且可扩展。既可按固定断面(电极排列有AMNB、ABMN、AMBN、AMN、MNB、A-MN-B、自电M、自电MN、充电M、充电MN)扫描测量，又可按变断面连续滚动扫描测量(电极排列有A-M、A-MN、AB-M、AB-MN、MN-B、A-MN矩形、A-MN-B、跨孔偶极)，其中，连续滚动扫描测量可在电极总数不变的情况下允许测量断面连接至任意长，便于长剖面追踪，使用户能以低成本、高时效解决实际问题;对于三维高密度测量，可提供二极、三极与偶极等多种装置类型。

(7)对于二维高密度测量，所有电极排列测量断面均可任意指定断面起测电极号，方便、灵活。

2.系统组成与指标

(1)WGMD-6分布式三维高密度电阻率成像系统(图3-14)主机:

①接收部分:

电压通道:±6V。

测量精度:Vp≥10mV时，±0．5%±1个字;Vp＜10mV时，±1%±1个字。

电流通道:5A。

测量精度:Ip≥10mA时，±0．5%±1个字;Ip＜10mA时，±1%±1个字。

视极化率测量精度:±1%±1个字，对50Hz工频干扰(共模干扰与差模干扰)压制优于80dB。

输入阻抗:≥50MΩ。

②发射部分:

最大供电电压:900V(做分布式高密度电法时，最高允许电压800V)。

最大供电电流:5A。

(2)PDS-1分布式开关适配器、分布式开关电缆与不锈钢电极:

电缆:护套为宽温聚胺酯材料，外径Φ9mm。

电缆开关盒数:10道/每串(也即每串电缆可接十个电极)。

开关盒间距:1～10米(用户订货时指定)。

开关盒尺寸:Φ25mm×110mm(仅开关盒)，Φ25mm×170mm(含压胶头)。

最大工作电压:800V。

最大工作电流:3A。

电缆绝缘:A、B供电线间及其与低压线间≥1000MΩ/1000V，低压线间≥500MΩ/500V。

工作温度:-20～+70℃。

(3)PDS-1分布式开关适配器:

绝缘性能:A、B接线柱间及其与低压端口间≥1000MΩ/1000V，低压端口间≥500MΩ/ 500V。

与主机连接:A、B、M、N接线柱，RS-232接口。

与电缆开关盒连接:12芯插座。

仪器电源:1号电池(或用同样规格的镍镉电池)18节(有外接24V电瓶插座，电瓶电压必须大于20V)。

图3-14　WGMD-6分布式三维高密度电阻率成像系统

3.仪器的操作方法

WGMD-6分布式三维高密度电阻率成像系统主要由WGMD-6主机通过RS232串行口控制PDS-1分布式开关适配器与分布式开关电缆，按工作电极排列的要求将A、B、M、N极与电极1～60中指定电极轮流相接从而完成供电与测量任务。图3-15中的WGMD-6与PDS-1又可简称测站，测站总是在测线的头部。

图3-15　WGMD-6分布式三维高密度电阻率成像系统各部件连接示意图

WGMD-6主机会自动将分布式开关电缆上的电极编号，从最靠近测站一端(也即最靠近PDS-1分布式开关适配器)的电极至远离测站一端，电极编号依次为1～60号，如图3-16所示。

图3-16　二维高密度电阻率测量系统野外施工布线示意图

(1)工作参数设置:

工作参数包括:断面号、装置、滚动数、电极数、极距、剖面数。

各项参数含义与输入操作如下:

装置:电极排列方式。

滚动总数:即滚动线的总条数，此参数仅在滚动装置时有效，它与剖面数一起决定新断面测量点数，也即断面占用的内存空间。

使用电极数:即实际参与供电和测量的电极总数(对于跨孔偶极排列为单边参与供电和测量的电极总数)，主要用于检查剖面数输入是否合法、计算总测量点数、控制电极转接过程，该参数值应小于或等于系统实接分布式开关电缆根数×10。例如，系统共连接了12根电缆，则最大可接电极数为12×10=120，若实际测量过程中只用到了97根电极，则使用电极数应输入97。

点距:通常高密度电阻率系统全部电极在测量前事先沿测线等距离打好，相邻电极间的距离称为基本点距，简称点距，单位:米。该参数主要用于计算各测量点装置常数及记录点位置。

剖面数:即沿深度方向测量的剖面总数。

MN间距数:该参数用于设定M、N电极间的距离，其值为一大于0、小于255的整数值，单位为“点距”，也即是一个基本电极间距。

点数:即该断面按上述参数工作时测量点总数。此参数仪器自动算出供操作员参考，无须输入。

操作流程见图3-17所示。

图3-17　WGMD-6分布式三维高密度电阻率成像系统工作参数设置示意图

①在主菜单下，按1键，屏幕提示输入新建断面号(例:100号)，输入100并确认。接着输入剖面号(例如:1)，输入1并确认，屏幕显示该断面下所有参数，供修改。

②当闪烁光标停在第一行时，可按±、·键选择18种排列方式之一，然后按确认，光标移至下一行。

③第二行需输入滚动总数，输入完数据后，按确认。

④第三行先输入使用电极总数，后输入点距，第四行输入剖面总数，确认之后显示测点总数，之后光标回到第一行，操作员可修改前面输入的断面参数，如修改完毕，按“退出”，屏幕显示主菜单，即完成工作参数的设置。

(2)测量工作流程:测量操作过程包括:

①测量之前应连好所有电缆。

②在主菜单下按2键，进入测量菜单，显示:

实接电极数:测线上实际连接的电极数、起始电极号、使用电极数与实接电极数中的最小者作为电极边界检测条件。

电极号:起始测量的电极号，当前所启动测量(如断面测量、剖面测量或滚动线测量)全部测点中A、M、N、B电极编号最小者。

剖面号或滚动号:要测量的剖面或滚动线，用于决定所测数据的存储位置。

③若只测一条剖面或滚动线，按1键，此时显示当前断面号，并提示输入将要测量的剖面号和电极号。输入剖面号和电极号并“确认”后，提示“打开电极箱电源!”打开PDS-1电源后，按“确认”键，进入测量;若是从指定剖面开始，测量整个断面，则按2键，此时显示当前断面号，并提示输入起始剖面号和电极号。输入剖面号和电极号后按“确认”键，显示出该断面下的各项参数;按“确认”后，提示“打开电极箱电源!”打开电源并按“确认”后，进入测量。

④测量完成之后，屏幕显示测量菜单。此时按“退出”键退出测试。若要继续测量，则按数字键1或2。

表3-2　WGMD-6分布式三维高密度电阻率成像系统测量工作流程

续表