CN104656146B - 一种用于高密度电法测量系统的智能电缆及测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于高密度电法测量系统的智能电缆及测量方法，其特征在于，包括分别与主机的高压发射端正、负极相连的A芯线和B芯线，分别与主机的电压表相连的M芯线和N芯线，所述A芯线、B芯线、M芯线和N芯线均被分成不相连的两段设置在连接盒的两端，且A芯线、B芯线、M芯线和N芯线分别设置有可连通相同芯线的连接开关，所述连接盒内还设置有可与接地电极相连的接地金属片，所述A芯线、B芯线、M芯线和N芯线的一段可通过连接开关与接地金属片相连，所述连接盒内设置有与主机相连的、用于控制连接开关的信号接收器。将电缆线中的芯线减少至4根，减少了芯线的数量，降低电缆线的重量，能够极大地提高工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于高密度电法测量系统的智能电缆及测量方法。
背景技术
目前应用的高密度电法勘探仪如重庆地质仪器厂生产的DUK-2A、DUK-2B型高密度电法仪、美国AGI公司生产的SuperSting R1/IP、SuperSting R8/IP等仪器所配用的电缆线均由多根芯线（大于四根）组成，但实际测量过程中只需要4根芯线（供电导线A和B以及测量导线M和N）。由此可见，传统的高密度电法测量系统使用的电缆线一方面浪费材料，另一方面由于芯线较多，导致电缆线本身的重量较大，在野外勘探过程中显得笨拙不便携带，且收放线不便，应用过程中耗时耗力，严重地影响工作效率。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种用于高密度电法测量系统的智能电缆及测量方法，将电缆线中的芯线减少至4根，大幅度减少了电缆线中芯线的数量，从而降低电缆线的重量，易于携带且易于电缆线的布置，能够极大地提高工作效率。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种用于高密度电法测量系统的智能电缆，其特征在于，包括分别与主机的高压发射端正、负极相连的A芯线和B芯线，分别与主机的电压表相连的M芯线和N芯线，所述A芯线、B芯线、M芯线和N芯线均被分成不相连的两段设置在连接盒的两端，且A芯线、B芯线、M芯线和N芯线分别设置有可连通相同芯线的连接开关，所述连接盒内还设置有可与接地电极相连的接地金属片，所述A芯线、B芯线、M芯线和N芯线的一段可通过连接开关与接地金属片相连，所述连接盒内设置有与主机相连的、用于控制连接开关的信号接收器。
优选，所述A芯线、B芯线、M芯线和N芯线以两行两列排列方式对称设置在连接盒的两端。
优选，所述连接盒在相同芯线之间设置有外环金属片且在四个外环金属片之间设置有与接地金属片相连的中心金属片，所述A芯线、B芯线、M芯线和N芯线的一段通过连接开关与外环金属片或中心金属片相连实现与相同的另一段芯线或地相连通。
一种使用上述所述的智能电缆的高密度电法测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
S01：根据所需探测精度及探测深度确定接地电极间距及接地电极个数，以确定所需电缆线的根数；
S02：进行装置的组装：将每根电缆线的公口与母口顺次相连，然后将最外侧电缆线的公口连接到主机上，最后将接地电极与电缆线的接地金属片相连并将接地电极插入地表的土层中；
其中，初始时，连接盒内的各个连接开关分别与对应的外环金属片相连，整体线路相连通；
S03：通过主机设置高密度电法测量的装置类型、电极间距、最大采样间隔层数、从始至末信号接收器的编号参数；
S04：主机给信号接收器发射信号，每次同时发射4条命令分别由4个不同信号接收器接收，以使4根芯线能够分别与四个接地电极相连接；
S05：信号接收器接收信号并控制相应的开关，使开关与外环金属片断开并与中心金属片连接；
其中，与A、B芯线连接的接地电极与主机、大地形成闭合回路，以提供人工直流电场，M、N芯线通过接地电极、电压表、大地形成闭合回路，以测量与M、N芯线相连接的两根电极间的电位差；
S06：主机记录测量电压数据及相关距离与供电电流强度参数并存储，一次测量结束；
S07：主机根据设置的装置类型，给相应的信号接收器再次发射四条命令分别由4个不同的信号接收器接收，如此循环，直至最后一组数据采集完毕为止。
本发明的有益效果是：
将电缆线中的芯线减少至4根，大幅度减少了电缆线中芯线的数量，从而降低电缆线的重量，易于携带且易于电缆线的布置，能够极大地提高工作效率，结构简单，使用方便。根据地壳中各类岩石或矿体的导电性差异，通过对人工施加的地下电场的观测，研究地电场的空间分布规律，用以寻找不同类型有用矿床和查明地质构造及解决地质问题。可用于寻找金属、非金属矿床、勘查地下水资源和能源、解决某些工程地质及深部地质问题。
附图说明
图1是本发明一种用于高密度电法测量系统的智能电缆的结构示意图；
图2是图1中X-X＇方向的剖面图；
图3是测量时的整体示意图；
附图的标记含义如下：
1：信号接收器；2：A芯线；3：B芯线；4：M芯线；5：N芯线；6：连接开关；7：外环金属片；8：中心金属片；9：外接导线；10：接地金属片；11：电缆母口；12：接地电极；13：主机；14：主机母口；15：电缆公口；16：连接盒。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本发明技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
一种用于高密度电法测量系统的智能电缆，如图1所示，包括分别与主机13的高压发射端正、负极相连的A芯线2和B芯线3，分别与主机13的电压表相连的M芯线4和N芯线5，即四根芯线的端部均与主机13相连接。
所述A芯线2、B芯线3、M芯线4和N芯线5均被分成不相连的两段设置在连接盒16的两端，且A芯线2、B芯线3、M芯线4和N芯线5分别设置有可连通相同芯线的连接开关6，即连接盒16两端的A芯线2、B芯线3、M芯线4和N芯线5不是直接相连通的，而是通过连接开关6实现左右端芯线的连接和断开。
所述连接盒16内还设置有可与接地电极12相连的接地金属片10，所述A芯线2、B芯线3、M芯线4和N芯线5的一段（图1中的左段）可通过连接开关6与接地金属片10相连。
所述连接盒16内设置有与主机13相连的、用于控制连接开关6的信号接收器1，每根电缆线中在电极连接处均有信号接收器1，每个信号接收器1都有相应的编码，信号接收器1受主机13控制，并控制着与四根芯线连接的连接开关。
图1和2是一种优选实施例，即所述A芯线2、B芯线3、M芯线4和N芯线5以两行两列排列方式对称设置在连接盒16的两端，所述连接盒16在相同芯线（相同芯线即位于同一连接盒16两端的A芯线2与A芯线2、B芯线3与B芯线3、M芯线4与M芯线4、N芯线5与N芯线5）之间设置有外环金属片7且在四个外环金属片7之间设置有与接地金属片10相连的中心金属片8，所述A芯线2、B芯线3、M芯线4和N芯线5的一段（图1中的左段）通过连接开关6与外环金属片7或中心金属片8相连实现与相同的另一段芯线或地相连通。
优选，在主机13未发射命令之前，即初始时装置中的连接开关6始终与外环金属片7相连，整体线路连通。当信号接收器1收到主机13发射的命令之后，四个开关中的一个连接到中心金属片8上，并通过外接导线9、接地金属片10与接地电极12连接。
每根导线的两端分别设置有公口、母口（每根相同芯线的两端分别设置有相对应的公口和母口），即图3中的电缆母口11和电缆公口15，可根据实际探测需要增加电缆线的数量，不同智能电缆可首尾相连实现电缆线真正的分布式连接方式，其中，不同智能电缆的信号接收器1的编码不同。
下面以60个接地电极12为例进行测量方法的详细描述：
S01：根据所需探测精度及探测深度确定接地电极12间距及接地电极12个数，以确定所需电缆线的根数；
若一条智能电缆线设计含有10个与接地电极12相连的接口，则60个接地电极12需6根智能电缆。
S02：进行装置的组装：
将每根电缆线的公口与母口顺次相连，然后将最外侧电缆线的公口连接到主机母口14上，最后将接地电极12与电缆线的接地金属片10相连并将接地电极12插入地表的土层中。优选，插入深度宜为电极长度的2/3。
其中，初始时，连接盒16内的各个连接开关6分别与对应的外环金属片7相连，整体线路相连通。
S03：通过主机13设置高密度电法测量的装置类型、电极间距、最大采样间隔层数、从始至末信号接收器1的编号参数。每个信号接收器1都有相应的编码，比如，距离主机13最远的信号接收器1编码为1，然后为2，……，60。
S04：主机13给信号接收器1发射信号，每次同时发射4条命令分别由4个不同信号接收器1接收，以使4根芯线能够分别与四个接地电极12相连接。
S05：信号接收器1接收信号并控制相应的开关，使开关与外环金属片7断开并与中心金属片8连接。
其中，与A、B芯线3连接的接地电极12与主机13、大地形成闭合回路，以提供人工直流电场，M、N芯线5通过接地电极12、电压表、大地形成闭合回路，以测量与M、N芯线5相连接的两根电极间的电位差。
S06：主机13记录测量电压数据及相关距离与供电电流强度参数并存储，一次测量结束。
S07：主机13根据设置的装置类型，给相应的信号接收器1再次发射四条命令分别由4个不同的信号接收器1接收，如此循环，直至最后一组数据采集完毕为止。
通过主机13控制连接开关6，每次测量控制四个接地电极12，与A、B芯线3连接的接地电极12与主机13、大地形成闭合回路，提供人工场，M、N芯线5测量电位差，主机13记录采集数据，通过对人工电场的空间分布规律的研究，寻找不同类型有用矿床和查明地质构造及解决地质问题。
将电缆线中的芯线减少至4根，大幅度减少了电缆线中芯线的数量，从而降低电缆线的重量，易于携带且易于电缆线的布置，能够极大地提高工作效率，结构简单，使用方便。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或者等效流程变换，或者直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (3)
1.一种用于高密度电法测量系统的智能电缆，其特征在于，包括分别与主机（13）的高压发射端正、负极相连的A芯线（2）和B芯线（3），分别与主机（13）的电压表相连的M芯线（4）和N芯线（5），电缆的芯线仅包含A芯线（2）、B芯线（3）、M芯线（4）和N芯线（5），所述A芯线（2）、B芯线（3）、M芯线（4）和N芯线（5）均被分成不相连的两段设置在连接盒（16）的两端，且A芯线（2）、B芯线（3）、M芯线（4）和N芯线（5）分别设置有可连通相同芯线的连接开关（6），所述连接盒（16）内还设置有可与接地电极（12）相连的接地金属片（10），所述A芯线（2）、B芯线（3）、M芯线（4）和N芯线（5）的一段可通过连接开关（6）与接地金属片（10）相连，所述连接盒（16）内设置有与主机（13）相连的、用于控制连接开关（6）的信号接收器（1），不同智能电缆的信号接收器（1）的编码不同且不同智能电缆可首尾相连，所述A芯线（2）、B芯线（3）、M芯线（4）和N芯线（5）以两行两列排列方式对称设置在连接盒（16）的两端，所述连接盒（16）在相同芯线之间设置有外环金属片（7）且在四个外环金属片（7）之间设置有与接地金属片（10）相连的中心金属片（8），所述A芯线（2）、B芯线（3）、M芯线（4）和N芯线（5）的一段通过连接开关（6）与外环金属片（7）相连实现与相同的另一段芯线相连通，所述A芯线（2）、B芯线（3）、M芯线（4）和N芯线（5）的一段通过连接开关（6）与中心金属片（8）相连实现与地相连通。
2.根据权利要求1所述的一种用于高密度电法测量系统的智能电缆，其特征在于，每根相同芯线的两端分别设置有相对应的公口和母口。
3.一种使用上述权利要求1-2任意一项所述的智能电缆的高密度电法测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
S01：根据所需探测精度及探测深度确定接地电极（12）间距及接地电极（12）个数，以确定所需智能电缆线的根数；
S02：进行装置的组装：将电缆线的公口与母口顺次相连，然后将最外侧电缆线的公口连接到主机（13）上，最后将接地电极（12）与电缆线的接地金属片（10）相连并将接地电极（12）插入地表的土层中；
其中，初始时，连接盒（16）内的各个连接开关（6）分别与对应的外环金属片（7）相连，整体线路相连通；
S03：通过主机（13）设置高密度电法测量的装置类型、电极间距、最大采样间隔层数、从始至末信号接收器（1）的编码参数；
S04：主机（13）给信号接收器（1）发射信号，每次同时发射4条命令分别由4个不同信号接收器（1）接收，以使4根芯线能够分别与四个接地电极（12）相连接；
S05：信号接收器（1）接收信号并控制相应的连接开关，使连接开关与外环金属片（7）断开并与中心金属片（8）连接；
其中，与A、B芯线（3）连接的接地电极（12）与主机（13）、大地形成闭合回路，以提供人工直流电场，M、N芯线（5）通过接地电极（12）、电压表、大地形成闭合回路，以测量与M、N芯线（5）相连接的两根接地电极间的电位差；
S06：主机（13）记录测量电压数据及相关距离与供电电流强度参数并存储，一次测量结束；
S07：主机（13）根据设置的装置类型，给相应的信号接收器（1）再次发射4条命令分别由4个不同的信号接收器（1）接收，如此循环，直至最后一组数据采集完毕为止。
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