CN107765095A - 一种四极装置的电阻率监测方法 - Google Patents

Abstract

一种四极装置的电阻率监测方法，本发明通过遥控开关选择某两个供电电极分别与两根供电总导线连通，通过遥控开关选择某两个测量电极分别与两根测量总导线连通；采用电法发送机通过两根供电总导线进行供电，采用电法接收机通过两根测量总导线进行监测；通过遥控开关改变两个供电电极与两根供电总导线的连通位置，或改变两个测量电极与两根测量总导线的连通位置，每改变一次，均进行电场监测，直至完成本次监测工作，获取一个时间周期的监测数据；根据特定时间周期重复执行上述监测工作，获取多个时间周期监测数据，分析所有时间周期的监测数据，判断监测目标变化情况。本发明有助于减少电阻率监测系统布置成本和提高电阻率监测效率、效果、精度。

Description

一种四极装置的电阻率监测方法

技术领域

[0001]本发明涉及一种电法监测领域的电阻率监测方法。

背景技术

[0002]在电法监测领域中主要采用类似于集中式或分布式高密度电阻率法的方法开展。 [0003]集中式的高密度电阻率法的原理是通过布置多根电极，并布置与电极数量相等的 导线进行多种装置的测量或监测。该方法的优点有：

[0004] (1)电极布设是一次完成的，这不仅减少了因电极设置而引起的故障和干扰，而且 为野外数据的快速和自动测量奠定了基础。

[0005] (2)能有效地进行多种电极排列方式的扫描测量，因而可以获得较丰富的关于地 电断面结构特征的地质信息。

[0006] ⑶野外数据采集实现了自动化或半自动化，不仅采集速度快，而且避免了由于手 工操作所出现的错误。

[0007] (4)可以对资料进行预处理并显示剖面曲线形态，脱机处理后还可自动绘制和打 印各种成果图件。

[0008] (5)与传统的电阻率法相比，成本低、效率高、信息丰富、解释方便。

[0009] 但该方法需要布置大量导线，增加勘探或监测成本。

[0010] 分布式的高密度电阻率法则主要是通过采用分布式开关适配器、分布式开关电缆 等实现用少量导线解决高密度电阻率的勘探或监测。但由于分布式开关适配器价格较昂 贵，增加了勘探或监测的成本。

[0011] 另不管是集中式还是分布式的高密度电阻率法采用的电缆均为固定点距，而现实 中的监测工作，勘探线监测剖面长度不固定，为了满足某个监测工作，要么需要定制专用的 监测电缆，要么需要基于电缆的点距长度设计监测剖面长度和点距，均给实际的监测工作 带来不便。

发明内容：

[0012] 本发明的目的是基于集中式或分布式高密度电阻率法在电阻率监测工作中的不 便之处，提出一种四极装置的电阻率监测方法。

[0013] 一种四极装置的电阻率监测方法，其特征在于:通过遥控开关把所有供电电极与 两根供电总导线相连接，通过遥控开关把所有测量电极与两根测量总导线相连接;另通过 一根两芯电源导线为所有遥控开关提供电源;通过遥控开关的遥控器选择某两个供电电极 分别与两根供电总导线连通，通过遥控开关的遥控器选择某两个测量电极分别与两根测量 总导线连通;采用电法发送机通过两根供电总导线进行供电，采用电法接收机通过两根测 量总导线进行电场监测；监测完毕后，通过遥控开关的遥控器改变两个供电电极与两根供 电总导线的连通位置，或改变两个测量电极与两根测量总导线的连通位置，每改变一次，均 采用电法发送机通过两根供电总导线进行供电，采用电法接收机通过两根测量总导线进行 监测，直至完成本时间周期的所有供电电极供电的所有测量电极的监测工作，并采用电法 勘探中四极装置的电阻率计算公式把电场监测数据换算为电阻率监测数据;根据监测的特 定时间周期，每个时间周期均按照上述方法进行监测，从而获取多个时间周期的电阻率监 测数据，分析所有时间周期的监测数据，判断监测目标的变化情况;具体步骤为：

[0014] a)布置电阻率监测工作的所有供电电极、测量电极，在每个供电电极和测量电极 处布置一个遥控开关，并通过导线把遥控开关的电极接线柱与供电电极或测量电极连接；

[0015] b)布置第一根供电总导线，并与连接供电电极的遥控开关的A接线柱连接；

[0016] c)布置第二根供电总导线，并与连接供电电极的遥控开关的B接线柱连接；

[0017] d)布置第一根测量总导线，并与连接测量电极的遥控开关的A接线柱连接；

[0018] e)布置第二根测量总导线，并与连接测量电极的遥控开关的B接线柱连接；

[0019] f)布置一根两芯电源导线，并与所有遥控开关的电源接线柱连接，为所有遥控开 关提供电源；

[0020] g)基于监测要求，选择某两个供电电极进行供电，通过遥控开关的遥控器控制与 该两个供电电极相连的遥控开关处于闭合状态，使该两个供电电极分别与不同的供电总导 线相连通，从而实现该两个供电电极与两根供电总导线的分别连通，其他与供电总导线连 接的遥控开关与其余的供电电极均处于断开状态；

[0021] h)基于监测要求，选择某两个测量电极进行监测，通过遥控开关的遥控器控制与 该两个测量电极相连的遥控开关处于闭合状态，使该两个测量电极分别与不同的测量总导 线相连通，从而实现该两个测量电极与两根测量总导线的分别连通，其他与测量总导线连 接的遥控开关与其余的测量电极均处于断开状态；

[0022] i)采用电法发送机通过两根供电总导线供电，采用电法接收机通过两根测量总导 线进行电场监测，并采用电法勘探中四极装置的电阻率计算公式把电场监测数据换算为电 阻率监测数据；

[0023] j)通过遥控开关的遥控器改变两个供电电极与两根供电总导线的连通位置，或改 变两个测量电极与两根测量总导线的连通位置，每改变一次，则重复第g、h和i步骤，获取其 他监测数据，直至完成所有供电电极供电的所有测量电极的监测工作；

[0024] k)后续每隔一个预定的时间周期，开展每个时间周期的监测工作，则重复第g、h、 i、j步骤，从而获取多个时间周期的监测数据，分析所有时间周期的监测数据，判断监测目 标的变化情况。

[0025]本发明所涉及的遥控开关具有A接线柱、B接线柱、电源接线柱、电极接线柱。该遥 控开关具有无线信号接收模块，能识别与遥控开关匹配的遥控器所发出的无线信号，并基 于无线信号特征对遥控开关进行A接线柱、或B接线柱与供电电极(或测量电极)的开闭状态 改变操作，从而实现供电总导线与供电电极的连通或断开，也实现测量总导线与测量电极 的连通或断开。每个遥控开关具有唯一的识别码，并能被与遥控开关匹配的遥控器所识别； 与遥控开关匹配的遥控器每次选择某个供电电极与一根供电总导线连通，则连接在该根供 电总导线上的其余供电电极与该供电总导线处于断开状态;与遥控开关匹配的遥控器每次 选择某个测量电极与一根测量总导线连通，则连接在该根测量总导线上的其余测量电极与 该测量总导线处于断开状态。

附图说明：

[0026]图1为本发明的方法流程图；

[0027]图2为本发明的野外布置示意图；

[0028]图3为本发明的遥控开关的面板示意图；

[0029]图4为本发明的监测数据表格示意图；

[0030]图中的1代表电法发送机，2代表电法接收机，3代表电源，4代表遥控开关，5代表第 一根供电总导线，6代表第二根供电总导线，7代表第一根测量总导线，8代表第二根测量总 导线，9代表两芯电源导线，Gi(i = l，2."6)代表供电电极，Ci(i = l，2,3)代表测量电极，10代 表遥控开关的A接线柱，11代表遥控开关的B接线柱，I2代表遥控开关的电源接线柱，13代表 遥控开关的电极接线柱。

具体实施方式：

[0031 ]以下参照图1、图2、图3结合具体实施方式对本发明做进一步说明。

[0032]图1为本发明的方法流程图；图2为本发明的野外布置示意图，图3为本发明的遥控 开关的面板示意图，图中的1代表电法发送机，2代表电法接收机，3代表电源，4代表遥控开 关，5代表第一根供电总导线，6代表第二根供电总导线，7代表第一根测量总导线，8代表第 二根测量总导线，9代表两芯电源导线，Gi(i = l，2…6)代表供电电极，Ci (i = 1，2，3)代表测 量电极，10代表遥控开关的A接线柱，11代表遥控开关的B接线柱，12代表遥控开关的电源接 线柱，13代表遥控开关的电极接线柱。

[0033] 假设本次需要在01、02、03、64、65、66六个供电电极的位置进行供电，对(：1、02、〇3 三个测量电极的位置进行四极装置的电阻率监测。如图2所示，先布置好G1、G2、G3、G4、G5、 G6六个供电电极和C1、C2、C3三个测量电极，每个供电电极Gi (i = l ,2...6)和测量电极Ci (i = 1，2，3)处布置遥控开关4，并通过导线把每个供电电极Gi (i = 1，2…6)和测量电极Ci (i = 1, 2,3)与对应的遥控开关4的电极接线柱13连接，布置电法发送机1，并布置第一根供电总导 线5,把供电总导线5与每个与供电电极Gi (i = l，2〜6)连接的遥控开关4的A接线柱10连接； 布置第二根供电总导线6,把供电总导线6与每个与供电电极Gi(i = l，2…6)连接的遥控开 关4的B接线柱11连接;布置电法接收机2,并布置第一根测量总导线7,把测量总导线7与每 个与测量电极Ci (i = l ,2,3)连接的遥控开关4的A接线柱10连接;布置第二根测量总导线8， 把测量总导线8与每个与测量电极Ci(i = l，2,3)连接的遥控开关4的B接线柱11连接;布置 电源3,并布置一根两芯电源线9,把两芯电源线9与所有遥控开关4的电源接线柱12相连接， 从而为所有遥控开关4提供电源。

[0034] 按照上述方法布置完相关设备后，按照如下步骤开展四极装置的电阻率监测工 作：

[0035] a)通过与遥控开关4相匹配的遥控器选择与供电电极G1相连接的遥控开关4的A接 线柱10实现与供电电极G1连通，并进而实现供电电极G1与第一根供电总导线5连通，除供电 电极G1以外的其他供电电极与第一根供电总导线5均处于断开状态；

[0036] b)通过与遥控开关4相匹配的遥控器选择与供电电极G6相连接的遥控开关4的B接 线柱11实现与供电电极G6连通，并进而实现供电电极G6与第二根供电总导线6连通，除供电 电极G6以外的其他供电电极与第二根供电总导线6均处于断开状态；

[0037] c)通过与遥控开关4相匹配的遥控器选择与测量电极C1相连接的遥控开关4的A接 线柱10实现与测量电极C1连通，并进而实现测量电极C1与第一根测量总导线7连通，除测量 电极C1以外的其他测量电极与第一根测量总导线7均处于断开状态；

[0038] d)通过与遥控开关4相匹配的遥控器选择与测量电极C2相连接的遥控开关4的B接 线柱11实现与测量电极C2连通，并进而实现测量电极C2与第二根测量总导线8连通，除测量 电极C2以外的其他测量电极与第二根测量总导线8均处于断开状态； t〇〇39] e)通过电法发送机1为两根供电总导线5和6供电，通过电法接收机2监测两根测量 总导线7和8上面的电场数据，从而完成供电电极G1和G6供电，测量电极C1和C2的一次监测 工作；

[0040] f)通过与遥控开关4相匹配的遥控器选择与测量电极C2相连接的遥控开关4的A接 线柱10实现与测量电极C2连通，并进而实现测量电极C2与第一根测量总导线7连通，除测量 电极C2以外的其他测量电极与第一根测量总导线7均处于断开状态；

[0041] g)通过与遥控开关4相匹配的遥控器选择与测量电极C3相连接的遥控开关4的B接 线柱11实现与测量电极C3连通，并进而实现测量电极C3与第二根测量总导线8连通，除测量 电极C3以外的其他测量电极与第二根测量总导线8均处于断开状态；

[°042] h)通过电法发送机1为两根供电总导线5和6供电，通过电法接收机2监测两根测量 总导线7和8上面的电场数据，从而完成供电电极G1和G6供电，测量电极C2和C3的一次监测 工作；

[0043] i)通过与遥控开关4相匹配的遥控器选择与供电电极G2相连接的遥控开关4的A接 线柱10实现与供电电极G2连通，并进而实现供电电极G2与第一根供电总导线5连通，除供电 电极G2以外的其他供电电极与第一根供电总导线5均处于断开状态；

[0044] j)通过与遥控开关4相匹配的遥控器选择与供电电极G5相连接的遥控开关4的B接 线柱11实现与供电电极G5连通，并进而实现供电电极G5与第二根供电总导线6连通，除供电 电极G5以外的其他供电电极与第二根供电总导线6均处于断开状态； t〇〇45] k)通过与遥控开关4相匹配的遥控器选择与测量电极C1相连接的遥控开关4的A接 线柱10实现与测量电极C1连通，并进而实现测量电极C1与第一根测量总导线7连通，除测量 电极C1以外的其他测量电极与第一根测量总导线7均处于断开状态；

[0046] 1)通过与遥控开关4相匹配的遥控器选择与测量电极C2相连接的遥控开关4的B接 线柱11实现与测量电极C2连通，并进而实现测量电极C2与第二根测量总导线8连通，除测量 电极C2以外的其他测量电极与第二根测量总导线8均处于断开状态；

[°047] m)通过电法发送机1为两根供电总导线5和6供电，通过电法接收机2监测两根测量 总导线7和8上面的电场数据，从而完成供电电极G2和G5供电，测量电极C1和C2的一次监测 工作；

[0048] n)通过与遥控开关4相匹配的遥控器选择与测量电极C2相连接的遥控开关4的A接 线柱10实现与测量电极C2连通，并进而实现测量电极C2与第一根测量总导线7连通，除测量 电极C2以外的其他测量电极与第一根测量总导线7均处于断开状态；

[0049] 〇)通过与遥控开关4相匹配的遥控器选择与测量电极C3相连接的遥控开关4的B接 线柱11实现与测量电极C3连通，并进而实现测量电极C3与第二根测量总导线8连通，除测量 电极C3以外的其他测量电极与第二根测量总导线8均处于断开状态；

[0050] p)通过电法发送机1为两根供电总导线5和6供电，通过电法接收机2监测两根测量 总导线7和8上面的电场数据，从而完成供电电极G2和G5供电，测量电极C2和C3的一次监测 工作；

[0051] q)通过与遥控开关4相匹配的遥控器选择与供电电极G3相连接的遥控开关4的A接 线柱10实现与供电电极G3连通，并进而实现供电电极G3与第一根供电总导线5连通，除供电 电极G3以外的其他供电电极与第一根供电总导线5均处于断开状态；

[0052] r)通过与遥控开关4相匹配的遥控器选择与供电电极G4相连接的遥控开关4的B接 线柱11实现与供电电极G4连通，并进而实现供电电极G4与第二根供电总导线6连通，除供电 电极G4以外的其他供电电极与第二根供电总导线6均处于断开状态；

[0053] s)通过与遥控开关4相匹配的遥控器选择与测量电极C1相连接的遥控开关4的A接 线柱实现与测量电极C1连通，并进而实现测量电极C1与第一根测量总导线7连通，除C1以外 的其他测量电极与第一根测量总导线7均处于断开状态；

[0054] t)通过与遥控开关4相匹配的遥控器选择与测量电极C2相连接的遥控开关4的B接 线柱实现与测量电极C2连通，并进而实现测量电极C2与第二根测量总导线8连通，除测量电 极C2以外的其他测量电极与第二根测量总导线8均处于断开状态；

[0055] u)通过电法发送机1为两根供电总导线5和6供电，通过电法接收机2监测两根测量 总导线7和8上面的电场数据，从而完成供电电极G3和G4供电，测量电极C1和C2的一次监测 工作；

[0056] v)通过与遥控开关4相匹配的遥控器选择与测量电极C2相连接的遥控开关4的A接 线柱10实现与C2连通，并进而实现测量电极C2与第一根测量总导线7连通，除测量电极C2以 外的其他测量电极与第一根测量总导线7均处于断开状态；

[0057] w)通过与遥控开关4相匹配的遥控器选择与测量电极C3相连接的遥控开关4的B接 线柱11实现与C3连通，并进而实现测量电极C3与第二根测量总导线8连通，除测量电极C3以 外的其他测量电极与第二根测量总导线8均处于断开状态；

[0058] x)通过电法发送机1为两根供电总导线5和6供电，通过电法接收机2监测两根测量 总导线7和8上面的电场数据，从而完成供电电极G3和G4供电，测量电极C2和C3的一次监测 工作；

[0059] y)把上述所有监测数据按照电法勘探中的四极装置电阻率计算公式换算为电阻 率，从而获得一个时间周期的关于6个供电电极Gi (i = 1，2—6)和3个测量电极Ci (i = 1，2,3) 的四极装置的电阻率监测数据。

[0060] 根据监测要求，按照监测时间周期，若时间周期为24小时，则每隔24小时，就重复a 〜y步骤，从而获取到一系列时间周期为24小时的监测数据，对比分析所有时间周期的监测 数据，从而分析与监测目标体有关的电阻率变化情况，并进而分析监测目标体的稳定性、含 水性等特征。

[0061] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和 原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明内。

Claims (4)

1. 一种四极装置的电阻率监测方法，其特征在于:通过遥控开关把所有供电电极和测 量电极分别与两根供电总导线和两根测量总导线相连接;通过一根两芯电源导线为所有遥 控开关提供电源;通过遥控开关的遥控器选择某两个供电电极分别与两根供竺总导线连 通，通过遥控开关的遥控器选择某两个测量电极分别与两根测量总导线连通;采用电法发 送机通过两根供电总导线进行供电，采用电法接收机通过两根测量总导线进行电场监测； 通过遥控开关的遥控器改变两个供电电极与两根供电总导线的连通位置，或改变两个测量 电极与两根测量总导线的连通位置，每改变一次，均采用电法发送机通过两根供电总导线 进行供电，采用电法接收机通过两根测量总导线进行电场监测，直至完成所有供电电极供 电的所有测量电极的监测工作，并采用电法勘探中四极装置的电阻率计算公式把电场监测 数据换算为电阻率监测数据，从而获取一个时间周期的四极装置的电阻率监测数据;根据 特定时间周期对监测目标重复执行上述监测工作，从而获取多个时间周期的电阻率监测数 据，分析所有时间周期的监测数据，判断监测目标的变化情况;具体步骤为： a) 布置电阻率监测工作的所有供电电极、测量电极，在每个供电电极和测量电极处布 置一个遥控开关，并通过导线把遥控开关的电极接线柱与供电电极或测量电极连接； b) 布置第一根供电总导线，并与连接供电电极的遥控开关的A接线柱连接； c) 布置第二根供电总导线，并与连接供电电极的遥控开关的B接线柱连接； d) 布置第一根测量总导线，并与连接测量电极的遥控开关的A接线柱连接； e) 布置第二根测量总导线，并与连接测量电极的遥控开关的B接线柱连接； f) 布置一根两芯电源导线，并与所有遥控开关的电源接线柱连接，为所有遥控开关提 供电源； g) 基于监测要求，选择某两个供电电极进行供电，通过遥控开关的遥控器控制与该两 个供电电极相连的遥控开关处于闭合状态，使该两个供电电极分别与不同的供电总导线相 连通，从而实现该两个供电电极与两根供电总导线的分别连通，其他与供电总导线连接的 遥控开关与其余的供电电极处于断开状态； h) 基于监测要求，选择某两个测量电极进行监测，通过遥控开关的遥控器控制与该两 个测量电极相连的遥控开关处于闭合状态，使该两个测量电极分别与不同的测量总导线相 连通，从而实现该两个测量电极与两根测量总导线的分别连通，其他与测量总导线连接的 遥控开关与其余的测量电极处于断开状态； i) 采用电法发送机通过两根供电总导线供电，采用电法接收机通过两根测量总导线进 行电场监测，并采用电法勘探中四极装置的电阻率计算公式把电场监测数据换算为电阻率 监测数据； j) 通过遥控开关的遥控器改变两个供电电极与两根供电总导线的连通位置，或改变两 个测量电极与两根测量总导线的连通位置，每改变一次，则重复第g、h和i步骤，获取监测数 据，直至完成本时间周期所有供电电极供电的所有测量电极的监测工作； k) 后续每隔一个预定的时间周期，开展每个时间周期的监测工作，则重复第g、h、i、j步 骤，从而获取多个时间周期的监测数据，分析所有时间周期的监测数据，判断监测目标的变 化情况。

2.如权利要求1所述的一种四极装置的电阻率监测方法，其特征是，遥控开关具有A接 线柱、B接线柱、电源接线柱、电极接线柱。

3. 如权利要求1所述的一种四极装置的电阻率监测方法，其特征是，遥控开关具有无线 信号接收模块，能识别与遥控开关匹配的遥控器所发出的无线信号，并基于无线信号特征 对遥控开关进行A接线柱、或B接线柱与供电电极(或测量电极)的开闭状态改变操作，实现 供电总导线和测量总导线分别与供电电极和测量电极的连通或断开。

4. 如权利要求1所述的一种四极装置的电阻率监测方法，其特征是，每个遥控开关具有 唯一的识别码，并能被与遥控开关匹配的遥控器所识别；与遥控开关匹配的遥控器每次选 择某个供电电极与一根供电总导线连通，则连接在该根供电总导线上的其余供电电极与该 供电总导线处于断开状态;与遥控开关匹配的遥控器每次选择某个测量电极与一根测量总 导线连通，则连接在该根测量总导线上的其余测量电极与该测量总导线处于断开状态。