CN114063174A - 一种直流电法勘探装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种直流电法勘探装置及方法，其装置包括电源、测量机构和两个供电机构，两个供电机构分别通过线路与电源的正极和负极相连，且其还分别接地，电源通过两个供电机构向地下供电形成稳定电场；测量机构位于两个供电机构之间且接地，用于观测稳定电场的电位差并获得地下地质体的电性特征；直流电法勘探方法具体包括以下步骤：电源通过两个供电机构向地下供电形成稳定电场；测量机构观测稳定电场的电位差并获得地下地质体的电性特征。本发明结构简单，采用饱和盐水溶液替代供电导线及接地电极，可在沙漠、干沙漠、干燥地表地区获得较好的供电测量效果，适用于接地条件较差地区的小极距直流电法测深和剖面测量工作，适用范围较广。
Description
技术领域
本发明涉及地球物理勘探或探测技术领域，特别涉及一种直流电法勘探装置及方法。
背景技术
目前，直流电法勘探常规采用单芯或多芯铜线作为导电线，采用铜电极测量电压，铁电极进行供电的方法。这种方式简便易行，耐久性好，但在接地条件较差的地区，如沙漠、半沙漠、干燥填土等地表条件下，常常因为接地电阻过大，导致供电电流过小，采集的信号信噪比低，难以满足需要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种直流电法勘探装置及方法，旨在解决现有技术中的问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种直流电法勘探装置，包括电源、测量机构和两个供电机构，两个所述供电机构分别通过线路与所述电源的正极和负极相连，且其还分别接地，所述电源通过两个所述供电机构向地下供电形成稳定电场；所述测量机构位于两个所述供电机构之间且接地，用于观测稳定电场的电位差并获得地下地质体的电性特征。
本发明的有益效果是：测量过程中，电源通过两个供电机构向地下供电形成稳定电场，然后通过测量机构观测稳定电场的电位差，并获得地下地质体的电性特征，以解决地质探测问题。本发明结构简单，采用饱和盐水溶液替代供电导线及接地电极，可有效改善接地条件，提高数据信噪比，可在沙漠、干沙漠、干燥地表地区获得较好的供电测量效果，适用于接地条件较差地区的小极距直流电法测深和剖面测量工作，适用范围较广。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，两个所述供电机构分别包括装有液体导电介质的容器，两个所述容器分别通过线路与所述电源的正极和负极相连，且其分别通过绝缘的供电管路接地。
采用上述进一步方案的有益效果是测量时，通过电源给两个容器内的液体导电介质通电，饱和盐水溶液在水中发生电离，既以正离子和负离子的形式存在，饱和盐水溶液在电极电场的作用下，溶液中的正、负离子分别向电极的负极和正极移动，在电极上发生氧化还原反应，或者说阴离子在阳极放出电子，阳离子在阴极吸收电子，间接地使电子在溶液中定向移动，使得饱和盐水溶液导电，从而向地下供电形成稳定电场，以对地下进行供电。
进一步，两个所述容器内的液体导电介质分别为饱和盐水溶液。
采用上述进一步方案的有益效果是饱和盐水溶液易于导电，以在地下形成稳定电场，以便后续测量，且成本较低。
进一步，两个所述容器分别为圆筒状容器。
采用上述进一步方案的有益效果是结构简单，设计合理，便于盛装液体导电介质，且成本低。
进一步，两条所述供电管路分别为供液体导电介质通过的塑料管。
采用上述进一步方案的有益效果是塑料管成本低，绝缘性能佳，安全可靠。
进一步，两条所述供电管路分别为供液体导电介质通过的软管。
采用上述进一步方案的有益效果是设计合理，方便排管，使用方便。
进一步，所述电源为直流电法仪。
采用上述进一步方案的有益效果是直流电法仪具有常规电法和超前探测法功能，其能接地电阻自检、自电补偿、自动观测和即时数据处理，测量精度高，抗干扰能力强。
进一步，所述测量机构包括两个测量电极，两个所述测量电极的一端分别与所述直流电法仪上的两个测量接线柱连接，另一端分别接地。
采用上述进一步方案的有益效果是通过两个测量电极观测稳定电场的电位差，获得地下地质体的电性特征，以解决地质探测问题。
本发明还涉及一种直流电法勘探方法，具体包括以下步骤：
S1：电源通过两个供电机构向地下供电形成稳定电场；
S2：测量机构观测稳定电场的电位差并获得地下地质体的电性特征。
采用上述进一步方案的有益效果是本发明中，电源通过两个供电机构向地下供电形成稳定电场，然后通过测量机构观测稳定电场的电位差，并获得地下地质体的电性特征，以解决地质探测问题。本发明结构简单，采用饱和盐水溶液替代供电导线及接地电极，可有效改善接地条件，提高数据信噪比，可在沙漠、干沙漠、干燥地表地区获得较好的供电测量效果，适用于接地条件较差地区的小极距直流电法测深和剖面测量工作，适用范围较广。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、电源；2、容器；3、供电管路；4、测量电极；5、测量接线柱。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，本发明提供一种直流电法勘探装置，包括电源1、测量机构和两个供电机构，两个供电机构分别通过线路与电源1的正极和负极相连，且其还分别接地，电源1通过两个供电机构向地下供电形成稳定电场；测量机构位于两个供电机构接地，用于观测稳定电场的电位差并获得地下地质体的电性特征。测量过程中，电源1通过两个供电机构向地下供电形成稳定电场，然后通过测量机构观测稳定电场的电位差，并获得地下地质体的电性特征，以解决地质探测问题。本发明结构简单，采用饱和盐水溶液替代供电导线及接地电极，可有效改善接地条件，提高数据信噪比，可在沙漠、干沙漠、干燥地表地区获得较好的供电测量效果，适用于接地条件较差地区的小极距直流电法测深和剖面测量工作，适用范围较广。
实施例1
在上述结构的基础上，本实施例中，两个供电机构分别包括装有液体导电介质的容器2，两个容器2分别通过线路与电源1的正极和负极相连，且其分别通过绝缘的供电管路3接地。测量时，通过电源1给两个容器2内的液体导电介质通电，饱和盐水溶液在水中发生电离，既以正离子和负离子的形式存在，饱和盐水溶液在电极电场的作用下，溶液中的正、负离子分别向电极的负极和正极移动，在电极上发生氧化还原反应，或者说阴离子在阳极放出电子，阳离子在阴极吸收电子，间接地使电子在溶液中定向移动，使得饱和盐水溶液导电，从而向地下供电形成稳定电场，以对地下进行供电。
实施例2
在实施例1的基础上，本实施例中，两个容器2内的液体导电介质分别为饱和盐水溶液。饱和盐水溶液易于导电，以在地下形成稳定电场，以便后续测量，且成本较低。
除上述实施方式外，液体导电介质还可以采用其他的介质，例如盐酸。
实施例3
在实施例1至实施例2任一项的基础上，本实施例中，两个容器2分别为圆筒状容器。该方案结构简单，设计合理，便于盛装液体导电介质，且成本低。
除上述实施方式外，上述两个容器2分别可采用其他适宜的几何形状的容器，可以为规则形状的容器例如矩形体状结构，也可以为不规则形状的容器例如上细下粗的圆筒状结构。
实施例4
在实施例1至实施例3任一项的基础上，优选地，本实施例中，两条供电管路3分别为供液体导电介质通过的塑料管。塑料管成本低，绝缘性能佳，安全可靠。
除上述实施方式外，上述两条供电管路3也可以采用其他绝缘材料制成，例如陶瓷或玻璃，成本低，绝缘性能佳，安全可靠。
实施例5
在实施例4的基础上，优选地，本实施例中，两条供电管路3分别为供液体导电介质通过的软管。该方案设计合理，方便排管，使用方便。
相对于硬质管路而言，软管方便工作人员排管，布管非常方便，方便作业。
实施例6
在上述各实施方式的基础上，本实施例中，电源1为直流电法仪。直流电法仪具有常规电法和超前探测法功能，其能接地电阻自检、自电补偿、自动观测和即时数据处理，测量精度高，抗干扰能力强。
实施例7
在实施例6的基础上，本实施例中，测量机构包括两个测量电极4，两个测量电极4的一端分别与直流电法仪上的两个测量接线柱5连接，另一端分别接地。测量过程中，通过两个测量电极4观测稳定电场的电位差，获得地下地质体的电性特征，以解决地质探测问题。
上述测量电极4是在地面、井中、坑道中进行电法工作时，为了测量电位差而选用的接地电极，采用的是现有技术。
实施例8
在实施例6的基础上，本实施例中，测量机构包括电位差计，测量过程中，通过电位差计观测稳定电场的电位差，获得地下地质体的电性特征，以解决地质探测问题。
上述实施例7和实施例8的方案为并列方案，二者均可观测稳定电场的电位差，获得地下地质体的电性特征，以解决地质探测问题。
实施例9
在上述各实施方式的基础上，本发明还提供一种直流电法勘探方法，具体包括以下步骤：
S1：电源1通过两个供电机构向地下供电形成稳定电场；
S2：测量机构观测稳定电场的电位差并获得地下地质体的电性特征。
基于上述方案，直流电法勘探方法的具体步骤如下：
S1：通过电源1给两个容器2内的液体导电介质通电，饱和盐水溶液在水中发生电离，既以正离子和负离子的形式存在，饱和盐水溶液在电极电场的作用下，溶液中的正、负离子分别向电极的负极和正极移动，在电极上发生氧化还原反应，或者说阴离子在阳极放出电子，阳离子在阴极吸收电子，间接地使电子在溶液中定向移动，使得饱和盐水溶液导电，从而向地下供电形成稳定电场，以对地下进行供电
S2：通过两个测量电极4观测稳定电场的电位差，获得地下地质体的电性特征，以解决地质探测问题。
上述方案结构简单，采用饱和盐水溶液替代供电导线及接地电极，可有效改善接地条件，提高数据信噪比，可在沙漠、干沙漠、干燥地表地区获得较好的供电测量效果，适用于接地条件较差地区的小极距直流电法测深和剖面测量工作，适用范围较广。
本发明的工作原理如下：
S1：通过电源1给两个容器2内的液体导电介质通电，饱和盐水溶液在水中发生电离，既以正离子和负离子的形式存在，饱和盐水溶液在电极电场的作用下，溶液中的正、负离子分别向电极的负极和正极移动，在电极上发生氧化还原反应，或者说阴离子在阳极放出电子，阳离子在阴极吸收电子，间接地使电子在溶液中定向移动，使得饱和盐水溶液导电，从而向地下供电形成稳定电场，以对地下进行供电
S2：通过两个测量电极4观测稳定电场的电位差，获得地下地质体的电性特征，以解决地质探测问题。
本发明中，电源1通过两个供电机构向地下供电形成稳定电场，然后通过测量机构观测稳定电场的电位差，并获得地下地质体的电性特征，以解决地质探测问题。本发明结构简单，采用饱和盐水溶液替代供电导线及接地电极，可有效改善接地条件，提高数据信噪比，可在沙漠、干沙漠、干燥地表地区获得较好的供电测量效果，适用于接地条件较差地区的小极距直流电法测深和剖面测量工作，适用范围较广。
另外，本发明将供电部分的连接金属导线和铁电极用塑料软管替代，而软管中充满了饱和盐水，软管一段放置到地面并使液体不断下渗致地下，一段连接到饱和盐水溶液的容器2，直流电法仪上的正极供电接线柱和负极供电接线柱直接连接到盐水溶液的容器2，与之形成等电位体。由于饱和盐水溶液电阻率很低，可以使得接地电阻降到十欧姆以内，大大改善接地条件，提高稳定场强度，提高数据信噪比。
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，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种直流电法勘探装置，其特征在于：包括电源(1)、测量机构和两个供电机构，两个所述供电机构分别通过线路与所述电源(1)的正极和负极相连，且其还分别接地，所述电源(1)通过两个所述供电机构向地下供电形成稳定电场；所述测量机构位于两个所述供电机构之间且接地，用于观测稳定电场的电位差并获得地下地质体的电性特征。
2.根据权利要求1所述的直流电法勘探装置，其特征在于：两个所述供电机构分别包括装有液体导电介质的容器(2)，两个所述容器(2)分别通过线路与所述电源(1)的正极和负极相连，且其还分别通过绝缘的供电管路(3)接地。
3.根据权利要求2所述的直流电法勘探装置，其特征在于：两个所述容器(2)内的液体导电介质分别为饱和盐水溶液。
4.根据权利要求2所述的直流电法勘探装置，其特征在于：两个所述容器(2)分别为圆筒状容器。
5.根据权利要求2所述的直流电法勘探装置，其特征在于：两条所述供电管路(3)分别为供液体导电介质通过的塑料管。
6.根据权利要求5所述的直流电法勘探装置，其特征在于：两条所述供电管路(3)分别为供液体导电介质通过的软管。
7.根据权利要求1-6任一项所述的直流电法勘探装置，其特征在于：所述电源(1)为直流电法仪。
8.根据权利要求7所述的直流电法勘探装置，其特征在于：所述测量机构包括两个测量电极(4)，两个所述测量电极(4)的一端分别与所述直流电法仪上的两个测量接线柱(5)连接，另一端分别接地。
9.一种直流电法勘探方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1：电源(1)通过两个供电机构向地下供电形成稳定电场；
S2：测量机构观测稳定电场的电位差并获得地下地质体的电性特征。
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