CN203745410U - 一种岩矿石标本真电参数测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及岩矿石测量技术领域，具体的讲是一种岩矿石标本真电参数测试系统。包括两个电流极AB，两个电位极MN，所述供电电流极A与电位极M同处于铜-硫酸铜溶液不极化电极盒中，位于待测岩矿石标本的一侧，所述电流极B与电位极N同处于另一个铜-硫酸铜溶液不极化电极盒中，位于所述待测岩矿石标本的另一侧。所述电位极MN通过含水垫片与待测岩矿石标本连接，还包括接收单元和供电单元，所述接收单元与所述电位极MN相连接，接收所述电位电极MN采集到的参数信号，所述供电单元与所述电流极AB相连接，向所述电流极AB提供恒流电源。通过上述实施例的装置与一块标本两次测试，可以测得岩矿石的真电参数，尤其是良导金属矿石的真电参数，为我国电（磁）金属矿找矿，提供正确的岩矿石电性信息。

Description

一种岩矿石标本真电参数测试系统

技术领域

本实用新型涉及岩矿石的电性测量技术领域，具体的讲是一种岩矿石标本真电参数测试系统。

背景技术

测试岩矿石标本的电参数，应该是岩矿石的真电参数，不是视电参数。但是，现有国内外岩矿石电参数测试系统，都是仿效野外视电参数测试的缩小版，且直接借用野外找矿的仪器与方法对岩矿石标本电参数测试。由于岩矿石的真电参数范围变化很大，电阻率约10^-3～10⁵ΩM，极化率约0～95%，如此巨大的变化范围，野外找矿装备与一般测试设备是不能胜任的，例如以野外测试的超低电流密度（2μA/cm²）是无法测准良导矿石（0.4Ω）的电位值。大电流供电又带来电参数的非线性，电压源供电导致电流电极极化的干扰甚至出现负极化率值。接收单元输入阻抗对高阻岩石标本的分流干扰，不可忽视测试架的本底干扰，导致无法测得良导矿石的真电参数，所测得的电参数是假值，与真值有数量级的差别。长期以来，人们对岩矿石电参数的测试结果持有难以测准的认识，因人而异，随条件而变已成为共识。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决现有测试技术对岩矿石标本电参数测试结果不准确的问题，提供了一种岩矿石标本真电参数测试系统。

包括岩矿石测试架系统与电参数测试系统两部分组成，所述岩矿石测试架系统，包括四电极AMNB排列装置、测试架滑动轨道、夹紧装置、夹力计与含水垫片组成，所述电参数测试系统包括供电单元、接收单元、微处理器单元与掌上电脑单元；

所述AB为两个电流电极，MN为两个电位电极，所述电流极A与电位极M同处于一个铜-硫酸铜溶液的不极化电极盒中，所述电流极B与电位极N同处于另一个铜-硫酸铜溶液的不极化电极盒中，所述AM与BN两不极化电极盒，置于测试架滑动轨道上，提供两不极化电极盒分离或对接滑动，由所述夹紧装置将所述两不极化电极盒通过所述两含水垫片与待测岩矿石标本相接触予以夹紧，实施所述岩矿石标本电参数的测试；

所述供电单元与所述两个电流电极AB相连接，所述接收单元包括高输入阻抗放大器、模/数转换器和通信模块，所述高输入阻抗放大器与所述电位电极MN相连接，所述模/数转换器与所述高输入阻抗放大器输出相连接，所述微处理器单元将所述模/数转换器测试的数字信号通过所述通信模块对所述掌上电脑单元进行无线传输，所述掌上电脑单元对所测岩矿石标本电参数测试值进行计算。

通过上述实施例的测试系统，可以得到岩矿石真电参数的信息，最为重要的是对于找富矿目标的良导金属矿藏其矿石标本真电参数的测试，现有岩矿石标本测试系统是无法测得真参数，测得的是假参数。本实用新型岩矿石标本测试系统，能准确测得真电参数，而真假之间电参数可达数量级的差别，本系统纠正了现有测试系统存在的错误。

附图说明

结合以下附图阅读对实施例的详细描述，本实用新型的上述特征和优点，以及额外的特征和优点，将会更加清楚。

图1所示为本实用新型实施例一种岩矿石标本电参数检测装置的结构示意图；

图2所示为本实用新型实施例一种岩矿石标本电参数检测装置的具体结构示意图；

图3所示为本实用新型实施例一种无岩矿石标本时，两个不极化电极盒对接电参数测试的具体结构示意图；

图4所示为本实用新型电流电极AB连接恒流源的结构示意图；

图5所示为本实用新型实施例接收机的结构示意图。

具体实施方式

下面的描述可以使任何本领域技术人员利用本实用新型。具体实施例和应用中所提供的描述信息仅为示例。这里所描述的实施例的各种延伸和组合对于本领域的技术人员是显而易见的，在不脱离本实用新型的实质和范围的情况下，本实用新型定义的一般原则可以应用到其他实施例和应用中。因此，本实用新型不只限于所示的实施例，本实用新型涵盖与本文所示原理和特征相一致的最大范围。

如图1所示为本实用新型实施例一种岩矿石标本真电参数测试系统的结构示意图。

包括两个供电电流极AB，两个由不极化电极构成的电位电极MN，所述电流电极A与电位电极M同处于铜-硫酸铜溶液的不极化电极盒101中位于待测岩矿石标本102的一侧，所述电流电极B与电位电极N同处于另一铜-硫酸铜溶液的不极化电极盒101中位于所述待测岩矿石标本102的另一侧，所述AM与BN两不极化电极盒，置于测试架滑动轨道上，提供两不极化电极盒分离或对接滑动，由夹紧装置将所述两不极化电极盒通过所述两含水垫片与待测岩矿石标本相接触予以夹紧，实施所述岩矿石标本电参数的测试；所述电位电极MN通过含水垫片103与待测岩矿石标本102连接，还包括接收单元104和供电单元105，所述接收单元104与所述电位电极MN相连接，接收所述电位电极MN采集到的测试参数信息，所述供电单元105与所述电流电极AB相连接，向所述电流电极AB提供电源。

作为本实用新型的一个实施例，所述含水垫片与所述待测岩矿石标本的横截面积相等。可消除MN不极化电极直接接触标本，带来的不稳定的电极电位极差的干扰。

作为本实用新型的一个实施例，所述供电单元105为恒流源。

作为本实用新型的一个实施例，所述接收机包括高阻抗放大器，模/数转换器，微处理器，通信模块与掌上电脑，所述高阻抗放大器与所述电位电极MN相连接，所述模/数转换器与所述高阻抗放大器相连接，所述微处理器将所述模/数转换器测试的电参数信号（数字信号）通过通信模块传送给掌上电脑端。所述掌上电脑端是用于利用检测参数信号计算岩矿石标本真电参数的装置，与本实用新型检测岩矿石标本电参数的装置无关，在本申请中不再赘述。

作为本实用新型的一个实施例，所述夹持装置夹持所述岩矿石标本电参数测试的夹力，应与取下岩矿石标本夹紧两不极化电极盒对接（有含水垫片）测试本底电参数有相同夹力，夹力为5kg由夹力计显示。

作为本实用新型的一个实施例，所述高阻抗为10⁹Ω以上的电阻。

作为本实用新型的一个实施例，所述模拟数字转换器为32位高精度模拟数字转换器，能够满足所述岩矿石标本真电参数测试的精度要求。

作为本实用新型的一个实施例，所述通信模块包括蓝牙通信模块或者WIFI通信模块，或者还可以为有线通信模块在此不再赘述。

通过上述实施例的测试系统，可以大幅度提高了岩矿石电参数测试精度，尤其可正确测得良导富矿真实的电参数，对电（磁）法金属矿找矿提供了基础电性信息。

如图2所示为本实用新型实施例一种岩矿石标本真电参数测试系统的具体结构示意图。

包括了电流电极A、电流电极B，电位电极M、电位电极N，滑动轨道2，硫酸铜溶液3，陶瓷渗透板4，岩矿石标本5，含水垫片6，弹簧7，夹力计8，夹持装置9，接收单元10，供电单元11。

测试岩矿石标本真电参数，须经两步测试完成，第一步由测试架夹持岩矿石标本进行电参数测试，图2；第二步取下岩矿石标本，由测试架将两不极化电极盒通过含水垫片对接夹持，进行测试系统本底的电参数测试，图3。通过消除测试架本底电参数的干扰，才能得到岩矿石标本的真电参数。

两次测试的供电电流密度由供电单元的微安电流表控制在（1～3uA/cm²)，夹持夹力由夹力计8控制为5kg。

所述电位电极MN将两次测试参数传输给接收单元10，接收单元10将测试参数无线传输给远端计算端用于计算、显示、存储岩矿石标本真电参数，无线传输可通过蓝牙也可用其他方式进行传输。

由于AB电流电极不能直接接触标本的情况下，采用四极排列装置测试，即供电电流极A、B，电位电极M、N，采用AB恒流源供电，可以消除电流电极极化对电参数测试的干扰。现有国内外的二极装置，即使也采用恒流源供电，仍会产生干扰。

MN电位电极采用两个相同的铜一硫酸铜溶液的不极化电极（或者铅-氯化铅等不极化电极），不极化电极的陶瓷渗透板经含水垫片与岩矿石标本保持良好接触，可消除MN电位电极直接接触标本，带来的不稳定的电极电位极差的干扰。

电流电极A、电流电极B分别连接恒流源的供电示意图如图4所示，包括时基选择器201，控制器202，驱动电路203，恒流源204，电流指示器205，电流调节器206，电流电极A和电流电极B。

图中，所述时基选择器201用于确定电流脉冲宽度，所述控制器202用于将所述时基选择器201确定的电流脉冲宽度信息传送给所述驱动电路203，所述驱动电路203根据所述电流脉冲宽度控制所述恒流源204向所述电流电极A和电流电极B输出电流，所述电流指示器205用于指示出当前恒流源204输出的电流强度，所述电流调节器206用于调节所述恒流源204输出的电流强度。

通过上述的恒流源可以向电流电极A和电流电极B输出可调的恒定电流I_AB。

如图5所示为本实用新型实施例接收单元的结构示意图。

包括高阻抗放大器301，模/数转换器302，微控制器303，蓝牙模块304。

所述高阻抗放大器301可以为10⁹欧姆的输入电阻，与电位电极MN相连接，所述模拟数字转换器302为32位精度的模拟数字转换器，使得该接收机具有0.1～1uV的测试精度的分辨率与10⁹Ω的输入阻抗。保证了对低阻良导（10^-3ΩM）矿石标本电参数的测试，10⁹Ω输入阻抗保证了高阻（10⁶ΩM）岩石测试中的不分流MN回路。国内外现有的接收机输入阻抗为10MΩ，当岩石标本电阻率ρ₀=10⁵ΩM时，其电阻可高达R₀＝4*10⁶Ω，这样，10MΩ接收机测试的电阻率要减小30%。同时，由于分流导致MN不极化电极极化，产生双重干扰。

所述微控制器303将测试的参数信号通过蓝牙模块304发送给计算端，用于计算、显示和存储岩矿石标本的真电参数。所述计算端可以包括PDA，笔记本计算机，平板电脑，智能手机等。

电参数的测试要求由高导电金属电极直接与标本相接触进行测试，但是，岩矿石标本又是在潮湿条件下测试的，它又不允许金属电极直接接触标本，否则，AB电流极在电流通过时，将在电子导体与离子导体界面上产生极化效应，直接干扰电参数的测试。而MN电位电极如直接与岩矿石标本接触，将产生不稳定的电极电位，干扰电参数的测试。

电参数测试中的岩矿标本，应与它在自然界有相同的赋存状态，测试结果才有真实性。岩矿标本在自然界赋存于地下水环境，在电（磁）法勘查时，承受着极低电流密度的激励，对于AB之间的距离=1000m，供电10A，AB中点深部100m处的电流密度仅为0.001uA/cm²。实验表明，岩矿石的电参数是流过的电流密度的函数。特别是金属矿石在电流密度j₀≤1-3uA/cm²范围内，与电参数呈线性关系，且阴阳极化差异不明显。因此待测岩矿石标本需浸泡地下水24小时以上，取出表面擦干后方可上架测试，测试电流密度应控制在1-3uA/cm²范围内。

通过上述实施例的装置，可测得岩矿石标本的真电参数，尤其是找矿对象高品位富矿（良导、低阻）的真电参数，从而纠正现有测试系统不能测得岩矿石标本的真电参数。对良导岩矿石所测的电参数是假参数（受本底干扰），真假之间可达数量级的差别，对电（磁）法找金属矿提供可靠的岩矿基础电性信息。

本实用新型可以以任何适当的形式实现，包括硬件、软件、固件或它们的任意组合。本实用新型可以根据情况有选择的部分实现，比如计算机软件执行于一个或多个数据处理器以及数字信号处理器。本文的每个实施例的元素和组件可以在物理上、功能上、逻辑上以任何适当的方式实现。事实上，一个功能可以在独立单元中、在一组单元中、或作为其他功能单元的一部分来实现。因此，该系统和方法既可以在独立单元中实现，也可以在物理上和功能上分布于不同的单元和处理器之间。

在相关领域中的技术人员将会认识到，本实用新型的实施例有许多可能的修改和组合，虽然形式略有不同，仍采用相同的基本机制和方法。为了解释的目的，前述描述参考了几个特定的实施例。然而，上述的说明性讨论不旨在穷举或限制本文所实用新型的精确形式。前文所示，许多修改和变化是可能的。所选和所描述的实施例，用以解释本实用新型的原理及其实际应用，用以使本领域技术人员能够最好地利用本实用新型和各个实施例的针对特定应用的修改、变形。

Claims (4)

1.一种岩矿石标本电参数测试系统，其特征在于，

包括岩矿石测试架系统与电参数测试系统两部分组成，所述岩矿石测试架系统，包括四电极AMNB排列装置、测试架滑动轨道、夹紧装置、夹力计与含水垫片组成，所述电参数测试系统包括供电单元、接收单元、微处理器单元与掌上电脑单元；

所述AB为两个电流电极，MN为两个电位电极，所述电流极A与电位极M同处于一个铜-硫酸铜溶液的不极化电极盒中，所述电流极B与电位极N同处于另一个铜-硫酸铜溶液的不极化电极盒中，所述AM与BN两不极化电极盒，置于测试架滑动轨道上，提供两不极化电极盒分离或对接滑动，由所述夹紧装置将所述两不极化电极盒通过所述两含水垫片与待测岩矿石标本相接触予以夹紧；

所述供电单元与所述两个电流电极AB相连接，所述接收单元包括高输入阻抗放大器、模/数转换器和通信模块，所述高输入阻抗放大器与所述电位电极MN相连接，所述模/数转换器与所述高输入阻抗放大器输出相连接，所述微处理器单元将所述模/数转换器测试的数字信号通过所述通信模块对所述掌上电脑单元进行无线传输，所述掌上电脑单元对所测岩矿石标本电参数测试值进行计算。

2.根据权利要求1所述的一种岩矿石标本电参数测试系统，其特征在于，所述含水垫片面积与所述待测岩矿石标本两端截面积相等。

3.根据权利要求1所述的一种岩矿石标本电参数测试系统，其特征在于，所述接收单元的所述高输入阻抗放大器的输入阻抗达到10⁹Ω，所述模/数转换器精度为32位。

4.根据权利要求1所述一种岩矿石标本真电参数测试系统，其特征在于，所述通信模块为蓝牙或WIFI通信模块。