CN2718597Y - 一种电阻率仪 - Google Patents

Abstract

一种电阻率法仪器，涉及一种地球物理勘查设备，仪器由分离的发送机和接收机组成，由光传输等非电方式传输；接收机中设单片机或微型机计算机，将K值计算公式刻于其中，计算ρ_s并绘出ρ_s曲线；MN输入端设接地电阻补偿，可在R_MN高达700kΩ以上时正常工作，它通过A、B两电极向介质供以10～20±0.5～1Hz的交变电流，可避免电极极化的影响，并能在杂散电流干扰大的城市中很好地工作。仪器采用交流电的电子元件，提高了仪器的灵敏度。

Description

一种电阻率仪

技术领域

本实用新型涉及一种地球物理探查装置，更具体地说，本实用新型涉及电阻率仪。

背景技术

电阻率仪是一种地球物理探查装置，它是通过A、B两个电极与介质(例如地面)接触(例如打入土中)，向介质供以电流(强度为I)，另外两个电极M、N亦与介质接触，并在A、B供电时测量M、N间电位差ΔU_MN。根据A、B、M、N的几何位置可以计算出一个装置系数K，这样就可以得到一个视电阻率值

           ρ_s＝K·ΔU_MN/I

ρ_s反映了一定范围内地下介质的导电性。通过分析不同测点或反映不同深度的ρ_s值，即可达到地质勘探的目的。

目前，中国和俄罗斯及东欧的测量ρ_s的电阻仪，是通过A、B向地下供稳定电流(直流电)，这时M、N电极会因与介质接触而发生极化，产生极化干扰。目前采用两种方法来解决极化的干扰：(a)在向A、B通电前，测量M、N的极化电位差，并通过仪器给以补偿；(b)追踪M、N的极化，并在A、B供电测量ΔU_MN时的瞬间，测量极化电位差，然后在测值中减去极化电位差。但在极化不稳定时，这会产生较大误差。一些国家如日本、法国、加拿大等，采用很低频率的方波向介质供电(如0.3Hz～1Hz)，同样也避免不了电极极化的问题。

这些现有的仪器当M、N接地电阻大时(如达到20KΩ～40KΩ)，仪器测量ΔU_MN的灵敏度差，误差很大，甚至无法读数。

同时由于在城市中杂散电流很大，杂散电流中，一种是大地电流，其频率为直流到几Hz的低频电流；另一种是50Hz的工频杂散电流。因此目前在城市物探中采用电阻率法的难度很大，许多单位因而在城市中放弃了这种方法。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的缺点，提供一种防止极化、克服大地电流干扰、提高设备灵敏度及稳定性的电阻率仪。

本实用新型采用如下技术方案解决这些问题：

一种用于物理勘探的电阻率仪，包括通过A、B两电极向被测物体(大地、混凝土等)供入电流的发送机和接收在介质表面的电极M、N间电位差ΔU_MN的接收机两部分，其特征在于：所述的向介质供入的电流是由直交逆变器转换的10～20±0.5～1Hz的交变电流，所述接收机的接收频率与发送机频率一致，接收机与发送机分离，相互信息传递采用电隔离的非电传输器。

(1)采用高达10～20Hz的交变电流向介质供电，发送机发送的此交变电流的频率误差≤0.5～1Hz，接收(测量ΔU_MN)仪器的通频带与发送机的频率一致，误差≤0.5～1Hz；

(2)采用发送机与接收机分离形式，使用前互校，调好一致性；

(3)发送机向介质的通电电流大小分为几档，由操作员视情况选择，或由仪器自动控制在某个数值范围内；电流强度I值经数字化后通过非电耦合(如光通讯方式)向接收机中的单片机或微型内置计算机传输信号；

(4)接收机中的单片机或微型计算机将传输来的I值与接收到的ΔU_MN值，通过刻录在单片机或微型计算机上的计算K值公式计算K值，用ρ_s＝K·ΔU_MN/I公式计算出ρ_s值，并在显示屏中显示。显示屏亦可显示装置形式、I、ΔU_MN、K等数值，并在一组测量完成后显示ρ_s曲线；

(5)接收机前端设一个接地电阻补偿器与测量M、N接地电阻的读数装置，根据接地电阻大小给以补偿。补偿办法是：在MN输入线路串入一个0～750KΩ的可变电阻，根据实测的接地电阻值在补偿电阻中减去相应的值。

(6)在测量ΔU_MN时，显示屏显示接地电阻值及发送电流值；

(7)用直流电源向仪器供电。

本实用新型与现有技术相比，有以下优点；

(1)不会出现测量电极极化以及极化补偿的问题；

(2)由≤1Hz的窄带接收，且使用频率＞10Hz，可避免大地杂散电流干扰；

(3)采用交流的各种电子元件及放大器，仪器的稳定性和灵敏度高，可以测量微小的ΔU_MN信号，从而降低向介质供电的功率；

(4)采用接地补偿，可在MN接地电阻R_MN很大时正常测量；

(5)采用发送机与接收机分离形式，使用前校正一致性，避免仪器零飘和温飘影响以及仪器发送部分与接收部分的感应干扰；

附图说明

图1为发送机和接收机的连接示意图；

图2为发送机和接受机的框图。

图1中：

1发送机                  2传输及电隔离器            3接收机

4向A、B电极供电          5发送机向接收机的校正线    6供电监测

12键盘                   13显示屏

14接M、N电极测量，接校正信号

15R_MN测量及接地电阻补偿

图2中：

1发送机                  2传输及电隔离器            3接收机

4接A、B电极供电          5发送机向接收机送校线

6向AB电极供电的监测显示

7供A、B电流的发送部分    8直-交逆变器               9电池

10A/D转换器              11单片机或微型计算机       12键盘

13显示屏                 14连接MN的接收部分

15接地电阻R_MN测量及补偿接地电阻部分

16接打印机和计算机接口

具体实施方式

现结合附图1、2对本实用新型作进一步的描述

(1)接收机3与发送机1分离；发送机设校对线5，工作前由发送机1提供-ΔV值输入接收机3的MN端14，由接收机3调节旋纽调节二值完全一致。

(2)由直-交转换器8将电池电流转换为10～20±0.5～1Hz交变电流，通过A、B向介质供电，并同时通过A/D转换器10将电流值数字化后输入接收机3的单片机或微型计算机11，在显示屏13显示电流值；

(3)接收机3接收ΔU_MN，通过A/D转换器10输入单片机或微型计算机11，在显示屏13显示；

(4)单片机或微型计算机11中刻录各种装置的K值计算公式及刻录或输入AB、MN大小值；工作时只需选定装置形式和输入或选定AB或AO、MN值，计算机计算出ρ_s值并将各数据及ρ_s曲线图在显示屏显示；

(5)接收机3中设接地电阻测量装置和接地补偿电阻15，实测ρ_s时先减去实测R_MN值，作接地补偿。

Claims (3)

1.一种用于物理勘探的电阻率仪，包括通过A、B两电极向大地、混凝土等被测物体供入电流的发送机和接收在介质表面的电极M、N间电位差ΔU_MN的接收机两部分，其特征在于：所述的发送机中设一个直—交逆变器将直流电源转换为10～20±0.5～1Hz的交变电流向介质供入；接收机与发送机分离，它们之间设光传输器等非电传输器相互传输信息。

2.根据权利要求1所述的一种电阻率仪，其特征在于，所述的接收机内置一单片机或微型计算机，接收A、B电极供出的电流强度I值和由接收机接收到的M、N间的电位差值ΔU_MN，并将所有装置系数的K值公式刻于其中。

3.根据权利要求1所述的一电阻率仪，其特征在于，接收机中电极M、N电路中串入一最大为750kΩ的可变电阻R，用以作接地电阻补偿。

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