KR101082264B1 - A spectral induced polarization measurement system of samples - Google Patents

A spectral induced polarization measurement system of samples Download PDF

Info

Publication number
KR101082264B1
KR101082264B1 KR1020110030355A KR20110030355A KR101082264B1 KR 101082264 B1 KR101082264 B1 KR 101082264B1 KR 1020110030355 A KR1020110030355 A KR 1020110030355A KR 20110030355 A KR20110030355 A KR 20110030355A KR 101082264 B1 KR101082264 B1 KR 101082264B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sample
electrode
measurement system
current
polarization
Prior art date
Application number
KR1020110030355A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
성낙훈
박삼규
조성준
박계순
Original Assignee
한국지질자원연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국지질자원연구원 filed Critical 한국지질자원연구원
Priority to KR1020110030355A priority Critical patent/KR101082264B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101082264B1 publication Critical patent/KR101082264B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/18Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for well-logging
    • G01V3/20Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for well-logging operating with propagation of electric current
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/02Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with propagation of electric current

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Abstract

PURPOSE: A system for measuring the wideband spectral induced polarization of a sample is provided to secure the reliability of a measured value and easily measure wideband spectral induced polarization using a sample holder for a rock sample and for a soil sample. CONSTITUTION: A transmitter(10) applies a constant current. A receiver(20) is connected to the transmitter and measures an amplitude and a phase difference according to a frequency domain. A sample holder(30) fixes a sample. A 4-electrode arranging unit successively arranges the current electrode, a potential electrode, and a sample in the sample holder and is connected to the transmitter and the receiver. A filtering sheet is inserted between the current electrode, the potential electrode, and the sample.

Description

시료의 광대역 유도분극 측정 시스템{A Spectral Induced Polarization measurement system of Samples}A Spectral Induced Polarization measurement system of Samples

본 발명은 암석 및 흙 등의 광대역 유도분극(Spectral Induced Polarization)특성을 실내에서 손쉽고, 용이하게 측정할 수 있도록 한 시료의 광대역 유도분극 측정 시스템에 관한 것으로 이는 특히, 실내에서 암석 및 흙 시료의 유도분극 효과를 손쉽고, 용이하게 측정하여 철, 구리, 니켈, 납, 코발트, 은, 아연 등의 황화광물의 분포 특성 및 광석의 품위나 점토광물의 함량을 가일층 정확하게 파악할 수 있도록 하며, 또한 상기 암석 및 흙 시료의 광대역 유도분극을 측정시 작업성을 용의하게 하기 위하여 암석 시료용과 흙 시료용 시료 홀더(sampling holder)를 정밀하게 제작하고, 시료와 동판전극의 접촉저항을 줄이기 위하여 황산구리용액(CuSO4

Figure 112011072020669-pat00001
5H2O)으로 적신 필터지를 사용하여 측정값의 신뢰성을 보장할 수 있도록한 시료의 광대역 유도분극 측정 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a wideband inductive polarization measurement system of a sample that enables easy and easy measurement of the broadband induced polarization characteristics of rocks and soils. By measuring the polarization effect easily and easily, it is possible to more accurately grasp the distribution characteristics of sulfide minerals such as iron, copper, nickel, lead, cobalt, silver, and zinc, ore quality and clay mineral content, and also the rock and In order to facilitate workability when measuring wideband inductive polarization of soil samples, sample holders for rock samples and soil samples are manufactured precisely, and copper sulfate solution (CuSO4) is used to reduce contact resistance between the sample and copper electrode.
Figure 112011072020669-pat00001
5H2O) relates to a wideband inductive polarization measurement system of a sample, which is used to ensure the reliability of the measured value using a filter paper moistened with 5H2O).

일반적으로 알려져 있는 종래의 유도분극(Induced Polarization; IP)탐사 시스템은, 지하에 전류를 흘려보내 분극현상을 유도한 후, 상기 유도분극 효과를 측정함으로써, 지하 구조를 탐사하는 방법으로서 전통적으로 금속 광물 탐사에 많이 이용되고 있는 것이다.A conventionally known induced polarization (IP) exploration system is a metal mineral traditionally used as a method of exploring the underground structure by measuring the induced polarization effect after inducing a polarization phenomenon by flowing an electric current underground. It is widely used for exploration.

도 1은 종래 유도분극 탐사에서 확인할 수 있는 전류 및 전위 파형을 나타내고 있으며, 이때 도 1a는 지하에 유도분극을 나타내는 충전성 물질이 없는 경우의 전류 파형(I) 및 전위 파형(V)으로, 땅에 전류를 주입하면 두 지점간의 전위는 전류의 변화와 시간 차이가 없이 변하게 된다.FIG. 1 shows current and potential waveforms that can be found in conventional inductive polarization exploration, wherein FIG. 1A is a current waveform (I) and a potential waveform (V) when there is no filling material indicating induction polarization in the ground. When the current is injected into the potential, the potential between the two points changes without changing the current and time.

그러나 도 1b는 지하에 유도분극을 나타내는 충전성 물질이 있는 경우의 전류 파형(I) 및 전위 파형(V)을 나타낸 것으로, 두 지점의 전위는 전류 변화와 같은 시간에 변화하는 것이 아니라, 전류 주입이 시작된 이후 혹은 전류 주입이 멈춘 후에도 어느 정도 시간 차이를 두고, 서서히 오르거나 서서히 감소하는 현상을 보이게 되는 것이다.However, Figure 1b shows the current waveform (I) and potential waveform (V) when there is a chargeable material exhibiting induced polarization in the basement, the potential of the two points does not change at the same time as the current change, but the current injection After the start or after the current injection is stopped, the time is gradually increased or decreased gradually.

상기와 같은 분극현상의 원인은 대체로 막분극(membrane polarization)과 전극분극(electrode polarization)과 같이 전류를 가하였을 때, 국지적으로 전하가 집중될 수 있는 경계면(interface) 효과에 의하여 일어나는 것으로, 도 2a의 이온 정상분포의 상태에서, 도 2b 내지 도 2c에서 나타낸 것과 같이, 전류 인가시 양전하(+ charge) 및 음 전하(- charge)의 막분극과 전극분극이 일어난다. The polarization phenomenon is generally caused by an interface effect where local charge can be concentrated when current is applied, such as membrane polarization and electrode polarization. FIG. 2A In the state of ion normal distribution of, as shown in FIGS. 2B to 2C, film polarization and electrode polarization of positive and negative charges occur when current is applied.

일반적인 양이온 및 음이온의 분포상태는 도 2a와 같으며, 특히 점토 입자(Clay particles)나 금속 입자가 함유되어 있는 경우 막분극 현상(도 2b참조)이 매우 크게 나타나며, 상기와 같은 점토 입자(Clay particles)나 금속 입자가 없는 경우에도 유체 및 광물 입자 사이에서 형성된 전기적 이중층(electric double layer)에 의해서도 전극 분극 현상(도 2c 참조)이 발생하게 된다.In general, the distribution of cations and anions is shown in FIG. 2A. In particular, when the clay particles or the metal particles are contained, the membrane polarization phenomenon (see FIG. 2B) is very large. ) Or even in the absence of metal particles, an electrode polarization phenomenon (see FIG. 2C) also occurs by an electric double layer formed between the fluid and the mineral particles.

이때, 막 분극이란 공극 내에 음으로 대전되어 있는 점토광물에 의해 전해액 이온의 전류 흐름이 방해되고, 또한 전류를 끊었을 경우 다시 이 점토광물 주위로 이온들이 집중되는 일련의 과정이며, 또한 전극 분극이란 공극이 내부의 금속 광물 입자 등에 의하여 막혀 있어 전류 주입에 따라, 이 광물의 입자 한쪽 면에는 양이온이, 다른 한쪽 면에는 음이온이 집적되는데, 이에 의해 전류의 흐름이 방해되기 때문에 일어나는 현상으로, 전류를 주입하는 동안에는 금속 광물 입자 내에서는 전자 전도에 의하여 전류가 흐르게 되다가, 전류 주입이 멈출 경우 다시 이온들이 원위치로 분산되어 감에 따라 발생하는 현상으로, 이는 전기분해 과정에서 전해액 내의 금속전극 표면에서 일어나는 현상과 유사하여 전극 분극이라 하며, 이는 물리학의 과전압(overvoltage) 효과와 극히 유사한 현상인 것이다.At this time, membrane polarization is a series of processes in which the current flow of electrolyte ions is disturbed by negatively charged clay minerals, and when the current is interrupted, ions are concentrated around the clay minerals. The voids are blocked by metal mineral particles inside, so that when the current is injected, positive ions are accumulated on one side of the particle and negative ions are accumulated on the other side. During injection, a current flows through the metal conduction in the metal mineral particles, and when the injection stops, ions are dissipated to their original positions, which occurs on the surface of the metal electrode in the electrolyte during electrolysis. Similarly, it is called electrode polarization, which is an overvoltage in physics. ge) is very similar to the effect.

종래의 유도분극탐사에서 가장 큰 문제가 전자기 결합(Electromagnetic Coupling)이다. 이 전자기 결합은 같은 전자기장의 영향을 받는 회로간의 결합을 의미하는 것으로 실제 측정 자료에는 황화광물 등에 기인한 IP 효과뿐만 아니라 전자기 결합도 포함되어 있다. The biggest problem in the conventional inductive polarization exploration is the electromagnetic coupling (Electromagnetic Coupling). This electromagnetic coupling refers to the coupling between circuits affected by the same electromagnetic field. Actual measurement data includes electromagnetic coupling as well as IP effects due to sulfide minerals.

특히, 저비항대에서는 IP법 자료에 포함되어 있는 전자기 결합의 영향은 큰 문제가 되기 때문에 탐사결과로부터 지하의 광화대를 해석하거나 실내에서 암석 및 흙 시료의 IP 효과를 정확하게 측정하기에는 어려운 문제점이 있었던 것이다.
In particular, in low boiling zones, the influence of electromagnetic coupling included in the IP method is a big problem, which makes it difficult to interpret underground mineralization zones from the exploration results or to accurately measure the IP effect of rock and soil samples indoors. .

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점들을 개선시키기 위하여 안출된 것으로서 그 목적은, 실내에서 암석 및 흙 시료의 유도분극 효과를 손쉽고, 용이하게 측정하여 철, 구리, 니켈, 납, 코발트, 은, 아연 등의 황화광물의 분포 특성 및 광석의 품위나 점토광물의 함량을 가일층 정확하게 파악할 수 있도록 하며, 또한 상기 암석 및 흙 시료의 광대역 유도분극을 측정시 작업성을 용의하게 하기 위하여 암석 시료용과 흙 시료용 시료홀더(sampling holder)를 정밀하게 제작하고, 시료와 동판전극의 접촉저항을 줄이기 위하여 황산구리용액(CuSO4

Figure 112011072020669-pat00002
5H2O)으로 적신 필터지를 사용하여 측정값의 신뢰성을 보장할 수 있는 시료의 광대역 유도분극 측정 시스템을 제공하는데 있다.
The present invention has been made in order to improve the above-described conventional problems, the object of which is to easily and easily measure the induced polarization effect of rock and soil samples indoors, iron, copper, nickel, lead, cobalt, silver, zinc The distribution characteristics of sulfide minerals such as and the quality of the ore or the content of clay minerals can be grasped more accurately, and also the rock samples and soil samples to facilitate the workability when measuring the broadband induction polarization of the rock and soil samples Copper sulfate solution (CuSO4) to precisely manufacture the sample holder and to reduce the contact resistance between the sample and the copper electrode
Figure 112011072020669-pat00002
It is to provide a wideband inductive polarization measurement system of a sample that can guarantee the reliability of the measured value by using a filter paper soaked with 5H2O).

상기 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서 본 발명은, 암석과 흙 시료의 광대역 유도 분극(Spectral Induced Polarization ; SIP) 측정 시스템에 있어서,As a technical configuration for achieving the above object, the present invention, in the Spectral Induced Polarization (SIP) measurement system of rock and soil samples,

일정한 전류를 인가하는 송신기;A transmitter for applying a constant current;

상기 송신기와 연결 설치되어 주파수 영역에 따른 진폭 및 위상 자료를 측정하는 수신기;A receiver installed in connection with the transmitter to measure amplitude and phase data according to a frequency domain;

암석 및 흙 시료를 고정시키는 시료 홀더;A sample holder for holding rock and soil samples;

상기 시료 홀더의 내부에 전류전극(C1), 전위전극(P1) 및 시료와, 전위전극(P2), 전류전극(C2)이 순차로 배열되어 송신기 및 수신기와 연결 설치되는 4전극 배열부; 및A four-electrode array unit in which a current electrode C1, a potential electrode P1 and a sample, a potential electrode P2, and a current electrode C2 are sequentially arranged in the sample holder and connected to a transmitter and a receiver; And

상기 각각의 전류전극 및 전위전극 및 시료 사이에 접촉저항을 줄이기 위하여 삽입 고정토록 설치되는 필터지;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 시료의 광대역 유도 분극 측정 시스템을 마련함에 의한다.It is to provide a broadband induction polarization measurement system of the sample, characterized in that it comprises a; filter paper is inserted and fixed to reduce the contact resistance between each of the current electrode and potential electrode and the sample.

또한, 본 발명은 상기 전류전극(C1)(C2) 및 전위전극(P1)(P2)은 동판으로 이루어지며, 상기 필터지는 황산구리용액으로 포화(飽和)시켜 분극현상이 일어나지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is characterized in that the current electrode (C1) (C2) and the potential electrode (P1) (P2) is made of a copper plate, the filter paper is saturated with a copper sulfate solution so that polarization does not occur. .

또한, 상기 송신기는, 정 전류회로로 전류를 0.001~10 mA까지 조절할 수 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the transmitter is characterized in that the current can be adjusted to 0.001 ~ 10 mA in a constant current circuit.

또한, 본 발명은 상기 수신기는, 주파수 0.125∼1,024 Hz까지 광대역으로 선택하여 진폭과 위상을 측정할 수 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is characterized in that the receiver can measure the amplitude and phase by selecting a wide band up to a frequency of 0.125 to 1,024 Hz.

이에 더하여, 본 발명은 상기 시료 홀더는, 아크릴로 이루어져 사각형 형상으로 형성되어 시료 양측이 전위전극(P1)(P2)에 각각 밀착되어 고정토록 되는 것을 특징으로 한다.
In addition, the present invention is characterized in that the sample holder is made of acryl and formed in a rectangular shape so that both sides of the sample are brought into close contact with the potential electrodes P1 and P2, respectively.

삭제delete

이상과 같이 본 발명에 따른 시료의 광대역 유도분극 측정 시스템에 의하면, 실내에서 다양한 광석 시료의 유도분극 효과를 손쉽고, 용이하게 측정하여 철, 구리, 니켈, 납, 코발트, 은, 아연 등의 황화광물의 분포 특성을 파악할 수 있으며, 광석 내에 황화광물의 함량이 많을수록 유도분극효과가 크게 나타나기 때문에 광석의 품위 평가를 시도할 수 있다. 또한 흙 속에 포함되어 있는 점토광물이나 쓰레기 매립장의 침출수와 같은 오염물질 등에 의한 유도분극 효과를 측정할 수 있어, 광상탐사뿐만 아니라 환경오염 부지평가 등에도 사용할 수 있도록 한 것이다. 또한 암석 및 흙 시료의 광대역 유도분극을 측정할 때 암석 시료용과 흙 시료용 시료 홀더(sampling holder)를 이용하면 작업이 용의하며 시료와 동판전극의 접촉저항을 줄이기 위하여 황산구리용액으로 적신 필터지를 사용하여 측정값의 신뢰성을 보장할 수 있는 우수한 효과가 있다.
As described above, according to the broadband inductive polarization measurement system of a sample according to the present invention, sulfide minerals such as iron, copper, nickel, lead, cobalt, silver, and zinc can be easily and easily measured by measuring the inductive polarization effect of various ore samples indoors easily and easily. It is possible to grasp the distribution characteristics of, and the higher the content of sulfide minerals in the ore, the greater the induced polarization effect, so an attempt can be made to evaluate the quality of the ore. In addition, the effect of induced polarization caused by contaminants such as clay minerals contained in soil or leachate from landfills can be measured, so that it can be used not only for depositing mineral deposits but also for environmental pollution site evaluation. In addition, when measuring wideband induction polarization of rock and soil samples, sample holders for rock samples and soil samples are easy to work with, and filter paper soaked with copper sulfate solution is used to reduce contact resistance between sample and copper plate electrode. Therefore, there is an excellent effect to ensure the reliability of the measured value.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구 범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.While the invention has been shown and described with respect to specific embodiments thereof, it will be appreciated that various changes and modifications can be made in the art without departing from the spirit or scope of the invention as set forth in the claims below. It will be appreciated that those skilled in the art can easily know.

도 1은 종래 유도분극 탐사에서 관찰할 수 있는 전류 및 전위파형 도면으로서,
도 1a는 땅에 유도분극을 나타내는 특성이 없는 경우의 전류 및 전위 파형을 나타낸 도면.
도 1b는 땅에 유도분극을 나타내는 특성이 있는 경우의 전류 및 전위 파형을 나타낸 도면.
도 2는 일반적인 막 분극과 전극 분극에 의한 분극현상의 모식도로서.
도 2a는 이온의 정상분포 상태도.
도 2b는 다공질 사암에서 점토에 의한 막 분극 현상 상태도.
도 2c는 암석 내에 금속물질이 존재할 때 나타나는 전극 분극 현상 상태도.
도 3은 본 발명에 의한 시료의 광대역 유도분극 측정 시스템의 개략 구성도.
도 4는 본 발명인 시료의 광대역 유도분극 측정 시스템의 암석 시료용 시료 홀더의 내부 구조를 나타낸 요부 단면 구조도.
도 5는 본 발명인 시료의 광대역 유도분극 측정 시스템의 흙 시료용 시료 홀더의 내부 구조를 나타낸 요부 단면 구조도.
도 6은 본 발명인 시료의 광대역 유도분극 측정 시스템을 사용하여 미세 직경의 유리구슬에 황철석을 섞어 광대역 유도분극을 측정한 결과 그래프도.
도 9는 본 발명인 시료의 광대역 유도분극 측정 시스템을 사용하여 황철석을 함유한 응회암 암석시료의 광대역 유도분극 측정 결과 그래프도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10...송신기 11...전선
20...수신기 30...암석 시료용 시료 홀더
31...뚜껑 40...스핀들
50...흙 시료용 시료 홀더 60...필터지
C1, C2...전류전극 P1, P2...전위전극
1 is a diagram of current and potential waveforms that can be observed in a conventional inductive polarization exploration.
1A is a diagram showing current and potential waveforms when there is no characteristic indicating inductive polarization on the ground;
Fig. 1B is a diagram showing current and potential waveforms when there is a characteristic of inducing polarization on the ground;
2 is a schematic diagram of polarization phenomenon by general membrane polarization and electrode polarization.
Figure 2a is a normal distribution state of ions.
Figure 2b is a state of membrane polarization due to clay in porous sandstone.
Figure 2c is an electrode polarization phenomenon is shown when a metal material is present in the rock.
3 is a schematic configuration diagram of a broadband inductive polarization measurement system of a sample according to the present invention.
4 is a cross-sectional structural view showing the internal structure of the sample holder for rock samples of the broadband inductive polarization measurement system of the present inventors sample.
FIG. 5 is a sectional view showing the main parts of a structure of a sample holder for a soil sample in a broadband inductive polarization measurement system of a sample according to the present invention; FIG.
6 is a graph showing the results of measuring broadband induction polarization by mixing pyrite with fine diameter glass beads using a broadband induction polarization measurement system of a sample of the present invention.
9 is a graph showing the results of broadband induction polarization measurement of pyrite-containing tuff rock samples using the broadband induction polarization measurement system of the inventors'sample;
<Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10.Transmitter 11 ... Wire
20 ... Receiver 30 ... Sample holder for rock sample
31 Lid 40 ... Spindle
50 ... sample holder for soil samples 60 ... filter paper
C1, C2 ... Current electrode P1, P2 ... Potential electrode

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 의한 시료의 광대역 유도분극 측정 시스템의 개략 구성도이고, 도 4는 본 발명인 시료의 광대역 유도분극 측정 시스템의 암석 시료용 시료 홀더의 내부 구조를 나타낸 요부 단면 구조도, 도 5는 본 발명인 시료의 광대역 유도분극 측정 시스템의 흙 시료용 시료 홀더의 내부 구조를 나타낸 요부 단면 구조도로서, 본 발명의 시료 광대역 유도분극 측정 시스템은, 일정한 전류를 인가하는 송신기(10)와 전선(11)으로 수신기(20)가 연결 설치되어 진폭 및 위상 자료를 측정하도록 하며, 이때 상기 송신기(10) 및 수신기(20) 일측에는 암석 시료(S)가 압입 고정되는 암석 시료용 시료 홀더(30)가 위치되어 그 상측으로 뚜껑(31)이 착설토록 되고, 상기 암석 시료(S)의 양측이 전극에 각각 밀착되어 고정될 수 있도록 스핀들(40)로서 압입 고정토록 설치된다.FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a broadband inductive polarization measurement system for a sample according to the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional structural view showing the internal structure of a sample holder for rock samples in a broadband inductive polarization measurement system for a sample according to the present invention. Is a cross sectional structural view showing the internal structure of a sample holder for soil samples in a wideband inductive polarization measurement system of a sample according to the present invention, wherein the wideband inductive polarization measurement system of the present invention includes a transmitter 10 and a wire 11 for applying a constant current; The receiver 20 is connected to be installed to measure amplitude and phase data, and at this time, the sample holder 30 for the rock sample to which the rock sample S is press-fitted and fixed is provided at one side of the transmitter 10 and the receiver 20. The cap 31 is placed on the upper side thereof, and both sides of the rock sample S are installed to be press-fitted and fixed as the spindle 40 so that the two sides of the rock sample S can be fixed in close contact with each other. .

이때, 상기 시료 홀더는 작업성을 용의하게 하기 위하여 암석 시료용 시료 홀더(30)와 도 5에 도시한 바와같은 내부에 흙 시료(S')가 충진되는 흙 시료용 시료 홀더(50)로 구성되어 있으며, 그 내부에 전류전극(C1), 전위전극(P1) 및 시료(S)와, 전위전극(P2), 전류전극(C2)이 순차로 배열되는 4전극 배열을 사용하고 있으며, 이들은 상기 송신기(10) 및 수신기(20)와 전선(11)으로 연결되고, 상기 각각의 전류전극(C1)(C2) 및 전위전극(P1)(P2) 및 시료 사이에는 필터지(60)가 각각 삽입 고정토록 된다.At this time, the sample holder is a sample holder 30 for the rock sample filled with a sample holder 30 for the rock sample and the soil sample (S ') as shown in Figure 5 to facilitate workability And a four-electrode array in which the current electrode C1, the potential electrode P1 and the sample S, and the potential electrode P2 and the current electrode C2 are arranged in this order. The filter 10 is connected to the transmitter 10 and the receiver 20 and the wire 11, and the filter paper 60 is interposed between the current electrodes C1, C2, the potential electrodes P1, P2, and the sample, respectively. Insertion is fixed.

또한, 상기 암석 시료용 시료 홀더(30) 및 흙 시료용 시료 홀더(50)는, 각각 아크릴로 이루어져 사각형으로 형성되고, 상기 전류전극(C1)(C2) 및 전위전극(P1)(P2)은 동판으로 이루어지며, 상기 필터지는 황산구리용액(CuSO4

Figure 112011072020669-pat00003
5H2O)으로 포화(飽和)시켜 분극현상이 일어나지 않도록 하는 구성으로 이루어진다.
In addition, the sample holder 30 for rock samples and the sample holder 50 for soil samples are each made of acryl and have a rectangular shape, and the current electrodes C1, C2 and the potential electrodes P1, P2 are Copper plate, the filter paper copper sulfate solution (CuSO4
Figure 112011072020669-pat00003
5H 2 O) to prevent polarization from occurring.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.When explaining the embodiment of the present invention having such a configuration in detail as follows.

도 3에 도시한 바와 같이, 시료의 광대역 유도분극(Spectral Induced Polarization ; SIP)을 측정하기 위하여, 송신기(10)의 전류 인가를 위하여 랩 트랜스미터(Lab Transmitter)를 사용하며, 상기 송신기(10)와 전선(11)으로 연결 설치되어 진폭 및 위상 자료를 측정하는 수신기(20)는 GDP-32를 사용하였으며, 또한 시료를 내부에 삽입하여 고정하는 시료 홀더(30)는 아크릴로 이루어져 사각형 형상으로 형성시킨 후, 상측에 뚜껑부(31)를 개폐 가능토록 설치하여, 암석 또는 광석 시료의 경우 용이하게 삽입되어, 상기 송신기(10) 및 수신기(20) 일측에는 암석 시료의 양측이 전극에 각각 밀착되어 고정될 수 있도록 스핀들(40)로서 압입 고정한다.As shown in FIG. 3, a lab transmitter is used to apply a current of the transmitter 10 to measure the broadband induced polarization (SIP) of the sample. The receiver 20 connected to the wire 11 to measure amplitude and phase data was GDP-32, and the sample holder 30 for inserting and fixing a sample therein was made of acryl and formed into a rectangular shape. Then, the lid 31 is installed on the upper side so as to be opened and closed, and easily inserted in the case of a rock or ore sample, and both sides of the rock sample are fixed to one side of the transmitter 10 and the receiver 20 in close contact with the electrodes, respectively. It is press-fitted as the spindle 40 so that it may become possible.

또한, 상기 시료 홀더(30) 내부에 고정되는 시료의 광대역 유도분극 측정 시, 전류 전극(C1)(C2) 및 전위전극(P1)(P2)의 배열은 4전극법으로 전류전극(C1)-전위전극(P1)-시료-전위전극(P2)-전류전극(C2) 순으로 배열하며, 이때 상기 전류전극(C1)(C2) 및 전위전극(P1)(P2)은 동판으로 이루어져 원활한 광대역 유도분극 측정이 이루어질 수 있도록 한다.In addition, when measuring broadband induction polarization of a sample fixed inside the sample holder 30, the arrangement of the current electrodes C1 (C2) and the potential electrodes P1 (P2) is performed by the four-electrode method. Electrodes P1-Samples-Potential electrodes P2-Current electrodes C2 are arranged in this order, wherein the current electrodes C1 (C2) and the potential electrodes P1 (P2) are made of copper plates, thereby smooth broadband induction polarization. Allow measurement to be made.

계속해서, 상기 각각의 전류전극(C1)(C2) 및 전위전극(P1)(P2) 및 시료 사이에는 필터지(60)를 삽입하며, 이때 상기 필터지는 황산구리용액(CuSO4

Figure 112011024087894-pat00004
5H2O)으로 포화(飽和)시켜 분극현상이 일어나지 않도록 한다.Subsequently, a filter paper 60 is inserted between each of the current electrodes C1 (C2), the potential electrodes P1 (P2), and the sample, wherein the filter paper is a copper sulfate solution (CuSO4).
Figure 112011024087894-pat00004
5H 2 O) to prevent polarization.

상기 시료 홀더(30)내의 시료의 광대역 유도분극 측정을 위하여, 수신기의 주파수 영역은 0.125∼1,024 Hz까지 광대역으로 선택하여 진폭과 위상을 측정할 수 있도록 하며, 상기 주파수는 0.125, 0.25, 0.5, 1Hz까지는 1사이클(cycle)로 스트리킹(stacking)하고, 그 이후부터는 선택된 주파수만큼 자동적으로 스트리킹이 되도록 조정하며, 이때 상기 송신기(10)는 정 전류회로로 전류를 0.001~10mA까지 조절할 수 있도록 한다.
For wideband inductive polarization measurement of the sample in the sample holder 30, the frequency range of the receiver can be selected in a wide band from 0.125 to 1,024 Hz to measure amplitude and phase, and the frequency is 0.125, 0.25, 0.5, 1 Hz. Up to 1 cycle (stacking) and (stacking), and after that adjusts to automatically streaking by the selected frequency, the transmitter 10 to adjust the current to 0.001 ~ 10mA by a constant current circuit.

한편, 도 6은 본 발명인 시료의 광대역 유도분극 측정 시스템을 사용하여 미세 직경의 유리구슬(Glass bead)에 황철석을 섞어 광대역 유도분극을 측정한 결과를 나타낸 그래프로서, 상기 미세 직경의 유리구슬(Glass bead)를 사용하여 광대역 유도분극을 측정하는 방법은, 먼저 흙 시료용 시료 홀더(50) 내부에 흙 대신에 흙과 같은 역할을 수행하는 미세 직경의 유리구슬(Glass beads) 250g을 넣고, 0.01M의 묽은 황산구리용액(CuSO4

Figure 112011072020669-pat00005
5H2O)으로 포화시켜 광대역 유도분극을 측정한다. On the other hand, Figure 6 is a graph showing a result of measuring broadband induction polarization by mixing pyrite with fine diameter glass beads (Glass bead) using a broadband induction polarization measurement system of the present inventors, the glass beads of the fine diameter (Glass Method for measuring broadband induction polarization using bead), first put 250g of fine diameter glass beads (Glass beads) to play the role of soil instead of soil in the sample holder 50 for soil samples, 0.01M Diluted copper sulfate solution (CuSO4
Figure 112011072020669-pat00005
Saturate with 5H2O) and measure the broadband induction polarization.

이때, 사용한 주파수는 0.125∼1,024 Hz이며, 황철석의 중량비는 0.25%, 0.5%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%의 8단계로 증가시키면서 광대역 유도분극을 각 주파수별로 측정하여, 황철석 중량비에 따른 진폭(amplitude) 및 위상차(phase difference)의 변화를 관찰하였다. In this case, the frequency used is 0.125-1,024 Hz, and the weight ratio of pyrite is increased in eight steps of 0.25%, 0.5%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, and the broadband inductive polarization is performed at each frequency. By measurement, the change in amplitude and phase difference according to the pyrite weight ratio was observed.

상기 도 6의 그래프에서 확인되는 바와같이, 황철석의 중량비가 증가함에 따라 진폭은 고주파수에서 약간 감소하는 경향이 있으며, 위상차는 200 Hz 대역에서 증가하는 경향이 있음을 알 수 있다.As can be seen in the graph of FIG. 6, as the weight ratio of pyrite increases, the amplitude tends to decrease slightly at high frequencies, and the phase difference tends to increase in the 200 Hz band.

한편, 도 7는 우리나라 전라남도 해남군에 위치하고 있는 순신광산(국내 유일의 금 광산) 지역에서 시추한 암석 시료를 사용하여, 암석 시료용 시료홀더(30)에서 광대역 유도분극을 측정한 결과를 나타낸 그래프도로서, 상기 측정 결과에 의하면 측정 주파수에 따라 진폭(amplitude)과 위상차(phase difference)의 변화를 관찰할 수 없는데 반해, 황철석을 함유하고 있는 응회암 시료의 경우, 도 7의 그래프도에서 황철석을 섞은 미세 직경의 유리구슬(glass beads)의 측정 결과와 마찬가지로 진폭은 고주파수에서 약간 감소하는 경향이 있으며, 위상차는 10 Hz 대역에서 증가하는 경향이 있음을 알 수 있다.On the other hand, Figure 7 is a graph showing the results of measuring broadband induction polarization in the rock sample sample holder 30 using a rock sample drilled in the Sunshin mine (the only gold mine) located in Haenam-gun, Jeollanam-do, Korea As a result of the measurement, it is not possible to observe a change in amplitude and phase difference according to the measurement frequency, whereas in the case of tuff sample containing pyrite, fine pyrite mixed with pyrite in FIG. As with the measurement results of glass beads of diameter, the amplitude tends to decrease slightly at high frequencies, and the phase difference tends to increase in the 10 Hz band.

상기와 같은 미세 직경의 유리구슬(Glass deads)과 암석 시료의 광대역 유도분극 측정 결과로부터 황화광물인 황철석의 분포특성을 파악할 수 있으며, 주파수에 따른 위상차의 변화 크기로부터 황철석의 중량비를 용이하게 예측할 수 있는 것이다.
The distribution characteristics of pyrite, a sulfide mineral, can be grasped from the measurement results of the glass diameters of glass diameters and rock samples of the above-mentioned fine diameters, and the weight ratio of pyrite can be easily estimated from the magnitude of phase difference according to frequency. It is.

Claims (7)

시료의 광대역 유도 분극(Spectral Induced Polarization ; SIP) 측정 시스템에 있어서,
일정한 전류를 인가하는 송신기;
상기 송신기와 연결 설치되어 주파수 영역에 따른 진폭 및 위상차를 측정하는 수신기;
시료를 고정시키는 시료 홀더;
상기 시료 홀더의 내부에 전류전극(C1), 전위전극(P1) 및 시료와, 전위전극(P2), 전류전극(C2)이 순차로 배열되어 송신기 및 수신기와 연결 설치되는 4전극 배열부; 및
상기 각각의 전류전극 및 전위전극 및 시료 사이에 삽입 고정토록 설치되는 필터지;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 시료의 광대역 유도분극 측정 시스템.
In the Spectral Induced Polarization (SIP) Measurement System of Samples,
A transmitter for applying a constant current;
A receiver installed in connection with the transmitter and measuring an amplitude and a phase difference according to a frequency domain;
A sample holder for holding a sample;
A four-electrode array unit in which a current electrode C1, a potential electrode P1 and a sample, a potential electrode P2, and a current electrode C2 are sequentially arranged in the sample holder and connected to a transmitter and a receiver; And
Broadband inductive polarization measurement system of a sample, characterized in that it comprises a; filter paper is inserted and fixed between each of the current electrode and the potential electrode and the sample.
제 1항에 있어서, 상기 전류전극(C1)(C2) 및 전위전극(P1)(P2)은 동판으로 이루어진 것을 특징으로 하는 시료의 광대역 유도분극 측정 시스템.
2. The wideband inductive polarization measurement system of claim 1, wherein the current electrodes (C1) (C2) and the potential electrodes (P1) (P2) are made of copper plates.
제 1항에 있어서, 상기 필터지는 황산구리용액(CuSO4
Figure 112011024087894-pat00006
5H2O)으로 포화(飽和)시켜 분극현상이 일어나지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 시료의 광대역 유도분극 측정 시스템.
The method of claim 1, wherein the filter paper copper sulfate solution (CuSO4
Figure 112011024087894-pat00006
5H 2 O) Saturation (5H 2 O) so that the polarization phenomenon does not occur, the broadband inductive polarization measurement system of the sample.
제 1항에 있어서, 상기 송신기는, 정 전류회로로 전류를 0.001~10mA까지 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 시료의 광대역 유도 분극 측정 시스템.
The wideband inductive polarization measurement system of claim 1, wherein the transmitter is capable of adjusting a current from 0.001 to 10 mA in a constant current circuit.
제 1항에 있어서, 상기 수신기는, 주파수 0.125∼1,024 Hz까지 광대역으로 선택하여 진폭과 위상차를 측정할 수 있는 것을 특징으로 하는 시료의 광대역 유도 분극 측정 시스템.
The wideband inductive polarization measurement system according to claim 1, wherein the receiver can measure the amplitude and the phase difference by selecting a wide band up to a frequency of 0.125 to 1,024 Hz.
제 1항에 있어서, 상기 시료 홀더는, 아크릴로 이루어져 사각형 형상으로 형성되어 시료 양측이 전위전극(P1)(P2)에 각각 밀착되어 고정토록 되는 것을 특징으로 하는 시료의 광대역 유도 분극 측정 시스템.The wideband inductive polarization measurement system of claim 1, wherein the sample holder is made of acryl and is formed in a rectangular shape so that both sides of the sample are in close contact with and fixed to the potential electrodes (P1) and (P2), respectively. 삭제delete
KR1020110030355A 2011-04-01 2011-04-01 A spectral induced polarization measurement system of samples KR101082264B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110030355A KR101082264B1 (en) 2011-04-01 2011-04-01 A spectral induced polarization measurement system of samples

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110030355A KR101082264B1 (en) 2011-04-01 2011-04-01 A spectral induced polarization measurement system of samples

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101082264B1 true KR101082264B1 (en) 2011-11-09

Family

ID=45397512

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110030355A KR101082264B1 (en) 2011-04-01 2011-04-01 A spectral induced polarization measurement system of samples

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101082264B1 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102818830A (en) * 2012-08-18 2012-12-12 中国石油化工股份有限公司 High temperature and high pressure core induced polarization potential measurement holder
CN102817608A (en) * 2012-08-18 2012-12-12 中国石油化工股份有限公司 Array type electrode system for induced polarization potential logging instrument
CN103267977A (en) * 2013-04-24 2013-08-28 山东理工大学 Underground construction surrounding rock disaster whole time interval induced polarization monitoring method
KR101436259B1 (en) 2013-07-30 2014-08-29 한국지질자원연구원 Apparatus for content calculation of sulfide minerals using spectral induced polarization responses
KR101436260B1 (en) 2013-07-30 2014-08-29 한국지질자원연구원 Method for content calculation of sulfide minerals using spectral induced polarization responses
KR102223996B1 (en) 2019-11-21 2021-03-09 한국과학기술연구원 Holder for measuring electrical properties of rock sample and measuring device using the same
KR20210147509A (en) * 2020-05-29 2021-12-07 한국과학기술연구원 Method for monitoring soil with stabilizer using induced polarization survey

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5970989A (en) 1982-10-16 1984-04-21 Masao Irie Chargeability measuring apparatus for exploration of underground water
KR100926318B1 (en) 2008-01-11 2009-11-12 한국지질자원연구원 Holder for measuring electrical resistivity and apparatus for measuring electrical resistivity

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5970989A (en) 1982-10-16 1984-04-21 Masao Irie Chargeability measuring apparatus for exploration of underground water
KR100926318B1 (en) 2008-01-11 2009-11-12 한국지질자원연구원 Holder for measuring electrical resistivity and apparatus for measuring electrical resistivity

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102818830A (en) * 2012-08-18 2012-12-12 中国石油化工股份有限公司 High temperature and high pressure core induced polarization potential measurement holder
CN102817608A (en) * 2012-08-18 2012-12-12 中国石油化工股份有限公司 Array type electrode system for induced polarization potential logging instrument
CN103267977A (en) * 2013-04-24 2013-08-28 山东理工大学 Underground construction surrounding rock disaster whole time interval induced polarization monitoring method
KR101436259B1 (en) 2013-07-30 2014-08-29 한국지질자원연구원 Apparatus for content calculation of sulfide minerals using spectral induced polarization responses
KR101436260B1 (en) 2013-07-30 2014-08-29 한국지질자원연구원 Method for content calculation of sulfide minerals using spectral induced polarization responses
KR102223996B1 (en) 2019-11-21 2021-03-09 한국과학기술연구원 Holder for measuring electrical properties of rock sample and measuring device using the same
KR20210147509A (en) * 2020-05-29 2021-12-07 한국과학기술연구원 Method for monitoring soil with stabilizer using induced polarization survey
KR102338724B1 (en) * 2020-05-29 2021-12-14 한국과학기술연구원 Method for monitoring soil with stabilizer using induced polarization survey

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101082264B1 (en) A spectral induced polarization measurement system of samples
Mao et al. Induced polarization response of porous media with metallic particles—Part 4: Detection of metallic and nonmetallic targets in time-domain-induced polarization tomography
CN104090001A (en) Method for evaluating corrosivity of polluted soil
CN102636535B (en) Method for constructing modified carbon paste electrode by hydrotalcite composite material as well as electrochemical determination method of super-trace heavy metal ions and application thereof
Fraser et al. Conductivity spectra of rocks from the Craigmont ore environment
CN110988044A (en) Method for judging biological quartz based on rock complex resistivity test
Tavakoli et al. Geophysical modelling of the central Skellefte district, Northern Sweden; an integrated model based on the electrical, potential field and petrophysical data
Asadi et al. Electro-osmotic permeability coefficient of peat with different degree of humification
Vella et al. Electrical Properties of Magnetite-and Hematite-Rich Rocks andOres
Wu et al. Effects of salinity and pH on the spectral induced polarization signals of graphite particles
Lei et al. Experimental study on characteristics of water containing coal complex resistivity dispersion
Eduful et al. Palm kernel oil cake as an alternative to earth resistance-reducing agent
Ban et al. Study on permeability and electrical resistivity of red clay contaminated By Cu2+
CN102692652B (en) Dual electric quantity measuring method and application for ionic conductor
CN202116649U (en) Indoor simulation device of regional cathodic protection and grounding system interference testing
CN107589169A (en) The apparatus and method of cadmium ion in a kind of detection water
Levitskaya et al. Polarization processes in rocks: 2. Complex Dielectric Permittivity method
Marinho et al. Complex resistivity measurements on plugs from corvina oil field, campos basin, brazil
Burtman et al. Advances in experimental research of induced polarization effect in reservoir rocks
KR101084913B1 (en) A development of probe for spectral induced polarization survey in borehole
Park et al. SIP response of sulfide minerals in artificial specimen
Joseph The Application of Spectral Induced Polarization to Determination of Hydraulic Conductivity
Barreto et al. Complex resistivity decomposition of the Dias's model in partition fractions applied to electrolyte salinity, clay content and hydraulic permeability determination
KR102223996B1 (en) Holder for measuring electrical properties of rock sample and measuring device using the same
Turai Application possibilities of IP method in the fields of environmental protection, ore-and direct hydrocarbon exploration

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140925

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151001

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161004

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170918

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180927

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191001

Year of fee payment: 9