电阻率法的仪器
发布网友
发布时间：2022-04-25 00:01
共1个回答
热心网友
时间：2023-10-16 06:33
在电阻率法中待测参数均为视电阻率ρs值。但它不是一个直接测得值，而是根据测量相应的ΔUMN和I值用视电阻率公式算得的，故电阻率法仪器的任务便是测量电位差ΔUMN和电流I。
1.对电测仪器的要求
为了便于观测和保证精度，要求供电电源输出稳定，电压连续可调，而对接收机做以下要求：
1)灵敏度高。仪器灵敏度越高，可测的ΔUMN值越小。在ρs一定的条件下，ΔUMN与I成正比。因此，提高仪器灵敏度可减小供电电流，有利于减轻电源重量和减小供电电极数目，并可用细的供电导线，从而使整个装备轻便。
2)抗干扰能力强。仪器要求对50 Hz工业干扰信号和各种偶然干扰具有很强的抑制能力，以保证仪器的高灵敏度。
3)稳定性高。野外用的仪器要求能够适应各种气候条件，因此仪器应能在相当大的温度和湿度范围内保持性能稳定。
4)输入阻抗高。要使在野外接地条件改变的情况下仪器仍能保持所需精度，要求仪器具有较高的输入阻抗。
2.自动补偿仪及工作原理
电法勘探中常用的仪器较多，但使用较普遍的一种是具有电流负反馈的自动补偿仪。这类仪器也适用于其他各种直流电法。这里就不讨论具体线路，仅对自动补偿的原理作简要介绍。图4-68所示的是自动补偿仪的原理线路图。
图4-68 电子自动补偿(电位)仪的原理线路图
当仪器与测量电极M、N接通后，设待测电位差为ΔUMN，这时仪器的输入回路中有i1通过，并在电阻R入的两端产生电位差ΔU入，继而由于放大器K的作用，在其输出端形成电位差ΔU出，并在输出回路中有电流i2，i2流过反馈电阻RK时，使RK的两端产生电位差ΔU=i2·RK。因为上述过程几乎是同时完成的，且ΔU出与ΔU入有180°的相位差(即二者方向相反)，故对于放大器而言，输入的电压就不仅是ΔUMN，而且还有ΔUK。另一方面，在输入电阻R入很大的条件下(约10～15mΩ)，由接地电阻RMN引出的观测误差可忽略；i1在RK上产生的电位降很小，也可以不予考虑。因此有
ΔU入=ΔUMN-ΔUK(4-38)
由此式可见，如果能使 ΔU入≈0，则ΔUMN≈ΔUK，就可以通过观测ΔUK而确定ΔUMN。为此目的，采用了“自动补偿”方法。即：在线路中只要ΔUMN＞ΔUK，就会有ΔU入进入放大器，从而导致反馈电流i2增加，ΔUK亦随之增大。如此循环下去，ΔUK便迅速趋于ΔUMN。当ΔUK增大到与ΔUMN处于动态平衡时，i2不再增加，这时
ΔUMN≈ΔUK=i2RK
因而
普通物探
即反馈电流i2与待测电位差成正比关系(RK为固定值)。所以，i2的大小可以直接指示ΔUMN的大小。为此，只要将串接在输出回路中的微安电表μA的电流刻度改为相应的电位差刻度，就能直接读出待测电位差ΔUMN的数值(一般为毫伏数)。
为了测定通过供电电极A和B送到地下的电流I，可在供电回路中串联一个标准电阻R0，用自动补偿仪测量供电时R0两端的电位差ΔU0。一般采用的R0为0.1Ω，于是根据欧姆定律I=ΔU0/R0，可将测出的电位差数字乘以10，便得到电流I的毫安数。
3.DWD-2 A微机电测仪及工作原理
DWD-2A型微机电测仪是微处理机控制的智能式电法仪器。该仪器采用直接放大式测量原理观测电位差(ΔUMN)。其结构框图如图4-69。
图4-69 DWD-2A型微机电测仪结构框图
仪器使用80C39单片机完成整机的自动控制与数据处理。仪器的输入转换开关受计算机“ΔV/I”控制信号控制(信号为零时测ΔUMN；为1时测IAB)。而“调零”控制信号控制输入短路开关，当信号为1时仪器输入短路，进行放大器零点检查；反之进入测量状态。仪器的放大电路部分由4级运算放大器组成，输入级采用前3级构成差动放大器，并将MN端输入信号与D/A转换器送来的极化补偿信号进行比较以进行极化补偿，第四级运放是增益，受计算机控制的程控放大器。该仪器极化补偿原理是：供电前测出MN间的极差(含自然电位值)，然后进行A/D转换，由计算机算出其大小，再经过D/A转换、D/A反相及D/A衰减后输出补偿信号至输入级进行极化补偿。仪器通过自动供电控制电路，控制高压回路中V—MOS开关的通断以实现供电。
