多功能直流电法仪DZD-6使用说明书

DZD 6多功能直流电法仪使用说明书中装集团重庆地质仪器厂2002年1月目 录一 概述.1二 仪器主要特点和功能.1三 仪器主要技术指标.1四 仪器结构.2五 操作说明.351 开机与对比度的调解.352 一键一功能方式.453 测量.654 关机.755 测量操作一般工作流程.756 野外操作实例.757 操作注意事项.958 串行接口的使用.10六 仪器的维修和保养.11附录一：电极排列的说明 .12附录二：仪器的成套性 19附录三：存储数据排列格式.19附录四：装置的电极距选择规则.20附录五：通讯程序.22附录六：.2361 测量数据存储的说明.2362 关于屏幕显示曲线画法的说明.2363 该仪器在做复合四极法和联合剖面法中的实际应用.2564 本仪器所设计的部分参数的定义说明 27附录七：问题解答.29附录八：一、 找水实例的曲线解释.30二、 找矿实例.31一. 概述： DZD6型多功能直流电法仪，是我厂参照国外先进电法仪器的基础上，结合我国国情和我厂多年生产电法仪器的经验，精心研制的新一代直流电法仪器。它将传统电法仪器的发射机和接收机组装在一个箱体里，可直接用于电阻率法和激发极化法的测量。可直接显示所测得的参数值；如视电阻率Rs值；视激化率M S1MS6六个值；半衰时TH值；衰减度D值；偏离度g值及综合参数值Zp以及电流I和电压V的平均值。该仪器广泛用于寻找地下水源，解决人畜用水及工农业用水问题。用于水文工程，环境的地质勘探及高分辨电阻率法工程地质勘探，用于金属与非金属矿产资源勘探，能源勘探，城市物探，铁道及桥梁工程勘探，并用于找地热，确定水库坝基和防洪大堤隐患位置等。二仪器主要特点和功能：1. 发射、接收一体化，轻便。2. 全部采用CMOS大规模集成电路，整机集体积小、耗电低、功能多。3. 采用多级滤波及信号增强技术和数字滤波，抗干扰能力强，测量精度高。4. 自动进行自然电位、飘移及电极极化补偿。5. 接收部分有瞬间过压输入保护能力，发射部分有过压、过流及AB开路保护能力。6. 大屏幕显示：可见整条测线上视电阻率RS 、视激化率MS1 、半衰时TH 及偏离度g，四参数在显示器上绘成曲线（分屏显示），测量结果直观明了。7. 汉字对话，全汉字触摸面板、汉字显示九种野外常用方式，除清除键外，采用一键一功能，操作方便，避免下拉菜单的繁琐操作，整个面板只有24个键。8. 参数设置：可任意设定供电时间（159s）并有10种野外常用工作方式选择及其极距常数的输入与计算功能。9. 多参数测量：可测量并存储自然电位、一次电位和电流、视电阻率、视极化率、半衰时、衰减度、偏离度和综合参数等。10. 掉电保护：具有掉电数据不掉功能，能存储1MB个数据。11. 标准接口：配备的RS232C 接口能与其他微机联机工作。12. 故障诊断：诊断程序可快速准确的判断出故障所在位置及主要损坏器件。全密封结构具有防水，防尘，寿命长等的优点。三仪器主要技术指标:1 接收部分:n 电压测量范围：6Vn 电压测量精度：1%1个字 n 输入阻抗：30Mn 视极化率测量精度： 1%1个字n 电流测量范围：5An 电流测量精度：1%1个字n 对50HZ工频干扰压制优于80dB。 n SP补偿范围：1V。2 发射部分：n 最大供电电压：900V。n 最大供电电流：5A。n 供电脉冲宽度：159s，占空比1:1。3 其它：n 工作温度：-1050，95%RH。n 储存温度：-2060，n 仪器电源：1号电池（或同样规格的电池）8节。n 重量： 5A。11 发生过流保护时，显示PROTECTED。重新测量时，需要关机一次，并将高压断掉，经检查排除故障后，再开机。，12 测量电池电压正常，但测量其他参数不准确，或差异很大，检查M、N电极是否接地良好及不极化电极中的硫酸铜溶液是否饱和。13 如果供电部分不正常，检查A、B是否短路（因本机有过流保护功能，一旦发生过流，只有关机后，再开机方能重新供电），保险管是否已断或接触不良，IGBT管是否已坏。可测IGBT管C、E两极是否被击穿、短路，或按测量键，用万用表检测G、E两极应大于+10V正方波输出。如有10V输出，说明供电脉冲正常，可能是IGBT管有问题。14 串行口RS232不能通讯，检查通讯电缆是否断线，通讯口连接与设定是否一致。 电缆连接方式：七芯快速插头 1 2 计算机RS232九芯插头 2 5 3 3 15检查CPU板各控制信号是否正常送出。16观察是否有震松的器件或插头。17因为本仪器全部采用CMOS器件，故使用电烙铁必须良好接地或用余热焊接。18如整机开机不工作，检查电源线是否脱落。 总之，在发生故障时，首先检查各连接环节（比如电极与大地，电极与仪器，直流高压电源与仪器等）是否良好，然后按上面的步骤检查仪器。 仪器保养1 每次工作后，应将电池取出，防止漏液。还应用脱脂棉蘸少许水将仪器显示窗、面板、直流高压线、外壳擦拭干净，严禁用有机溶剂（如酒精等）擦拭。2 仪器不应长期存放在潮湿或有腐蚀性气体的环境中。3 严禁将仪器工作或存放在-20以下的温度环境中。附录一：电极排列的说明 用直流供电来测量大地电阻率的方法：通过两个电极（用A和B表示）向大地发射电流，电流产生等位线分布，用另外两个电极（用M和N表示）来测量电位差。其视电阻率定义为：=，其中几何因素K只与野外的几何排列有关。 + - a b X A M O N B 图一 四极垂向电测深（4PVES）用四极装置测定岩石电阻率。电法勘测的物质基础是岩石、矿石具有导电性差异，对于电阻率法是利用岩（矿）石电阻率的差异，因此在实际工作中就要测定岩（矿）石电阻率。测定方法，用四极装置测定如图一所示，地下为均匀各向同性岩石，供电电流通过导线和打入地下的A、B两电极，在地下建立起两个异性点电源的稳定电场。根据电位公式（电位叠加原理）可以直接写出地面任意两点M及N的电位： .(1) .(2)式中AM、BM、AN、BN分别为点电源A和B到M和N点的距离。于是可求出M、N两点的电位差：(3)根据上式可以得到测定电阻率的公式如下：K称为“装置系数”或“布极常数”，单位为米，从图一上可看出： .(4)其中 .(5) .(6) .(7)令：O为AB和MN中点,将a、b分别代入（5）中，则有： 1 四极垂向电测深如图一（4PVES）。在这种排列方式中MN对称地置于AB的中心两侧，原点O是它们的公共中心点。当保持中点O是固定的时候，测量的深度是通过增加AB供电线长度来实现的。.(8)K的简化公式为（假如AB/2MN/2）令AB/2=a和MN/2=b2 三极垂向电测深（3PVES）电极B固定在足够远的地方，使和 可以忽略不计，由于定点O总是MN的中点，可以通过移动A来实现测深。 X A M O N B 图2 3PVES 这时a=OB和b=MN/2。3 四极电剖面测量（4PPRFL）四个电极沿X轴移动的动源电剖面测量（PROFLED）是用来研究电阻率的横向变化，由于这些电极的相对位置保持恒定。本剖面的K值是常数。原点O是X轴上一个固定点（通常是选定MN最初的中点）。 位置一： X A M O N B位置二： X A M O N B 图三 4PPRFLK始终为 4 三极剖面(联合剖面)测量（3PPREL）电极B放在无穷远处，AMN沿测线同时移动,各电极间相对距离保持不变。K始终为5 矩形（RECTGL）（中间梯度）这种排列供电电极AB是固定的，测量电极MN在AB中部1/3的范围内移动，此外，MN极还可以在离开AB连线一定距离（AB/6范围内）且与之平行的旁测线上进行观测，这种排列实用于观察所要探测的相对地表一定深度的电阻率变化，原点O选择AB的中点，除了a=AB/2和b=MN/2以外的几何因素，还有MN中点的坐标（即OX，OY）。 Y M N Y X A O X B 图四 RECTGL则K表达式为：6 偶极偶极（DIPOLE）如图五所示，这种装置的特点是供电电极AB和测量电极MN均采用偶极子，并分开有一定距离。由于四个电极都在一条线上，故又称轴向偶极。其中，原点取OO中点（O为AB中点，O为MN中点），它适用于研究沿着剖面不同深度电阻率的变化。剖面的延伸是通过同时移动AB和MN（通常移动距离为d）来实现的。 取AB=MN=d（d为偶极子长度），OO=nd（n为正整数），n为电极的间隔系数，则K=pn(n2-1)d d (n-1)d d O O A B M N 图五 DIPOL 7 井中激电地井方位测量K值计算公式（IPBUR） A4 （负） A1（主） A2（反） t R O t b a H O M A3（负） N Z 图六 （IPBUR）（1） 有关规定：a主方位：供电A供电电极方位：极位于勘探线上，钻孔向A极倾斜如图六中A1极。b反方位：供电极A极位于勘测线上，但钻孔倾向不向A极方向，如图六中A2极。c副方位：供电极不在勘探线上，而是位于勘探线垂直的两侧方位，如图中A3，A4极。R：供电电极与到井孔口0的距离，即OA1=OA2=OA3=OA4=Rd：钻孔与铅垂线的夹角（a）B：钻孔与水平线的夹角（b）（2） 有关的是：主方位：b=90-a反方位：b=90+a副方位：b=90（3） 计算公式（K值）THFTA为仪器显示的角度，代表b角值 其中 8 五极纵轴电测深： Y N M Y2 Y1 B1 L A B2 图七 五极纵轴电测深电极布置平面图A为原点，中心供电电极电流强度为+I，两侧供电电极B1、B2处电流强度为-I/2测量电极MN沿纵轴Y移动。五极纵轴测深装置的电流密度主要分布在h 20mV的前提下，尽量缩小MN极距，可以将这一干扰的影响降到最低程度。（4） 在正常使用中，供电电极距AB和测量电极距MN比例要根据不同地区合理的选择，最大MN=AB/5也就可以了。（5） 供电极距大小应视所有电源设备功率大小、测量仪器的检测能力、地电条件和工区的施工条件。（二） 观测方法与技术要求1） 断电后某一瞬间的二次场电位差DV2一般不应小于0.15mV，在有明显游散电流干扰的地区，允许的DV2最小值应根据干扰幅度适当的增大对于用激 电衰减特性找水，DV2最小值应适当增大。在干扰小的地区DV2值应大于0.5mV。2） 观测供电电流强度，总电场电位差和断电后某一瞬间的二次场电位差时，应尽量读取三位数字。3）凡出现下述情况之一，需要重复观测。a 测量结果发现有明显的干扰现象，单次观测难以保证最终结果的精度时。b 视极化率异常有突变点，MS值有明显的上升势头，或七个MS值有明显的不成衰减规律时。（三） 困难条件下的观测和处理：1. 观测点甚远无法工作时，应检查仪器。当确信仪器性能正常，而是由外部 因素造成时，可根据其特点进行分析、判断并给予处理。 常见的由外部因素造成的观测困难现象及原因有以下几种：1） 仪器无输出，液晶显示I=0说明供电回路和测量回路都没有接通，如果 液晶显示AVR V=0.0mV、AVR I=0，注意测量回路（MN）没接 通。如果高压输入端电源极性接反也没有输出，液晶显示 RO=*I=0ERROR。2） 按SP键如果液晶显示器有自然电位显示值，再测一次自电值若基本相 同，说明MN回路是通路的，如果两次测量值根本不同，说明MN回 路没有接收。3） 按SP键，每次测的自然电位差值变化很大时，可能是测量导线随机摆动或严重漏电，不极化电极与金属器具碰接，电极附近有机械震动或不规律的游散电流干扰引起的。测量电极漏电也常表现为二次场电位差衰变不正常，会出现负值。4） 反向视极化率的差异，可能与供电电极极化、正反向电流差异、天然场 的变化和某些金属矿体的阳极极化与阴极极化的不同过程的因素有关。在野外的条件下，应注意排除人为因素的影响，在工作中严禁把MN换向；如发现电极或供电电流不稳；供电电极A、B接地电阻差异大；供电电极极化等。2. 视极化率观测值很大甚至接近100%或二次场电位差很大，引起这种现象可能是由地质因素造成的电场畸变；或是由低阻覆盖层的感应作用造成的，或是由外接高压电池或发电机供电电压不足、不稳造成的。3. 利用SP键，观测某一地区自然电位和工业游散电流的变化情况，如发现变化很大，严重影响观测精度时，应通过实践摸索抑制或排除的措施。应注意观察，弄清其在时间、分布地段和方向上的特点，然后采取相应措施。（四） 不极化电极的使用 不极化电极的制作：（1） 将瓶用清水洗净，或放入沸水中将污物或有机物除去，以保证瓶底部素 瓷的毛细孔通畅。（2） 铜棒或铜条用细砂纸擦净，或浸在1520%的硝酸溶液中洗涤23秒钟后用清水洗净，棉花擦干。（3） 将硫酸铜（CuSu4、5H2O化学纯），倒入蒸馏水搪瓷缸中加热煮沸，使 硫酸铜在蒸馏水中完全溶解，达到饱和状态，并过滤。（4） 将煮沸后的饱和硫酸铜溶液倒入瓶内，必须保证铜棒浸入溶液深度大于 5cm以上。（5） 测定电极极差。将两个不极化电极放在装有硫酸铜溶液的瓷缸或玻璃缸 内，用数字万用表测量的极差若大于2mV应将铜棒抽出放入装有硫酸铜 溶液的同一缸中。测量两个铜棒的极差，若超过1mV，应将铜棒再放入 硝酸溶液中洗净，极差变化小于001mv/5分钟。（6） 供电时间的选择（脉宽）单纯做电阻率法，供电时间T选择0.52秒；做激发极化法，找矿可为T=2秒，找水普查T=5秒，基岩上找水T=10秒，江河旁找水，如长江附近，T选20秒适宜。附录五：通讯程序DZDCOMUS.BAS10 REM dzd-2&3&4 & ibm-pc communication20 DEFINT I,J,K,L,M,N,S,P30 DIM C(8000)40 COLOR 15,0:CLS:CLOSE50 INPUTWANT TO RECEIVE STORE No. : ,K60 PRINT Please turn on your DZD-2&3&470 IF INKEY$= THEN 7080 IF L0 AND L1 THEN 9090 INPUTSERIAL NO. 0/1:0-COM1,1-COM2?;M100 INPUTBAUTE RATE 0/1:0-2400(dzd-2),1-4800(dzd-3&4)?;L110 IF M0 AND M1 THEN 100120 IF M=0 AND L=0 THEN OPEN COM1:2400,n,8,1,rs,ds,cs,cd AS #1130 IF M=0 AND L=1 THEN OPEN COM1:4800,n,8,1,rs,ds,cs,cd AS #1140 IF M=1 AND L=0 THEN OPEN COM2:2400,n,8,1,rs,ds,cs,cd AS #1150 IF M=1 AND L=1 THEN OPEN COM2:4800,n,8,1,rs,ds,cs,cd AS #1160 INPUT Do you want to save ?(y/n):,V$170 IF V$y AND V$Y THEN 190180 INPUT PLEASE INPUT SOURCE DATA FILE NAME:,PAT$190 PRINT Press REMOTE key on your DZD-2&3&4200 LINE INPUT #1,A$:PRINT A$210 FOR I=1 TO K220 PRINT :PRINT I;230 FOR J=1 TO 20240 LINE INPUT #1,A$250 B$=MID$(A$,2,8)260 S=(I-1)*20+J270 C(S)=VAL(B$)280 IF J=13 THEN C(I-1)*20+13)=C(I-1)*20+13)/1000290 PRINT C(S);300 NEXT J310 NEXT I320 REM FOR I=1 TO 20*K:C(I-1)*20+13)=C(I-1)*20+13)/1000:NEXT I330 IF V$y AND V$Y THEN 360340 OPEN o,#2,PAT$350 FOR J=1 TO 8000:PRINT #2,C(J):NEXT J360 CLOSE370 PRINT Receiving end38