电法课程设计

1、激发极化法电测深一、设计的目的1、掌握WDJD2多功能数字直流激电仪的基本操作及使用方法。2、熟悉激电剖面工作布置及测量方法。3、了解几种地质体上异常特性。4、学会对WDJD2多功能数字直流激电仪的稳定性、一致性等检 查。二、设计的原理在充电和放电过程中，由于电化学作用引起的这种随时间缓慢变 化的附加电场现象，称为激发极化效应（IP效应），激发极化法是以 不同岩矿石的激电效应之差异为物质基础 ，通过观测和研究大地 激电效应，以探查地下地质情况的一种勘探方法。关于岩石激发极 化的成因,存在较多争论，大多数人认为，岩石的激发极化效应与岩 石颗粒和周围溶液界面上的双电层有关。基于岩石颗粒-溶液界面

2、上双电层的分散结构和分散区内存在可以沿界面移动的阳离子这 一特点，提出关于其产生机理的有代表性的两种假说：一是双电层 形变假说，即在外电流作用下，岩石颗粒表面双电层分散区中的阳 离子发生移动，形成双电层形变，当外电流断去后，堆积的离子放电， 以恢复到平衡状态，从而观测到激发极化电场。双电层形变激发极 化形成的速度和放电的快慢，决定于离子沿颗粒表面移动的速度 和路径长度，因而较大的岩石颗粒将有较大的时间常数（即充电或 放电快慢）。二是薄膜极化假说：简单地说，就是电流流过宽窄不 同的空隙时，形成离子浓度变化，当外电流断掉以后，由于离子的扩 散作用,离子浓度将逐渐消失，恢复到原来的状态，与此同时形成

3、扩 散电位，这便是离子导体上观测到的激发极化。进一步的研究表明， 矿物颗粒细小（如由黏土矿物组成）的岩石，充、放电速度很快，而颗 粒较粗（如砂或砂砾组成）的岩石，充、放电速度则较慢。三、实验设备WDJD-2多功能数字直流激电仪一台绝缘垫片不极化电极X2供电电极X6 （铁电极）电池箱（90V） X2,地质锤X 4罗盘X1测绳（100米）X1工具包（万用表，胶布，螺丝刀，老虎钳）手持GPS电线（含线架180 180 40 40） X4对讲机X4备用电池（1号）X 8水壶X2砍刀X2 盐X2四、实验内容（1）仪器性能检查不极化电极不极化电极内阻要求小于2KQ。每组不极化电极间的电位差要求小于2mV。

4、导线导线的规格和数量应根据用途、电极距大小、供电电流强度和工 区自然条件选择，一般选择内阻小、轻便、强度高的导线。要求导线 内阻小于100/Km，耐压高于发送机的工作电压。导线的绝缘电阻应 每公里大于2M0 /500V。对于长度为D（Km）的导线，其绝缘电阻 应大于2/D（K0）。仪器一致性检查在极化率变化较大的异常地段、测点数大于20、选择AB、MN、 和1，使乙U1在100mV以上，各台仪器在相同条件下往返观测。取 均方误差最小的一台仪器为“标准”，分别计算各台仪器与“标准” 仪器的均方相对误差。计算均方相对误差的公式为：M = 上 门LSi Ei I 门 Si J 式中：*为第i点被测仪

5、器观测数据；门；,为第i点“标准”仪器观测数据； n为参加统计计算的测点数。当某台仪器计算的均方相对误差大于设计总精度的2/3时，应对 该仪器进行调试，使其达到要求或不在本测区使用。装置类型选择激电测深采用不等比对称四极装置。仪器参数的选择充、放电时间和供电周期的选择该系统发射机的供电制式为双向短脉冲制式，占空比1:1。延时的选择为减小电磁耦合效应对激电法的干扰，应尽量选择较长的延时， 一般选为几百毫秒，当延时大于500ms时，电磁耦合效应对直流激 电法的影响可忽略不计。同时，延时太大会降低观测精度。一般选择 200-400ms。采样宽度为提高观测精度，采样宽度应适当大些，叠加次数增加叠加次数

6、，可提高观测精度和抗干扰能力，同时叠加次数多，生 产效率低，所以，选择时应考虑以上因数。极距的选择电极排列方向的选择电极排列方向应视任务而定，当要研究极化体的产状时，电极排 列方向应垂直于极化体的走向布极；当要确定极化体的走向长度时， 应顺极化体走向布极；当极化体上方地形起伏较大时，电极排列方向 应尽可能与地形等高线一致；当研究极化体的方向性时，可做十字测 深。极距的选择在模数为6.25cm的对数纸上，取0.8-1.2cm长且使其均匀分布， 相应的段长作为供电极距。不等比装置的测量极距MN与供电极距 AB的比，一般保持在1/3-1/30的范围；等比装置的测量极距MN与 供电极距AB的比，一般保

7、持在1/3-1/100激电测深极距表U K为提高信噪比，要求有足够大的供电电流，即I，奇。当工作 地区的干扰比较小时，AU2值要求不小于0.5 mV;当工作地区有明显 干扰时，AU 2值应为干扰信号幅值的三倍。对于中梯装置供电电极兀（48）20.000125兀（A82AB中点的测点而言，K R 4MN , I，一门SPSMN o（6）测量要求及电参数记录日期 工区 装置 仪器号 天气布极方向 AB MN 供电时间延时 备注点八、号r章SpVpIpMMMMr测M12340量备NK(mv )(mv )(mA )(%(%(%(%KQ时注Q)m间QBKRa345678901234567操作员 记录员检

8、查员(7)质量检查系统质量检查应根据生产情况安排在整个野外工作过程中。在时 间和地段上都要有一定的代表性。应由与原始观测不同的操作者在不 同的日期进行。对解释推断、检查验证有意义的地段，必须进行质量 检查。系统检查的工作量应占总工作量的3%-5%。当不能对质量做 出肯定的评价时，应增加检查工作量，但增至总工作量的20%时，而 质量仍不符合要求时，则相应范围内的原始观测资料应作废品处理。 对面积性工作，如各区段的观测条件差异较大时，应分区评价。对测深点的检查应对原始观测的所有极距都做检查测量。系统检查按下式计算观测误差。视极化率的均方相对误差计算公式为：M =：1Y 2n 门 I i=1Si 7

9、式中：*为第i点原始观测数据；门Si为第i点检查观测数据；Si为门si顼：的平均值；n为参加统计计算的测点数。在低极化率（W3%）的背景地段，可改用均方误差来评价。计算 公式为： 上 Y （q _ * e = V 2nSi Sib =i=1当均方相对误差小于4% （均方误差0.12）时，观测精度为A级；当均方相对误差小于7%大于4% （均方误差0.12-0.21）时，观测精 度为B级。视电阻率的均方相对误差计算公式为：m=!：EZZKf15= p Si I式中：pSi为第i点原始观测数据；pSi为第，点检查观测数据；p Si为pSi与pSi的平均值；n为参加统计计算的测点数。规定有位均方相对误

10、差小于7% （无位均方相对误差小于4%）时，观测精度为A级；有位均方相对误差大于7%而小于12% （无位均方相对误差大于4%而小于7%）时，观测精度为B级。门 _Si _SSi各受检点的加门 _SiSi-值（或 2 值）及P Si _P ；2 PSi值的分布应满足如下要求：超过设计均方相对误差（或均方误差）的测点数应不大于受检 点总数的三分之一；超过二倍设计均方相对误差（或均方误差）的测点数应不大于 受检点总数的百分之五；超过三倍设计均方相对误差（或均方误差）的测点数应不大于 受检点总数的百分之一；规定有位均方相对误差小于7% （无位均方相对误差小于4%）时，观测精度为A级；有位均方相对误差大

11、于7%而小于12% （无位均方 相对误差大于4%而小于7%）时，观测精度为B级（8）资料整理及图件绘制依据规范要求，对实测资料作预处理：去掉质量不符合要求的数 据；对数据进行编辑；计算K值和视电阻率。图件是表达工作成果的主要手段之一，必须正确、全面地反映成 果。正式图件的编绘必须在观测数据经过质量验收的基础上进行。上 图的数据及曲线要百分之百的复核。主要图件有：实际材料图其比例尺与工作比例尺相同，图件内容应包括：测区位置及范围、 测网及编号、工作比例尺；剖面位置、编号、装置代号及极距；测深点位置及编号和电极移动方向；一些特殊点的位置；质量检查点的位置；物性采集点的位置及编号；各种固定标志的埋设位置。电测深曲线图视电阻率和视极化率测深曲线绘在同一坐标系下，两种曲线以不 同的线条加以区别。其极距采用模数为6.25cm的对数坐标，视电阻 率采用对数坐标，视极化率采用算数坐标。当进行剖面性测深工作之后，应绘制测深曲线类型图。电测深拟断面图断成果图推