肖宏跃新电法勘探实习指导书0809 - 图文
更新时间:2023-11-14 03:38:01 阅读量: 教育文库 文档下载
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电法勘探实习指导书
肖宏跃 编写
成都理工大学信息工程学院
2007、08
目 录
一、前言 ..................................................................................................................... 3 二、实习目的和要求 ................................................................................................. 3 三、电法勘探应用条件 ............................................................................................. 4 四、WDJD-3多功能数字直流激电仪使用说明...................................................... 4
(一)、仪器结构 ............................................................................................... 5 (二)、操作说明 ............................................................................................... 6 (三)存贮操作 ............................................................................................... 16 (四) 清除操作 ............................................................................................. 16 (五) 选择测量功能 ..................................................................................... 17 (六) 关机 ..................................................................................................... 18 (七) 测量操作一般工作流程 ..................................................................... 18 五、高密度电法仪器使用说明 ............................................................................... 19
(一)、系统特点及组成 ................................................................................. 19 (二)、WDZJ-3多路电极转换器介绍 .......................................................... 20 (三)、系统工作原理 ..................................................................................... 21 (四)、操作说明 ............................................................................................. 22 六、操作注意事项 ................................................................................................... 35 七、资料检查和评价 ............................................................................................... 36 八、故障诊断 ........................................................................................................... 37 九、仪器保养 ........................................................................................................... 37 十 数据接收与格式转换软件BTRC2004使用说明 ........................................... 38
(一)、功 能 ................................................................................................. 38 (二)、安 装 ................................................................................................. 38 (三)、连 接 ................................................................................................. 38 (四)、运 行 ................................................................................................. 38 (五)、操 作 ................................................................................................. 39 十一、 高密度电法各种装置的布极方式 ............................................................. 43
(一)、固定断面扫描测量 ............................................................................. 44 (二)、变断面连续滚动扫描测量 ................................................................. 45 (三)、电极排列 ............................................................................................. 46 十二、高密度电法数据处理(需上机8学时) ................................................... 54
(一)、数据处理流程 ..................................................................................... 54 (二)、数据处理的一般步骤 .......................................................................... 54 十三、应用实例 ....................................................................................................... 59
附录:部分中文菜单 ....................................................................................... 60 十四、编写实习报告 ............................................................................................... 63
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一、前言
电法勘探(简称电法)是利用地壳中多种岩石、矿石电学性质间之差异来实现地质目标的。它是基于观测和研究电场(天然存在的或人工形成的)空间和时间分布规律以勘查地质构造和寻找有用矿产的一类勘探方法。
高密度电阻率法属于电阻率法的范畴,它是在常规电法勘探基础上发展起来的一种勘探方法,仍然是以岩土体的电性差异为基础,研究在施加电场的作用下,地下传导电流的变化分布规律。相对于传统电法而言,高密度电阻率法具有数据采集密集、生产效率高、观测精度高和分辨率高的特点,利用程控电极转换器,由微机控制选择供电电极和测量电极,实现了高效率的数据采集,已经成为常规物探方法之一,另一方面计算机数据处理与成像技术,又把大量烦琐的数据计算、成像处理变得极为快速准确,极大的提高了探测效率和成功率,而且一次布极可以完成纵、横向二维勘探过程,既能反映地下某一深度沿水平方向岩土体的电性变化,同时又能提供地层岩性沿纵向的电性变化情况,具备电剖面法和电测深法两种方法的综合探测能力。因此该探测方法与其它物探方法相比推广应用速度极快,目前在金属与非金属矿产、地质构造、水文地质、工程灾害地质、考古、岩溶洞穴景观资源等各领域得到了广泛的推广应用,解决了诸多实际问题,产生了极大的社会效益及经济效益。该实习指导书包含了常规电法及高密度电阻率法的实习。
本实习指导书编写过程中,硕士研究生钟韬提供了高密度电法数据处理流程及处理步骤,李才明教授在审稿中提出了宝贵意见,在此一并感谢。
二、实习目的和要求
依照“理论指导实践,实验提升理论”的教学理念,教学实习是巩固理论知识和培养学生动手能力的重要的、不可缺少的实践性教学环节,通过实习能使同学们得到理论联系实际和野外处理实际电法问题的锻练,同时树立团队协作精神,在实习中培养自己的组织和管理能力。
1、 掌握WDJD—3多功能数字直流激电仪、及与WDZJ—3多路
电极转换器构成高密度电法测量系统的操作和使用方法。
2、 3、
掌握电极距选择规则。
掌握对称四极电测深、高密度电阻率法α、β、γ的野外施
3
工方法和数据采集。
4、 5、 6、
学会对所采集数据初步整理与绘制实测曲线。 学会高密度电法的数据处理及计算机作图方法。 进行高密度电法项目设计和报告的编写。
三、电法勘探应用条件
按规范要求其应用条件为:
1、被探测目的层的分布相对于装置长度和埋深近水平无限,被探测目的体相对于装置长度和埋深有一定的规模,被探测目的层与相邻地层或目的体与周边介质有电性差异。电性介面与地质介面对应。
2、地形起伏不大。采用电极接地测量方式对要求被测目的层或目的体上方没有极高电阻屏蔽层;采用线框或天线测量方式时目的层或目的体上方没有极低电阻屏蔽层。
3、各地层及目的体电性稳定,异常范围和幅值等特征可以被测量和追踪。
4、测区内没有较强的工业游散电流、大地电流或电磁干扰。
5、水上工作时,水流速度较缓。
四、WDJD-3多功能数字直流激电仪使用说明
图4-1 WDJD-3多功能数字直流激电仪野外连接示意图
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该仪器广泛应用于金属与非金属矿产资源勘探、城市物探、铁道桥梁勘探等方面,亦用于寻找地下水、确定水库坝基和防洪大堤隐患位置等水文、工程地质勘探中,还能用于地热勘探。
(一)、仪器结构
仪器的全部操作均在面板上完成。图4-2为面板示意图。
1、显示器:160×128点阵图形大屏幕液晶。
2、16个键的键盘:可进行各种操作和数据输入。
0~9键:用于输入数字和菜单选择。
其中→、←键在显示曲线时,向右或左移动曲线光标,↑、↓键可将显示的曲线上、下移动。
此外,↑、↓键还用于开机时调节显示对比度。
· 键:用于输入小数点。显示曲线时用于压缩曲线幅度。 ± 键:用于输入数字符号。显示曲线时用于放大曲线幅度。 清除键:输入数据时,可用来清除已输入的数字,此外,还具有清除已存贮数据的功能。
功能/存贮键:双功能键。若屏幕右上角有测量数据未存标志时,则
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按下此键,将工作区的测量数据存贮到存贮器中,否则此键用于选择仪器功能。
确认键:用于确认输入或选择。
退出键:用于退出当前菜单功能或结束数据输入。 3、A、B:供电输出接线柱。“A”接A电极,“B”接B电极。 4、M、N:信号输入接线柱。“M”接M电极,“N”接N电极。 5、+、-:用于接高压供电电源,+接电源正极,-接电源负极。 6、RS-232:为标准串行接口,将测量数据传送到微机,做进一步处理。 7、开、关:仪器电源开关按键,按开则打开电源, 按关则关闭仪器电源。
8、R地 :两芯电极接地电阻测试插座。 9、报警 :出错报警蜂鸣器。
(二)、操作说明
本仪器既能独立工作于常规电法方式又能作为主机与WDZJ-3多路电极转换器配合工作于高密度电法方式,以下仅就本仪器工作于常规电法方式时的操作进行介绍,
1、 开机与对比度调节
按下面板上的开键,接通仪器电源,屏幕将显示出开机信息,如图4-3所示。
按↑、↓键可调节显示对比度,按其他键,显示器上将弹出仪器操作的主菜单(若最近是在2.0测量菜单下关机,则显示器上将弹出2.0菜单)。
2、 菜单操作
所有选择性菜单均用“?”形光标指示出操作员最近一次所做的选
择,按确认键该选项功能即被执行,各选项执行次序与显示排列次序无关。闪烁的“■”为数字输入光标。 数字输入方法:
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① 如直接按确认键,则当前输入的数据项内容不变。
② 按0~9、±、·键可输入新的数字。按清除键,可清除当前输入的数据。
③ 输入结束时必须按确认键,否则输入无效。
④ 随时可按退出键,退出输入操作,已输入的数据不变。
主菜单
进 入:开机后,按退出键。 功 能:选择执行仪器的全部功能。
内 容:包括了本仪器的全部功能,其内容参见图4-4。
按 键:按1~7键,启动对应编号的功能。按±键,切换菜单显示语种(中文或英文)。 (1)设置工作参数菜单
进 入:在主菜单下,按1键。
功 能:建立工作测线并选定其电极装置,
设置激电方法的供电时间,设定测点号增量、极距常数表项号增量以及绘制曲线的参数名称等。
内 容:参见图4-5 1.0菜单。 按 键:按1~3键,启动对应编号的功能。 退 出:按退出键,返回主菜单。
① 工作测线与装置
进 入:在1.0菜单下,按1键。如图4-6所示:
功 能:设定(建立或选择)工作测线及其电极装置。
内 容:a.输入工作测线号、测点号;
b.选择电极装置,参见图4-6菜单。
按 键:按数字键、确认键,输入测线号、测点号或选择电极装置。按±键交替显示1~8号与9~16号电极装置名称,对9~16号电极装置,仍通过按1~8键选择。
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退 出:按退出键,返回1.0菜单。
注 意:
a.如输入的测线号为新测线号则该功能将建立新测线(可通过测线表功能查看),否则表示从当前内存众多测线中选定该条测线为当前工作测线。
b.各种电极装置的电极排列方式与极距常数含义见『十一、高密度电法各种装置的布极方式』。若做电测深工作,则测深点与仪器中的测线对应,测深极距与测点对应。
c.测线号、测点号取值范围1~32767,最多允许有100条测线。 d.三极电测深装置可用本仪器提供的联合电测深装置代替,三极动源剖面装置可用本仪器提供的联合剖面装置代替。
② 供电与取样参数
进 入:在1.0菜单下,按2键。
功 能:输入供电时间、断电延时及二次场放大量。 内 容:参见如图4-7。
按键:按数字键、确认,输入相应数据。
退 出:按退出键,返回1.0菜单。 注 意:
a.供 电 时 间 ─ 1~59秒,初始值5秒。 b.断 电 延 时 ─ 200ms,此项内容暂不允许用户改变。
c.二次场放大量 ─ 0~6,仪器用自动调定的一次场放大倍数A再乘2n ,作为二次场的放大倍数,其中n即所输入的二次场放大量。当极化率较小时,此功能有利于提高二次场测量精度。 d..对于电阻率与自电功能上述三个此参数均无效。
③ 增量参数
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进 入:在1.0菜单下,按3键。 如图4-8进入1.3菜单。 功 能:设定测点号增量、极距常数表项号增量以及绘制曲线的参数名称等。
内 容:参见图4-8 1.3菜单。
按 键:这三项数据均为选择性数据,可按±键改变选择,然后按确认键确认。
退 出:按退出键,返回1.0菜单。 注 意:测点号增量可取值为±10、±5、±2、±
1、0。极距常数号增量可取值为1、0、-1。
对于电阻率与激电功能,曲线参数可选为SP、Ro、M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7、TH、D,对于电阻率与自电功能则只能选择SP或Ro。
(2) 测量菜单
进 入:在主菜单下,按2键。
功 能:输入极距常数,测量自电SP、电阻率与激电及电池电压。 内 容:参见图4-9 2.0菜单。图中示出的是电阻率与自电功能时的菜单,当仪器工作于电阻率与激电功能时菜单中的第二项将变成“2.电阻率与激电”。
按 键:按1~6键,启动对应编号的功能。按清除键,可清除当前测点数据,参阅C2.0菜单。 退 出:按退出键,返回主菜单。 ① 测量自然电位SP
在2.0菜单下,按1键即执行此功能,屏幕显示如图4-10。
测量完毕,显示出测量结果。按任意键,返回2.0菜单。
② 电阻率与激电测量、电阻率与自电测量
在2.0菜单下,按2键即执行此功能。如此时屏幕右上角有“?”
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标志时,仪器将提示操作员存贮测量结果。
对于电阻率与激电功能测量,屏幕显示如图4-11:
上图显示出了从测量开始到显示出全部测量结果并存储测量结果,直到绘出曲线为止屏幕的变换过程。并标示出了各屏幕转换的条件。在存储测点数据屏幕,输入测点号后,按确认键将测量结果从测量缓冲区存入数据存储区,若按退出键则当前测量结果仍保留在测量缓冲区,并未存入数据存储区,同时屏幕右上角将显示出一个数据未存标志“? ”,操作员随时通过按存储键存储测量结果。
对于电阻率与自电功能测量,屏幕变换过程与上图类似,只是测量结果屏幕中不再有M1~M7、TH、D等激电方法参数。特别当装置为联合电测深或联合剖面,则仪器在显示数据前还要提示操作员选择A极供电或B极供电,以便正确存储测量结果。 ③ 电池电压
在2.0菜单下,按3键,即执行此功能,屏幕显示如图4-12。
按任意键返回2.0菜单。
注意:电池电压应大于9600mV,否则仪器将提示“电池电压过低!”。 ④ 计算器
此功能相当于一简易计算器,可用于野外计算本仪器未提供的特殊装置的装置常数。
在2.0菜单下,按4,即进入此功能,大屏幕显示如图4-13。仪器循环提示输入X、Y,自动计算并显示各函数结果。
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按退出键返回2.0菜单。 ⑤ 输入极距常数
进 入:在2.0菜单下,按5键。如图4-14。
功 能:首先提示输入极距常数编号(屏幕提示参见图4-14),然后从极距常数表中选出对应的预先输入的极距常数作为当前测
点极距常数,并自动计
算装置常数K。
内 容:输入了极
距常数号后仪器自动提示输入当前测线对应装
置的极距常数,具体内容因装置而异,参见图4-15,各输入项含义参阅『十一』。
按 键:按数字键、确认键,可重新输入极距常数编号与极距常数。如重新输入了极距常数,则必须按确认键确认所有的极距常数仪器会自动重新计算装置常数,且极距常数表中对应编号的极距常数亦被新输入的极距常数所取代。
退 出:按退出键,返回2.0菜单。 注 意:
a.极距常数编号范围0~99,即仪器最多可预存100组不同极距常数。输入新的极距常数过程也就是对极距常数表中对应编号极距常数的预置过程。
b.极距常数单位均为米,并根据K值情况作出“K值过大(小)!”提示。
c.每个测点的各极距常数与测量结果一起被存储,依输入次序分别
称为A(m)、B(m)、C(m)、D(m)。
d.联合剖面装置中的OC表示记录点O与无穷远极C间的距离,不影响K值计算,仅供后期软件处理时参考。 e.偶极─偶极装置的记录点存在D(m)中。
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f.当测量功能选成电阻率与激电时,联合电测深装置与三极电测深装置相同,联合剖面装置与三极动源剖面装置相同,且仪器不区分A极供电或B极供电。 ⑥ 测量接地电阻
在2.0菜单下,按6键,即执行此功能,仪器将自动重复测量接地电阻,并屏幕显示在屏幕上,如图4-16所示。当接地电阻大于
150K时,仪器发出报警声。
按任意键返回2.0菜单。 注 意:
● 将接地电阻专用测试线的插头插入主机的“R地”插座。 ● 在主机附近打一参考电极入地(要求接地良好),将此电极连到接地电阻专用测试线的黑夹。
● 将待测接地电阻的电极用导线连至接地电阻专用测试线的红夹。
(3) 测线表菜单
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进 入:在主菜单下,按3键。 功
能:用于显示存储区内各测线的测点数及测线所用装置方法。(如图4-17)
内 容:参见图4-17 3.0菜单。屏幕最底行显示为页号(0~9),10项/页。
按 键:按±键页号增加,按·键页号减小。
退 出:按退出键,返回主菜单。 对于电阻率与激电全部测线的测点数之和不能大于2250(电阻率与自电不能大于3500)。
(4) 显示曲线菜单 进 入:在主菜单下,按4键。
功 能:用于显示指定测线的指定参数沿测线分布情况。纵轴为参数(显示电阻率参数时用对数座标),横轴为均匀分布的测点。
内 容:参见图4-18的4.0及4.1菜单。
按 键:①4.0菜单时,按数字键、确认键输入测线号、测点号。 ②4.1菜单时,按→、←键,以测点为单位可使光标右、左移动,同时ND随之改变。按↑、↓键,可使曲线上下移动。按±、·键,可使曲线放大或缩小。
其中, NL ─ 测线号 ND ─ 测点号 + ─ 曲线光标 R0、R1 ─ 光标处测点(联剖或联合测深时A、B极供电)电阻率值(R0用实线显示,R1用虚线显示)。
退 出:在4.0或4.1菜单下,按退出键,返回主菜单。 注 意:仅在电阻率与自电功能时,联剖或联合测深装置的R0与R1才能分别用实线和虚线同时显示在屏幕上。
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(5) 显示数据菜单
进 入:在主菜单下,按5键。(如)
功 能:显示出指定测线、测点的全部数据。
内 容:参见图5-1的5.0、5.1菜单。
按 键:①显示5.0菜单时,按数字键、确认键输入测线号、测点号。
②显示5.1菜单时,按→、←可使测点号加1或减1。 按±键,可交替显示视极化率M1~M7和金属因数G1~G7。 退 出:在5.0或5.1菜单下,按退出键,返回主菜单。
(6) RS-232通讯
该功能用于将仪器中存贮的测量数据传送到IBM计算机中作进一步
处理,运行此功能前,应用本机专用通讯电缆将WDJD-3与IBM计算机相互连接起来。并将IBM计算机上的专用通讯软件BTRC2004运行起来,按照BTRC2004软件的提示打开仪器电源,在主菜单下,按6即进入此功能,且屏幕显示如图4-20。
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通讯完毕,自动返回主菜单。具体通讯内容由IBM计算机上的专用通讯软件控制,详细操作请见『十』。
(7) 硬件测试菜单
进 入:在主菜单下,按7键。(如图4-21)
功 能:用于帮助维修人员诊断仪器故障。 内 容:参阅图4-21的7.0菜单。 按 键:按1~7键,启动对应编号的功能。 退 出:按退出键,返回主菜单。
第8项测试电极箱为高密度电法功能,用于测试WDZJ-3多路电极转换器,具体操作参见『五、高密度电法仪器使用说明』。当本仪器工作在常规电法功能(非高密度电阻率)时,请勿执行此功能。
此外,由于第2项~第6项功能须由厂家指 定的专业人员使用专用设备开机对仪器进行检
查,故在此不做介绍。以下仅就第1项和第7项介绍其详细功能及进入后的操作。
①、测试键盘功能
在7.0菜单下,按1键,即进入此功能,屏幕显示出键名,并用“?”标志提示按相应按键,如测试正确,则在相应键名边打\√\反之打\×\,当面板上十六个键全部测试完毕,按退出键返回到7.0菜单。
②、 测试供电功能
先在一块空地上相距10米打两根电极,并用导线分别与仪器面板上的“A”、“B”接线柱相连,再将仪器面板上的“直流高压-”和“直流高压+”接线柱分别用导线与直流高压电源负端、直流高压电源正端相连,并用数字电压表监测仪器面板的“A”、“B”接线柱的电压,电压表的红表笔接“A”,电压表的黑表笔接“B”。
在7.0菜单下,按7键,即进入此功能屏幕显示:如图4-22
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按任意键可使供电方式依次按“不供电”、“+供电”、“不供电”、 “-供电”循环变化。如果仪器供电电路正常,则数字电压表的读数符号应与屏幕显示一致,其绝对值与直流高压电源的电压相差应小于10V。 按退出键,返回7.0菜单。
(三)存贮操作
在主菜单或2.0菜单(即测量菜单)下有数据未存贮标志“?”时,按存贮键,则启动存贮功能。如图4-23。
屏幕首先显示出S1.0菜单,提示输入测点号,按数字键、确认键输入测点号。测点号输入完毕,按确认键进行存贮,按其它任意键则不存贮,返回主菜单。
测量数据连同该点所用极距常数将被存入输入的测点号中,存储成功则数据未存贮标志“?”消失,若输入的测点号与当前工作测线中的已有测点号相同,则该测点号原来的数据被覆盖。
(四) 清除操作
1、清除测线数据或全部数据
进 入:在主菜单下,按清除键。
功 能:用于清除无用测线的数据,以便存贮新的数据。
内 容:参见下图的C1.0、C1.1菜单。如图4-24。 按 键:在C1.0菜单下,
① 按1键,则选择清除测线数据功能。屏幕显示C1.1菜单,提示输
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入测线号,再提示确认清除操作,按确认键,则清除所选测线数据,并返回C1.0菜单,按其它任意键不清测线数据,并返回C1.0菜单。
② 按2键,则选择清除全部数据的功能。屏幕提示确认清除操作,按退出键,不清数据,返回主菜单。按确认键,则清除内存全部数据, 并返回主菜单。
退 出:在C1.0菜单下,按退出键,返回主菜单。 2、清除测点数据
进 入:在2.0菜单(即测量菜单)下,按清除键。如图4-25。
功 能:用于清除指定测点的数据,以便存贮新的数据。
内 容:参见右图C2.0菜单。
按 键:按数字键、确认键输入测点号即可。 退 出:按退出键,返回C2.0菜单。
使用清除功能应特别小心,以免造成数据丢失。但建议首次使用本仪器或发现内存数据混乱
时,使用清除全部数据功能,使内存分配得到初始化。
(五) 选择测量功能
当仪器工作于常规电法方式时,测量功能只能是电阻率与激电或电阻率与自电两种功能之一。对于电阻率与激电功能,测量参数有自然电位SP、视电阻率Ro、一次电位VP、一次电流IP、视极化率M1~M7、半衰时TH、衰减度D等,对于电阻率与自电功能则测量参数只有自然电位SP、视电阻率Ro、一次电位VP、一次电流IP。不同功能下,存储器划分及测量所用时间等亦不同。
进 入:可在清除全部内存后,按功能键进入测量功能选择菜单。 按 键:在功能选择菜单下,如图4-26。 ① 按1键,测量功能为电阻率与激电,此种方式每测点存储参数达19个,整个内存可存储2250个测点数据。
② 按2键,测量功能为电阻率与自电,此种方式每测点存储参数达11个,整个内存可存储3500个测点数据。
③按3或4,测量功能为高密度电法功
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能,做常规电法时不能选择。
退 出:按退出键或确认键,仪器将设定为所选功能,屏幕出现该功能主菜单。
注 意:如未清除当前内存数据而按功能键进入测量功能选择菜单并改变了测量功能,则在退出测量功能选择菜单后仪器将提示清除当前内存数据,如操作员确认了清除操作,则内存数据被清除且所设定功能有效,反之,若操作员没有确认清除操作,则内存数据被保留且所设定功能无效,仪器仍为原测量功能。
(六) 关机
任意时刻均可按仪器面板上的关实现关机,建议当前测量工作完毕后,关掉仪器电源,以延长电池寿命。此外,当仪器处于开机状态且10分钟内操作员未做任何操作,则仪器将自动关闭自身电源以节约电能。
(七) 测量操作一般工作流程
步 骤 (1) (2) (3) (4) (5) 内 容 跑极 开机 设置工作参数 选择测量功能 输入极距常数 启动电阻率与激电测量或自电与电阻率测量 存储测量结果 注 释 改变极距或测点 准备测量,按开键 主菜单下按1键,设置工作测线与电极装置、供电参数及增量参数等,若各参数无改变,可跳过此步 主菜单下按2键 测量菜单下,按5键,输入极距常数,计算装置常数,若装置方法、极距常数、装置常数无改变,可跳过此步 测测量菜单下,按2键 测量完毕显示测量结果,输入测点号存储测量结果 18
(6) (7)
(8) (9) (10) 关机 转步骤1 结束 节节约用电,测量完毕,按关键 若当前测线测量任务未完 五、高密度电法仪器使用说明
以WDJD-3多功能数字直流激电仪为测控主机,配以WDZJ-3多路电极转换器构成高密度电阻率测量系统,该系统具有存储量大、测量准确快速、操作方便等特点,并且可方便地与国内常用高密度电法处理软件配合使用,使解释工作更加方便直观。该系统可广泛应用于能源勘探与城市物探、铁道与桥梁勘探、金属与非金属矿产资源勘探等方面, 亦用于寻找地下水、确定水库坝基和防洪大堤隐患位置等水文、工程地质勘探中, 还能用于地热勘探。
(一)、系统特点及组成
主要特点
准确、高效:在保持良好重复性的前提下,测量一个552个点的断面所需时间一般不超过15分钟。
超大存储:在高密度方式(只存储电阻率参数)I,可存储不小于43680次的测量值;在高密度方式II(存储电阻率与电流参数),可存储不小于21840次的测量值。掉电亦不丢失。
接地检查:在野外工作中,可随时方便、快捷地检查各电极接地是否良好。
电极排列:装置类型多达18种且可扩展。既可按固定断面(电极排列有AMNB、ABMN、AMBN、AMN、MNB、A-MN-B、自电M、自电MN、充电M、充电MN);扫描测量又可按变断面连续滚动扫描测量(电极排列有A-M、A-MN、AB-M、AB –MN、MN-B、A-MN矩形、A-MN-B、跨孔偶极), 其中, 连续滚动扫描测量可在电极总数不变的情况下允许测量断面连接至任意长, 便于长剖面追踪,使用户得以低成本、高时效解决实际问题。
所有电极排列测量断面均可任意指定断面起测电极号,方便、灵活。
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(二)、WDZJ-3多路电极转换器介绍
□面板介绍(如图5-1)
●电极1~30:前30根电极电缆插座, 电极编号为1~30。 ● 电极31~60:后30根电极电缆插座, 电极编号为31~60。
● A、B :供电接线柱, 测量时与WDJD-3主机对应接线柱相连。 ● M、N :信号接线柱, 测量时与WDJD-3主机对应接线柱相连。 ● 前级RS-232:为串行接口,与主机RS-232口连接(多个电极箱串联扩展电极数时, 与靠近主机侧的前一电极箱的“后级RS-232”口相连)接收或传递主机控制命令。 ● 后级RS-232:为串行接口,多个电极箱串联扩展电极数时, 与远离主机侧的后一电极箱的“前级RS-232”口相连接收或传递主机控制命令。 ● 仪器电源开关:扳至“开”开机, 扳至“关”关机。 ● 工作指示灯:该指示灯亮说明仪器正在工作。刚开机时指示灯闪烁说明仪器正在自检,接收或传递主机控制命令时该指示灯亦闪烁。
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Rn=Nmax -(N-1)。
若设定断面滚动总数为Rsum,则测量完全部滚动线须移动布置电极次数由下式决定:
M=Rsum/Rn 整除,
或 M=[Rsum/Rn]+1 不整除,其中, [ ? ]表示取整数部分。
断面总测点数=滚动(线)总数×剖面数。
测11~15滚动线时电极新位置 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13
图11-2变断面连续滚动扫描测量断面测点分布示意图
例如对AM二极排列,电极数Pa=2,设实接电极数Psum=30,则最大剖面数Nmax=30-(2-1)=29。
若取剖面数N=16,则 Rn=29-(16-1)=14,即当30根电极布好后, 在不移动电极情况下可连续测量14条滚动线。若设定断面滚动总数 Rsum=200,则测量完全部滚动线须移动布置电极次数M=[200/14]+1=15。
该断面总测点数=Rsum×N=200×16=3200。
(三)、电极排列
下述电极排列中的无穷远极应连接到WDJD-2多功能数字直流激电仪面板上对应符号名接线柱上, WDZJ-1多路电极转换器侧的对应符号名接
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线柱悬空即可。
⒈α排列(温纳装置AMNB)
该装置适用于固定断面扫描测量,电极排列如下:
图11-3 温纳装置排列示意图
采用对称四极装置方式时,当AM=MN=NB=α时,这种对称等距排列称为温纳(Wenner)装置(如图11-3)。其?s表达式为:
?UMN?s??K? (11-1)
I
其装置系数为:K??2?? (11-2) 【特点】测量断面为倒梯形。
【描述】测量时,AM=MN=NB=α为一个电极间距,A、M、N、B逐点同时向右移动,得到第一条剖面线;接着AM、MN、NB增大一个电极间距, A、M、N 、B逐点同时向右移动,得到另一条剖面线;这样不断扫描测量下去,得到倒梯形断面。
⒉β排列(偶极装置ABMN)
该装置适用于固定断面扫描测量,电极排列如图11-4:
这种装置的特点是供电电极A、B和测量电极M、N均采用偶极,并按一定的距离分开。由于四个电极都在同一测线上,故又称偶向偶极。其?s表达式为
?UMN?s??K? (11-3)
I
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其中 Kβ=6?a (11-4)
图11-4 偶极装置排列示意图
【特点】测量断面为倒梯形。
【描述】测量时,AB=BM=MN=a为一个电极间距,A、B、M、N逐点同时向右移动,得到第一条剖面线;接着AB、BM、MN增大一个电极间距, A、B、M、N 逐点同时向右移动,得到另一条剖面线;这样不断扫描测量下去,得到倒梯形断面。
⒊γ排列(微分装置AMBN)
该装置适用于固定断面扫描测量,电极排列如图11-5:其?s表达
式为
MN?s??K? (11-5)
I
式中: Kγ=3?a (11-6)
?U
【特点】测量断面为倒梯形。
【描述】测量时,AM=MB=BN=a为一个电极间距,A、M、B、N逐点同时向右移动,得到第一条剖面线;接着AM、MB、BN增大一个电极间距, A、M、B、N 逐点同时向右移动,得到另一条剖面线;这样不断扫描测量下去,得到倒梯形断面。
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图11-5 微分装置排列示意图
【特点】测量断面为倒梯形。
【描述】测量时,AM=MB=BN=a为一个电极间距,A、M、B、N逐点同时向右移动,得到第一条剖面线;接着AM、MB、BN增大一个电极间距, A、M、B、N 逐点同时向右移动,得到另一条剖面线;这样不断扫描测量下去,得到倒梯形断面。
⒋δA排列(联剖正装置AMN∞)
该装置适用于固定断面扫描测量,电极排列如图11-6:
图11-6 联剖正装置排列示意图
【特点】测量断面为倒梯形。
【描述】测量时,AM=MN为一个电极间距,A、M、N逐点同时向右移动,得到第一条剖面线;接着AM、MN增大一个电极间距, A、M、N 逐点同时向右移动,得到另一条剖面线;这样不断扫描测量下去,得到倒梯形断面。
⒌δB排列(联剖反装置∞MNB)
该装置适用于固定断面扫描测量,电极排列如图11-7:
【特点】测量断面为倒梯形。
【描述】测量时,MN=NB为一个电极间距,M、N、B逐点同时向右移动,得到第一条剖面线;接着MN、NB增大一个电极间距, M、N、B 逐点同时向右移动,得到另一条剖面线;这样不断扫描测量下去,得到倒梯
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形断面。
图11-7 联剖反装置排列示意图
⒍A-M 二极排列
该装置适用于变断面连续滚动扫描测量,电极排列如图11-8:
图11-8二极排列示意图
【特点】测量断面为平行四边形。
【描述】测量时,A不动,M逐点向右移动,得到一条滚动线;接着A、M同时向右移动一个电极,A不动,M逐点向右移动,得到另一条滚动线;这样不断滚动测量下去,得到平行四边形断面。
⒎A-MN三极排列
该装置适用于变断面连续滚动扫描测量,电极排列如图11-9:
【特点】测量断面为平行四边形。
【描述】测量时,A不动,M、N 逐点向右同时移动,得到一条滚动线;接着A、M、N同时向右移动一个电极,A不动,M、N 逐点向右同时移动,得到另一条滚动线;这样不断滚动测量下去,得到平行四边形断面。
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(三)、系统工作原理
图5-2 高密度电阻率测量系统野外施工布线示意图
图5-3 高密度电阻率测量系统野外施工布线示意图
WDJD-3主机通过RS232串行口控制WDZJ-3多路电极转换器,按工作电极排列的要求将A、B、M、N极与电极1~60中指定电极轮流连接从而完成供电与测量任务。WDJD-3主机会自动将图中的WDZJ-3多路电极转换器编为1号, 如需扩展电极数时可将图中WDZJ-3的“后级RS232”插座通过专用电缆与下一台WDZJ-3多路电极转换器的“前级RS232”插座相连接即可, 同时还应用导线将所有WDZJ-3的 A、B、M、N对应连接在一起, WDJD-3主机会自动将新的WDZJ-3多路电极转换器编为2号, 与新WDZJ-3多路电极转换器相连接的电极编号为61~120号。
图5-2和图5-3中的WDJD-3与WDZJ-3又可简称测站,测站总是在测线的中部。
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(四)、操作说明
电极转换器操作很简单,首先按图5-2正确连接全部电线电缆(个别装置A、B、M、N连线参见『十一』),然后打开电源即可。所以,用本系统做高密度电阻率方法时主要操作仍集中在WDJD-3主机上,以下将对主机操作做详细说明。 1、与仪器有关的特殊名词
(1)断 面:与测线位于同一平面的所有测点的集合。 (2)剖 面:同一深度上各测点的集合。
(3)滚动线:是一条沿深度方向的直线或斜线,且各测点等距分布其上,所有滚动线上相同测点号的测点构成一条剖面,一条滚动线上的测点数等于一个断面的剖面数。 2、选择系统工作方式
本仪器可工作于如下四种模式:
① 电阻率与激电 ② 电阻率与自电 ③ 高密度电阻率I ④ 高密度电阻率II
其中,①和②为常规电法功能,详细操作参阅『四、WDJD-3多功能数字直流激电仪使用说明』。高密度电阻率I只存储电阻率参数,存储量为43680点。高密度电阻率II存储电阻率与电流两个参数,存储量为21840点。
3、测量前的准备操作
(1)开机,按功能键,显示:(如图5-4) (2)根据所需工作模式,按1、2、3、4之一,并按退出键。屏幕将显示出所选模式主菜单。
【注 意】
●
工作模式选定后,仪器自动保存模式号,
22
不必每次开机选定。
● 改变工作模式时应特别慎重,因为模式改变后,有可能造成原存储数据丢失,而且是不可恢复的。常规电法模式(即模式1与模式2)与高密度模式(即模式3与模式4)使用不同内部存储器,两类模式的数据可同时存在而互不覆盖。模式1和模式2共用同一内部存储器,两个模式之间相互转换时,仪器将提示操作员清除原存储数据。同理,模式3和模式4共用同一内部存储器,两个模式之间相互转换时,仪器也将提示操作员清除原存储数据。
(3) 开机、调节显示对比度
按下面板上的开键,接通仪器电源,屏幕将显示出开机信息,
如5-5图所示。
按↑、↓键可调节显示对比度,按其他键,显示器上将弹出仪器操作的主菜单(若最近是在测量菜单下关机,则显示器上将弹出测量菜单)。 (4) 接地电阻监测
【测试原理】
主机通过WDZJ-3多路电极转换器分别对60根电极扫描测量其接地阻。如果上一次关机时的断面参数为120根电极(有两个电极转换器级联),则自动扫描这120根电极的接地电阻。此方法也是检查电极开关好坏的一种手段。 【连 线】
● 将接地电阻专用测试线的插头插入主机的“R地”插座。
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● 在主机附近打一参考电极入地(要求接地良好),将此电极连到接地电阻专用测试线的黑夹。 ● 将布好电极的两根大线接至WDZJ-3的对应插座。
● 将WDZJ-3的A、B、M、N任意一端接至接地电阻专用测试线的红夹。 【操 作】
①打开主机电源,屏幕显示开机信息,按退出键屏幕显示主菜单,按2键进入测量菜单(见图5-6):
②按5键,屏幕显示(如图5-7):
③在上面连线中,若是将WDZJ-3的“A”与主机的“R地”相连,则按3键若是其它端子,则按相应的数字代号。再按确认键,则屏幕显示:(如图5-8)
④按上面提示打开WDZJ-3多路电极转换器的电源开关。当电源指示灯闪烁完毕后,按主机确认键,进入扫描测量。屏幕显示:(如图5-9)
R表示接地电阻;A=1?60表示通过A组60个开
关去测试1~60根电极(即等号后数字既是电极代号亦是开关代号)。
【注 意】
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● 必须保证“R地”插头的黑夹与主机侧的接地电极连接良好。 ● WDZJ-3多路电极转换器在不使用时,请关闭电源。
(5) 电池电压检查
【操 作】 ① 测量主机电池电压
在测量菜单下按3键,仪器将测试并显示主机电池电压值。显示单位:mV。当电压低于9.6V时,将显示:“电源电压过低!”需更换电池。屏幕显示如图5-10:
②测量WDZJ-3多路电极转换器电池电压
a、在测量菜单下按4键,将显示“电极箱号:”,提示输入电极转换器代号,与主机相连的转换器为“1”号,级联的转换按顺序累加。 b、当输入1并确认后,提示“请打开电极箱电源!”,打开电源开关工作指示灯停止闪烁后,按确认键,则显示如图5-11:
表示WDZJ-3电池电压大于9.6V。
【建 议】
用户在野外工作时,应定时检测电池电压。因为电池电压过低时,影响测试精度。 (6) 设置工作参数
工作参数包括:断面号、装置、滚动数、电极数、极距、剖面数。 各项参数含义如下:
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●装 置:电极排列方式, 目前仪器共有18种排列方式,详见『十一』。 ●滚动总数:
即滚动线的总条数,此参数仅在滚动装置时有效,它与剖面数一起决定新断面测量点数也即断面占用的内存空间。详见『十一』。 ●使用电极数:
即实际参与供电和测量的电极总数(对于跨孔偶极排列为单边参与供电和测量的电极总数),主要用于检查剖面数输入是否合法、计算总测量点数、控制电极转接过程。该参数值应小于或等于系统实接电极转换器台数×60。
例如, 系统共连接了两台电极转换器, 则最大可接电极数为2×60=120, 若实际测量过程中只用到了97根电极, 则使用电极数应输入97。 ●点 距:
通常高密度电阻率系统全部电极在测量前事先沿测线等距离打好, 相邻电极间的距离称为基本点距简称点距, 单位: 米。该参数主要用于计算各测量点装置常数及记录点位置。
●剖 面 数:即沿深度方向测量的剖面总数。
●MN间距数:
该参数用于设定M、N电极间的距离,其值为一大于0小于255的整数值,单位为“点距”也即是一个基本电极间距。MN间距数默认值为1,其可设定的最大值为使用电极总数/2-1。适用于“10.MN-B滚动”、“11.α2排列”、“12.A-MN-B四极测深”、“13.A-MN矩形”等四种高密度装置。
例如,设点距=2.5米,MN间距数=3,则测量时M、N电极间的距离将始终保持3×2.5=7.5米。 ●点 数:
即该断面按上述参数工作时测量点总数。此参数仪器自动算出供操作员参考, 无须输入。
□输入断面号、排列方式、滚动数、电极数、极距、剖面数 【操 作】
①在主菜单下,按1键,屏幕提示输入新建断面号(例:100号),输入1 0 0并确认。接着输入剖面号(例如:1),输入1并确认,屏幕显示该断面下所有参数,供修改:如图5-12。
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②当闪烁光标停在第一行时,可按±、·键选择18种排列方式之
一,然后按确认,光标移至下一行。
③第二行需输入滚动总数,输入完数据后,按确认。
④第三行先输入使用电极总数,后输入点距,第四行输入剖面总数,确认之后显示测点总数,之后光标回到第一行,操作员可修改前面输入的断面参数,如修改完毕,按退出,屏幕显示主菜单。 【说 明】
● 如果输入的断面号已经存在,将显示该断面的各参数,但不能修改。 ● 如果排列方式选择前五种和第11、14、15、16、17种,则滚动数无实际意义,可不输入。 ● 正确输入使用电极数。
● 输入的剖面数大于排列方式和电极数决定的最大值时,输入值无效,输入光标回到起始位。
● 断面号取值范围0~32767,最多允许有100个断面。
4、 测量
本节内容包括:1、测量操作过程
2、测量数据显示格式 3、测量工作流程 (1)、测量操作过程
①测量之前应连好所有电缆。
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②在主菜单下按2键,进入测量菜单,显示:(图5-13)
● 实接电极数:测线上实际连接的电极数,起始电极号与使用电极数的和与实接电极数中的最小者作为电极边界检测条件。
● 电 极 号:起始测量的电极号,当前所启动测量(如断面测量、剖面测量或滚动线测量)全部测点中A、M、N、B电极编号最小者(如图5-14)。第18种排列(跨孔偶极)起始测量的电极号的输入要求略有不同。
● 剖面号或滚动号:要测量的剖面或滚动线,用于决定所测数据的存储位置。在断面或滚动测量时,为该断面起始测量的剖面或滚动线,此数不得大于工作参数设置中的剖面数或滚动总数。
第1~5种、第11种、第14~17种测量方法,因为是固定断面测量,必须将滚动号设
置为1。第6~10种、第12~13种、第18种为可变断面连续滚动测量,要根据实际情况设置滚动号和起始电极号,但滚动号不得大于滚动总数。 ● 若只测一条剖面或滚动线,按1键,此时显示当前断面号,并提示输入将要测量的剖面号和电极号。输入剖面号和电极号并确认后,提示“打开电极箱电源!”,打开WDZJ-3电源后,按确认键,进入测量。 ● 若是从指定剖面开始,测量整个断面,则按2键,此时显示当前断面号,并提示输入起始剖面号和电极号。输入剖面号和电极号后按确
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认键,显示出该断面下的各项参数;按确认后,提示“打开电极箱电源!”打开电源并按确认后,进入测量。
③测量完成之后,屏幕显示测量菜单。此时按退出键退出测试。若要继续测量,则按数字键1或2。
【注 意】
① 在测量过程中,可按退出键中断测量。
② 当测量装置是滚动装置时,测量开始前,屏幕将不提示输入剖面号而是提示输入滚动号(取值范围:1~滚动总数)。
③ 当仪器工作在高密度测量方式时,每次进入测量菜单,在测
量菜单显示前,仪器都会先提示输入供电时间,如图5-15所示:
此时,如供电时间不变则直接确认键进入测量菜单;若需改变供电时间,操作员可立即输入新的供电时间(有效数为:1~10)并确认进入测量菜单。
此处所谓的供电时间,指的是供电开始后到仪器开始测量电压VP、电流IP前这段时间,也称测量延时。供电时间的单位为50ms,即若输入的供电时间为5,则实际时间为250ms。
④ 对于“6.AM滚动”、“7.A-MN滚动”、“8.AB-M滚动”、“9.AB-MN滚动”、“10.MN-B滚动”、 “13.A-MN矩形” 、 “18.跨孔偶极”等七种高密度装置,增加了断面收尾测量方式,从而使断面测量总点数达到最大。不同装置收尾断面的形状如下图5-16所示:
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当需要进行断面收尾测量时,执行图5-15测量菜单中的第六项“6.断面收尾”功能即可。
若需收尾测量,应在断面建立时预留断面收尾所需占用的滚动线,即在输入的滚动总数中应包含断面收尾所需占用的滚动线数,其计算方法如下:
收尾断面滚动线数 = 剖面数 - 1。
例如:设测量装置为AM二极滚动,使用电极数60,剖面数16,则在不移动电极的情况下,正常测量滚动总数为:
使用电极数 - 剖面数 + 1 – 排列电极数 + 1 = 60 – 16 +1 –2 +1 = 44 条
收尾断面滚动线数 = 剖面数 – 1 = 16 – 1 = 15 条
在跨孔测量中,上面计算公式的使用电极数和排列电极数均为单边的电极数。故在不移动电极的情况下,要做断面收尾测量滚动总数应设为 44 + 15 = 59 条。
从上述讨论可知,尽管收尾断面滚动线上的实测点数少于正常测量滚动线上测点数,但在存储空间分配上,仪器并未区分收尾断面滚动线与正常测量滚动线,两者占用相同大小的空间,因此,虽然断面收尾功能可使断面测量总点数达到最大,但却造成了一定存储空间上的浪费。
通常,若需进行收尾测量,先执行测量菜单中的第二项“2.断面(连滚)”功能进行一般滚动测量,待正常断面滚动线全部测量完毕后,再执行测量菜单中的第六项“6.断面收尾”功能,测量尾部的收尾断面即可。但对于“13.A-MN矩形”高密度装置,若需进行收尾测量,则应先执行测量菜单中的第六项“6.断面收尾”功能,将前部的收尾断面测量完毕,然后再执行测量菜单中的第二项“2.断面(连滚)”功能进行一般滚动测
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量。
野外测量完毕后,使用BTRC 2004通讯软件将测量数据回传到计算机中,再使用该软件编辑菜单中的“断面收尾”功能切去收尾断面中的无效数据,之后,可转换成各种格式供后期软件处理。
高密度学习软件2.5版本提供了断面收尾测量方式的学习与演示。
(2) 、测量数据显示格式
测量期间屏幕显示如图5-17所示。其中, Ro:实测电阻率值 VP:一次场电压(mV)
IP:一次场电流(mA) 如图5-17
以上三个值均为前一点测量结果(图示为1
号剖面第2点测量结果)。其中,自电M排列和自电MN排列只显示自电测量值。
No.x: 正在测量的点号(当前剖面或滚动线上的第x测点,图示为第3)
A:供电电极A当前电极号 B:供电电极B当前电极号
M:测量电极M当前电极号 N:测量电极N当前电极号
(3)、测量工作流程
① 布电极、连线 电极连接和仪器之间的连接见图5-2。 ② 开机 准备测量。
③ 设置工作参数 若参数不变,跳过此步。 ④ 启动测量 按本节前面说明操作。 ⑤ 关机 节约用电、延长电池使用寿命。
(4)、显示剖面、断面及断面参数表 ① 显示剖面
a.在主菜单下,按5键,屏幕提示输入断面号(例如:100)、剖面号(例如:1),按1 0 0、确认键输入断面号,再按1 、确认键输
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入剖面号。屏幕显示出100号断面的第1条剖面曲线(如图5-18)。
b.按→、←键, 使光标以测点为单位右、左移动,同时NP随之改变。按↑、↓键,可使曲线上下移动。按±、·键,可使曲线放大或缩小。按退出键则返回主菜单。
其中, NL ─ 剖面号 NP ─ 测点号 R0 ─ 当前测点电阻率值 + ─ 曲线光标。
【注 意】纵轴为电阻率参数, 对数座标,横轴为均匀分布的测点。 ②、显示断面
a.在主菜单下,按6键,屏幕提示输入断面号(例如:100)、剖面号(例如:1),按1 0 0、确认键输入断面号,再按1 、确认键输入剖面号。屏幕显示出100号断面的断面曲线。其中输入的剖面号指定基准剖面,仪器自动给该剖面确定一合适的比例并以该比例放大其它剖面(如图5-19)。
图5-19
b.按±键,放大曲线幅度, 按·键,缩小曲线幅度。按退出键,返回主菜单。
③ 显示断面表
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a.在主菜单下,按4键,屏幕显示出当前内存中第一个断面的参数。屏幕最底行显示为序号(0~99)。
b.按±键序号增加,按·键序号减小,可依次查看各断面参数。按退出键,返回主菜单。
【说 明】断面号为-1时表示为空。
(5)、清除操作
清除操作包括: 1、清除内存中的某一断面
2、清除全部数据
图5-20
① 清除内存中某一断面
a.在主菜单下,按清除键,屏幕显示出清除菜单 b.按1键,提示输入断面号、剖面号。
c.输入断面号、剖面号并确认后,屏幕提示“请确认清除!”,按确认键执行清除操作,按退出键则取消清除操作。 ② 清除全部数据
在主菜单下,按清除键,屏幕显示出清除菜单。
按2键,则选择清除全部数据的功能。屏幕提示“请确认清除!”,按退出键,不清数据,返回主菜单。按确认键,则清除内存全部数据。
【注 意】本机对于清除过的任何数据无恢复功能,因此请操作人
员在进行清除工作时,一定要认真仔细,以免失去有用数据。建议首次使用本仪器或发现内存数据混乱时,使用清除全部数据功能,使内存分配得到初始化。
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(6)、联机通讯
【操 作】
①在计算机和仪器均未开机状态下用本机专用通讯电缆将WDJD-3与IBM兼容计算机相互连接起来。并且确认使用的是计算机的哪一个串行口(台式机均有两个串口),以便在通讯软件中设置好COM1或COM2。
②打开计算机,执行随机配备的通讯软件BTRC2004,执行通讯软件中“接收”功能,并设置好相关的参数,当通讯软件提示打开仪器电源时,再打开WDJD-3多功能数字直流激电仪。
③在仪器主菜单下,按7键,将显示“正在联络,请等待…”,此时仪器正等待主机应答信号。联络完毕,仪器将显示“正在通讯,请等待…”。
【说 明】
● 在第一个断面成功传送之后,仪器始终保持着与主机的联系。只须在软件中改变断面号,可继续调入其它断面的数据。
● 详细操作请参阅『十』。
【注 意】在连接电缆时,切忌在计算机和仪器均开启电源的情况下进行,至少应有一方是处在关机状态下。
(7)、硬件测试
【操 作】
① 在主菜单下,按8键,屏幕显示硬件测试菜单。(如图5-21)
②按1~8,启动相应功能。 按退出键,返回主菜单。
其中, 1~7项功能参阅WDJD-3多功能数字直流激电仪『四』。
(8)、测试WDZJ-3多路电极转换器
【操 作】① 首先按要求连接好所有电线电缆。 ② 打开WDJD-3和WDZJ-3电源。
③ 在主菜单下,按8键,屏幕显示硬件测试菜单(如图5-22)。
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图5-22
④ 按8键,进入电极转换器测试,屏幕提示输入使用电极数。若只有一个电极箱则输入“60”;若有个或更多,则按60的倍数输入并确认。 ● 若只检查单一开关,则把开关代号输入至A、B、M、N即可。
WDZJ-3多路电极转换器自检器面板上的指示灯直观反应开关好坏(在A、B、M、N输入的对应号上指示灯应亮,否则开关有故障);如果无自检器,则可用万用表电阻档检查对应电极号(在32芯插头上)与A、B、M、N接线柱之间的电阻,电阻为无穷大,则开关有故障。 ● 若想检查所有开关,则A、B、M、N的输入数改变为“0”,并确认,仪器而循环检查每一个开关,此时只须观察自检器,只要哪个编号上指示灯不亮则该 开关有故障。
【注 意】 当自检器与WDZJ-3接好,并打开WDZJ-3电源,自检器面板
上应无任何指示。若有灯亮,亦表示该开关有故障(处于常通状态,不能断开)。
六、操作注意事项
1、严禁将直流高压、A、B、M、N相互混接。 2、 如仪器显示“过流保护!”,请关掉电源检查AB是否短路。 3、测量电流Ip小于1mA时,仪器显示:AB开路!
4、当电极极化电位和自电Sp绝对值大于1000mV时,显示:自电过大! 5、VP(一次场)小于1mV时,仪器提示:一次场过低!
6、建议每测量完一个断面时检查一次电池电压,其值应大于9600mV。 7、如电极装置为二极或三极装置, 则无穷远极应从主机相应接线柱引出。 8、如电极装置为充电M或充电MN装置, 则无穷远极N与A、B均应从主机相应接线柱引出。
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9、对于新的工作断面,在测量前,不要忘记先要设置正确的工作参数。 10、仪器执行某一功能未结束时,请勿关机。因为仪器有可能在对内存进行读写操作,关机有可能造成数据混乱。应先按退出键,返回主菜单后再关机。
11、如果在查看断面表时,发现有重复的断面或其它未曾建立的断面时,表示内存已混乱,此时应清除全部数据,对内存重新初始化。
12、测量前必须把主机直流输入高压接好,AB供电电极接线柱、MN测量电极接线柱与WDZJ-3多路电极转换器对应电极接线柱接好,并消除接触不良现象。 13、仪器面板应避免阳光直射,以免影响大屏幕液晶显示器的显示对比度。如发现显示器对比度发生变化,以至无法正常读数时,请关掉仪器电源,参阅『四、WDJD-3多功能数字直流激电仪使用说明』调节对比度。
七、资料检查和评价
为确保所采集数据可靠准确资料按规范要求检查和评价应符合下列要求:
1、计算误差所采用的公式
1)计算单个测点的相对误差?按下式计算: '|dai?dai|???100% (7-1)
dai
式中:dai——基本观测值,当进行了重复观测时是指有效数据的算术平均值;
'——系统检查观测值,当进行了重复观测时是指有效数据的算术dai平均值;
2)计算一个排列观测的均方相对误差m按下式计算:
1N2m??i?100% (7-2) ?Ni?1
式中:N——检查点,测深点、测线数量;?i——某点的相对误差;
3)计算一条剖面或一个测区的总均方相对误差M按下式计算:
1N2M??mi?100% (7-3)
Ni?1 36
式中:N——检查点,测深点、测线数量;mi——某一排列的均方相对误差;
2、单个排列的资料出现相邻5个测点的?>2.5%、?>3.5%测点数超过检查点总数的30%、?>7%测点数超过检查点总数的5%、?>10.5%测点数超过检查点总数的1%、m>3.5%等情况之一者,该排列资料不合格。 3、一条测线或测区的M>3.5%,该测线或测区的资料不合格。
八、故障诊断
以下仅就WDZJ-3多路电极转换器的常见故障诊断方法做一说明: 1、先检查电极箱电池电压应大于9600mV,如出现忽大忽小,则可能是电池接触不良,也可能是电池盒引线松动。
2、测量电池电压正常,但测量其它参数不准确或差异很大,检查仪器内部M、N是否接好。
3、观察是否有震松动的器件或插头。
4、串行口RS-232不能通讯,检查通讯电缆是否断线、连接是否正确。 5、如整机开机不工作,检查电源线是否脱落或对比度设置是否恰当。 6、如整机能工作,但个别点测量数据不正常,检查电极及连线是否接好,用“测试电极箱“功能检查各开关板上的开关有无故障。
九、仪器保养
1、每次收工后,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、仪器若长期不用请务必将机内电池取出,以免电池漏液损坏电池盒及破坏仪器绝缘。
3、仪器不应常期存放在潮湿或有腐蚀性气体环境中。 4、 严禁将仪器工作或存放在-20℃以下温度的环境中。
37
十 数据接收与格式转换软件BTRC2004使用说明 (一)、功 能
1、通过串行口接收本所设计生产的全部电法仪器传送来的测量数据。 2、显示、打印测量数据。
3、按可将测量数据合并、转换及存盘。
(二)、安 装
如果第一次使用本软件,则在使用前应先安装本软件。方法如下: 1、将BTRC2004软件光盘放入光盘驱动器。
2、依次点击[开始][程序][资源管理器],运行资源管理器程序。
3、在[资源管理器]树形目录框内,选中光盘上的[BTRC2004]文件夹。 4、双击[资源管理器]文件框内的SETUP.EXE运行BTRC2004的安装程序。
5、在安装过程中,如系统提示“要复制的文件比机器当前文件还旧,建议保留当前文件”时,点击保留按钮。如系统提示“注册文件??出错”时,点击忽略按钮。
(三)、连 接
此步骤应在计算机与仪器关机下进行。
取出仪器配备的专用通讯电缆,将7芯插头与仪器面板上的RS-232端口相连接,将9芯梯形插头与计算机的串行口1(COM1)或串行口2(COM2)相连接。
(四)、运 行
打开计算机电源,待WINDOWS9X启动完毕,移动鼠标并依次点击[开始][程序][重庆奔腾数控技术研究所][BTRC2004],即启动了通讯软件BTRC2004(如图10-1)。
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图10-1
(五)、操 作
1.从仪器接收数据
点击[接收]菜单,屏幕出现接收数据窗(图10-2)。
图10-2
(1)点击[选择机型]下拉菜单选择与计算机连接的电法仪器机型。 (2)点击[通讯端口]中的[串口1]或[串口2]告知计算机使用正确串口与仪器通讯。
(3)在[测线号]文本框中输入待传输数据的测线号。
(4)点击 [开始接收]按钮, 屏幕会提示“打开仪器电源并执行通讯
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功能!”,操作员按要求做好后,点击[确定]按钮,屏幕显示数据接收过程。
(5)如果该测线数据是电测深数据,则屏幕提示“输入测深点水平坐标:”,后期绘制断面等值线图时需要此数据。如果测线是高密度断面,则屏幕将提示“输入该断面1号电极坐标:”,有了1号电极水平坐标,其它测点水平坐标便可自动算出。 接收过程完毕后,接收数据窗自动消失,数据显示在屏幕上的表格中。
2.数据存盘
点击[文件][保存],屏幕出现保存文件窗,提示操作员选择文件保存路径(如C:\\DATA\\)及文件名,文件扩展名默认为“.FDA”。当指定了文件保存路径及文件名后,点击[保存],即可将数据存入磁盘上指定文件中。
数据存盘完毕后,保存文件窗自动消失。
3.将数据转换成SURFER格式
此功能可将当前表格中的数据转换成SURFER格式供GOLDEN SOFTWARE公司的绘等值线软件SURFER或绘2维曲线软件GRAPHER使用,也可将转换后的数据调入电子表格软件EXCEL中编辑打印。
若当前表格中无数据,则点击[文件][打开],屏幕出现打开文件窗,提示操作员选择文件打开路径(如C:\\DATA\\)及文件名,当指定了文件打开路径及文件名后,点击[打开],即可将数据文件从磁盘调入表格中。
点击[转换][SURFER],屏幕出现保存文件窗,提示操作员选择SURFER格式文件保存路径(如C:\\DATA\\)及文件名,文件扩展名默认为“.DAT”。当指定了文件保存路径及文件名后,点击[保存],即可将当前表格中的数据转换成SURFER格式并存入磁盘上指定文件中。
仿照上述操作,可将数据转换成其它格式。
4.合并文件
在野外高密度电法的采集过程中,常将一个较长的断面划分成若干个连续的子断面进行测量,各子断面的测量结果以不同的断面号保存在测量主机中(如WDJD—3多功能数字直流激电仪等),回到住地再使用BTRC2004软件把测量主机中的各子断面数据传输到计算机中并使用不同文件名加以保存。
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合并文件功能主要用于将上述的各子断面数据重新在计算机中依序连接起来,从而获得等效的长断面数据文件,合并结果仍以原始数据文件格式(扩展名为.FLD)保存。具体用法如下:
① 运行BTRC2004,点击[文件][合并文件](如图10-3):
图10-3
② 此时屏幕弹出合并功能窗体,如图10-4所示:
图10-4
窗体由三个表格和几个按钮组成。顶部表格用于保存第一个子断面数
据,中间表格用于保留调入的子断面数据,底部表格用于保留最近合并结果。
③ 先调入第一个子断面,点击[打开文件1],找到第一个子
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断面数据文件后,点击[打开],此时,第一个子断面数据被调入并显示在顶部和底部的表格中(如图10-5)。
图10-5
④ 接着使用[打开文件2][[合并]功能依序调入一个子断面数据进行合并(如图10-6)。
42
图10-6
当全部子断面数据都已合并完成后,点击[保存合并],选择保存文件夹,并输入合并结果的文件名,然后点击[保存]即可。
注意事项:
①待合并的子断面的装置、电极间距、剖面数必须相同。
子断面数据在用BTRC2004软件从测量主机回传到计算机时,必须正确输入每一个子断面的1号电极水平坐标,合并功能将据此判断各子断面数据能否合并。
②子断面的水平坐标从小到大依次调入各子断面进行合并。 ③邻子断面中具有相同剖面号的剖面上的数据点可以部分重复(同一剖面上同一水平坐标点有两个以上测量数据时,称为数据重复)。如无重复数据,则前一子断面上任意剖面上的最后一点与后续子断面上对应剖面的第一点必须相邻(同一剖面上的两个数据点若其水平坐标相差刚好是一个电极间距,则称此两数据点相邻)。 ④合并过程中,重复数据处理分三种情况,第一是保留合并前数据(即提示[保留文件1]),第二是保留新调入的数据(即提示[保留文件2]),第三是保留两个数据的平均值。究竟采用哪种方法由操作员在合并功能窗体中选择。
⒌编辑断面数据
① 删除每层剖面头部几点
用于高密度测量数据,对于平行四边形或矩形断面相当于删除断面前部的滚动线。
② 删除每层剖面最后几点
用于高密度测量数据,对于平行四边形或矩形断面相当于删除断面尾部的滚动线。 ③ 断面收尾
用于在野外使用“断面收尾”功能测量的高密度数据。断面因收尾而造成收尾部分的滚动线中存在一些未被测量数据填充的无效数据,此功能用于截掉断面中的无效数据。
十一、 高密度电法各种装置的布极方式
高密度电阻率法实质上纯属直流电阻率法, 其基本原理与直流电阻
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率法相同,不同的是它的装置是一种组合式剖面装置。本系统支持18种测量装置, 其中, α排列、β排列、γ排列、δA排列、δB排列、α2、自电M、自电MN、充电M、充电MN排列等适用于固定断面扫描测量, A-M、A-MN、AB-M、AB-MN、MN-B、A-MN、A-MN-B、跨孔等电极排列适用于变断面连续滚动扫描测量, 分别介绍如下:
(一)、固定断面扫描测量
该测量方法在测量时以剖面线为单位进行测量, 启动一次测量最少测一条剖面线, 存储与显示时亦以剖面线为单位进行。一个断面由若干条剖面线组成, 且每条剖面线有唯一编号, 简称剖面号。以α排列(温纳装置AMNB)为例, 测量某一剖面N时, AMNB相邻电极保持极距a, 每测量完一点向前移动一个基本点距x, 直至B极为最后一个电极止, 剖面上的测点数随剖面号增大而减少, 其断面上测点呈倒梯形分布, 当实接电极数为60,剖面数为16, 断面测点分布如图11-1所示。
图11-1固定断面扫描测量断面测点示意图 当实接电极数给定时, 任意剖面测点数由下式确定:
Dn=Psum -(Pa-1)·n。
其中,n ─ 剖面号,
Dn ─ 剖面n上的测点数, Psum ─ 实接电极数,
Pa ─ 装置电极数(装置1~3等于4,装置4~5等于3)。 例如对α排列,电极数Pa=4,设实接电极数Psum=60,剖面数为16, 则Dn=60-(4-1)×n=60-3×n。
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D1 =60-3×1=57,D16=60-3·16=12,
断面总测点数=16×(D1+D16)/2=16×(57+12)/2=552。
(二)、变断面连续滚动扫描测量
该测量方法在测量时以滚动线为单位进行测量, 启动一次测量最少测一条滚动线, 存储与显示时则仍以剖面线为单位进行。滚动线是一条沿深度方向的直线或斜线(不可视线),各测点等距分布其上, 所有滚动线上相同测点号的测点构成一条剖面,不同深度的测点位于不同剖面上,一条滚动线上的测点数等于断面的剖面数。一个断面由若干条滚动线组成, 且每条滚动线有唯一编号, 简称滚动号。
测量一条滚动线的过程称作单次滚动, 即在保持供电电极与某个电极接通不动的情况下沿测线方向(电极号由小到大)移动测量电极,测量电极与供电电极间距起始为一个基本点距,测量并存储当前点电阻率后便移动一次测量电极,每次移动一个基本点距,重复上述测量移动过程直至测量点数等于剖面数为止。
图11-2为变断面连续滚动扫描测量断面测点分布示意图, 图中, 电极装置为A-M二极装置(其它装置测点分布相同, 仅水平坐标不同而已),滚动总数=15, 实接电极数=18, 剖面数=8, 断面上测点呈平行四边形分布。由于剖面数为8, 所以在18根电极布好不动的情况下只能测量前10条滚动线, 要测11~15号滚动线则须将18根电极整体向前移动10个点距, 即原11号电极位置成为1号电极, 其余类推。
当电极排列与实接电极数Psum确定时, 最大剖面数(也即一条滚动线上最多测点数)由下式决定:
Nmax=Psum -(Pa-1)。
其中,Nmax ─ 最大剖面数,
Psum ─ 实接电极数,
Pa ─ 装置电极数(装置6等于2,装置7~8等于3,装置9
等于4)。 若设定断面剖面数为N(N≤Nmax),则在不移动电极情况下可连续测量的滚动线条数Rn由下式决定:
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