电法勘探实验指导书34页word.docx

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电法勘探实验指导书34页word

“电法勘探”实验指导书

欧东新、韦柳椰编著

实验一WDDS-1数字电阻率仪测量均匀大地的电阻率

一、实验目的与要求

1、认识WDDS-1数字电阻率仪及掌握其使用方法。

2、掌握在水槽中测量均匀半空间视电阻率的方法。

3、掌握各种装置的视电阻率K值计算方法。

二、实验仪器及材料准备

WDDS-1数字电阻率仪一台，万用表一台，电池箱一个，带鳄鱼夹导线若干，大头针若干，水槽跑极装置一套。

记录纸一张，直尺一把，铅笔，橡皮。

三、实验步骤

1.WDDS-1数字电阻率仪认识及参数设置

（一）熟悉仪器的面板（图1.1）。

图1.1WDDS-1面板

图1.2水槽WDDS-1测量视电阻率装置图

（二）检查仪器。

（1）开机，按“↑↓”键，调节液晶屏对比度。

（2）按“电池”键，检查仪器电池电压。

当电池电压<9.6V时，更换8节2号或3号1.5V电池。

（3）按“设置”键，设定供电时间仪器默认为0.2秒（显示数字为2），实验一般选用0.5秒，输入数值5后按“确认”键。

2.按照图1.2接好实验装置。

测线布置在水槽中间，测点距10cm，一直延伸到水槽边沿。

3.测量（以对称四极电剖面为例）。

（1）按“电源”键开机。

（2）按“排列”键输入线号，如：

NL=01。

按“确认”键后，显示排列方式。

（3）排列方式共有9种。

按“↑↓”选择对称四极电剖面，不用按“确认”键确认。

9种排列方式如下：

1.4P-VES四极电测深

2.3P-VES联合电测深（含三极电测深）

3.4P-PRFL对称四极电剖面

4.3P-PRRL联合剖面（含三极动源电剖面）

5.RECTGL中间梯度装置

6.DIPOLE偶极—偶极装置

7.IP-BUR井－地电法

8.INPUTK传送K值

9.5P-VES5极纵轴电测深

（4）按“极距”输入极距号，如：

NO=01,按“确认”键，显示：

AB/2=XXXX,MN/2=XXXX,输入数据（单位为m）并按“确认”键，再按“停止”键，显示：

K=XXXX.利用式（1-1）验算K值。

（仪器由于利用二进制进行存储，由于位数原因，有误差。

）

（1-1）

（5）按“测量”键进行测量。

显示结果参数如下：

NL=NP=

SP=mV=

R=e=

V=V=

NL测线号，NP测点号,SP自然电位（mV）,R电阻率（欧姆米）

e电阻率重复误差（%）,V一次场电压（mV）,V一次场电流（mA）

将相关数据记录到记录纸上（每个点要至少测量两次，要求相对误差不超过5％），利用式（1-2）验算视电阻率。

采用同样的装置从水槽中心的测点一直测到水槽边沿，并现场绘在坐标纸上（图1.3）。

横轴为测点，纵轴为视电阻率。

这种装置不变，横向移动测量的方法称为剖面法，绘制的图件称为视电阻率剖面曲线。

图1.3视电阻率剖面图

（1-2）

（6）跑极，向水槽边沿平移所有电极，每次移动10cm，直到边沿为止。

（7）如果不改变极距，直接按“测量”，测下一个点。

如果要改变极距，按“极距”键重新输入新的极距后再按“测量”键测量。

（8）测量完成后，将显示测量数据，按“确认”键将存储数据。

若按“停止”键将推出测量，不存储数据，并在屏幕右上角显示‘￥’，表示上次测量数据未存储。

4.其他的排列装置操作和参数设置大同小异。

在老师的指导下进行其他装置的测量。

5.接地电阻监测。

（1）用WDDS-1。

将N端用大头针接地（这个实验实际是放入水中），把A、B、M端任何一个与R地端相连。

按“R地”键，仪器将测量其对N端的大地电阻。

单位为KΩ，如果开路则显示M>MAX!

!

!

。

（2）用万用表监测接地情况（在野外实际更方便）。

将万用表拨到Ω档，将一根探针放接地，另一根探针碰触A、B、M、N接线柱。

如果电极已经接好，万用表将摆动，并显示接地电阻。

6.操作注意事项：

（1）严禁将直流高压，A、B、M、N相互混接。

（2）如果仪器显示“I>MAX!

!

!

”,表示过流，请关机检查AB是否短路。

（3）测量电流小于1mA时，仪器显示：

AB开路。

（4）测量电压值SP绝对值大于1000MV显示：

自电过大！

（5）测量电压值小于1mV时，显示：

一次场过低！

（6）操作员应定时检查电池电压，其值应大于9600MV。

（7）仪器在执行某一功能结束时，请勿关机。

因为仪器有可能在对内存进行读写，这样有可能造成数据混乱。

（8）如果在查看测线表时，发现有重复的侧线号或其它未曾建立的测线时，表示内存管理有误，此时应清除所有数据，对内存重新初始化。

在主程序状态下，按“清除”键，将提示选择：

1.清除测线数据2.清除所有数据。

按“2”键，显示“clearall？

”,若要清除所有数据，按“清除”键。

若不想清除，按任意键，包括“确认”键。

（9）每个测点的极距常数或排列必须正确设置。

（10）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MN电缆是否接好，电极接地是否良好。

（11）如果开机无任何显示，表示对比度参数被修改或显示部分有故障。

应先重复按键，加大对比度调节。

若仍无显示，可开机箱检查显示器电缆或电源线。

（12）如果供电部分不正常，检查A、B是否短路（因WDDS-1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），保险管是否熔断或接触不良（保险管再供电板上）。

四、思考题

1.用不同的排列装置所测得的视电阻率是否一样?

2.电极靠近水槽边与电极位于水槽中心时所测视电阻率有何差异？

是何原因？

五、实验要求

1.每人按步骤，至少操作一次仪器，并观测一个剖面的电阻率。

2.至少用2种不同的排列装置进行测量。

3.每人提交一份实验报告，说明实验的目的，步骤，画出所用排列的实验装置示意图。

4.回答思考题。

实验二联合剖面法模型实验

一、实验目的与内容

1.掌握联合剖面测量的方法。

2.了解联合剖面曲线低阻正交点、高阻反交点特征。

二、实验仪器及材料准备

WDDS-1数字电阻率仪一台（带8节2号电池），万用表一台，电池箱一个（带60节1号电池），大头针若干，水槽跑极装置一套，低、高阻板状模型，低、高阻球状模型。

记录纸一张，单对数坐标纸一张，直尺一把，铅笔，橡皮。

三、实验步骤

1.在水槽中放置低阻球体球体,顶面埋深1～4cm，测线通过球心在水面的投影。

联合剖面法极距按AO=8cm,MN=2cm,点距2cm设置。

无穷远极距离测线垂直距离5倍AO以上。

按（3-1）式计算装置系数。

（3-1）

（3-2）

2.按图3.1布设联合剖面法电极，连接仪器，在WDDS-1上设置极距参数等。

准备好记录纸和单对数坐标纸。

图3.1联合剖面法模型实验装置图

3.逐点移动电极，测量（注意：

测量完

后要给B极供电，

和

都测完才跑极）。

记录

，I,

每个数据要至少测量两次，要求误差不超过5％，按（3-2）式计算视电阻率。

如图3.2把联剖曲线绘在单对数坐标纸上。

图3.2联合剖面法视电阻率曲线

图中横坐标为测点位置，采用算术坐标，单位cm；纵坐标为归一化视电阻率

，采用对数坐标，

为实测视电阻率，

为远离低阻体的视电阻率，

基本上等于水的电阻率。

仪器操作步骤：

（1）开机，按“↑↓”键，调节液晶屏对比度。

按“电池”键，检查仪器电池电压。

按“设置”键，设定供电时间仪器默认为0.5秒，输入数值5后按“确认”键

（2）按“排列”键输入线号。

（3）按“确认”显示排列方式。

按“↑↓”选择3P-PRFL联合剖面。

（4）按“极距”键输入极距号，如：

NO=01,按“确认”键；输入数据（单位为m）：

AB/2=0.08,MN/2=0.01,并按“确认”键，再按“停止”键，屏幕显示K值。

（5）测量：

测

：

将A接线柱夹子与A极电缆相连，按“测量”键测量。

在2号和4号排列下，版面显示“A-极供电？

”，按“确认”键为A极供电并显示测量结果

（其他键表示B极供电）；将测量参数记录到记录纸上。

按“确认”键存储数据

测

：

将A接线柱夹子与B极电缆相连，按“测量”键，再按“确认”键，名义上是对A极供电，实际上是对B极供电。

记录

结果（不管负号），按“确认”键存储数据。

（6）跑极，重复测量过程。

4.换高阻球体，用相同的装置再测一遍。

四、思考题

1.电法勘探中为什么要引入视电阻率的概念?

2.低阻正交点、高阻反交点有何特征？

3.为什么要设置无穷远极？

五、实验要求

1.每人按步骤，至少操作一次仪器，并观测5～10个点的视电阻率。

2.绘制联合剖面曲线并进行分析。

3.每人提交一份实验报告，说明实验的目的，内容、步骤，画出所用排列的实验装置示意图。

4.回答思考题。

实验三高密度电阻率法数据采集

一、实验目的与要求

1.熟悉WDJD-2多功能数字直流激电仪（有高密度功能）操作。

2.掌握高密度电法野外勘探方法。

3.掌握高密度电法各种装置参数的计算设置方法。

4.用surfer绘制视电阻率等值线断面图。

二、实验仪器及材料准备

WDDS-2多功能数字直流激电仪一台（带8节2号电池），WDZJ-1多路电极转换器一台，高密度电极60个，高密度专用电缆2根，接地电极一根，鳄鱼夹短导线5根，万用表一台，电池箱一个（带60节1号电池），记录纸一张。

三、实验步骤

1.选择一片开阔的空地，按照图5.1布置实验装置。

图5.1高密度电阻率法采集布线图

注意：

1.电极箱和仪器内也要装电池。

2．图中虚线是用来测量电极接地情况的，在开始数据采集时要断开。

2.进入高密度测量菜单步骤：

开机，按功能键显示功能菜单，按3选中高密度电阻率功能，按退出进入所选模式主菜单，按2进入测量菜单（图5.2）。

3.接地电阻检测：

把图5.1中的虚线连接好，在测量菜单中按5键显示：

0-N,1-M,2-B,3-A

这里是A与R地相连，所以按3键再按确认键，屏幕显示：

“请打开电极箱电源”，打开电极箱电源，当电源指示灯不再闪烁，按主机确认键，检测电极接地电阻，屏幕显示：

R=XXX.XK

A=1

R表示接地电阻，A后面数字为电极编号。

图5.2进入高密度

测量菜单步骤

注意：

功能菜单中1、2模式之间转换及3、4模式之间转换会清除内存！

4.设置工作参数：

工作参数包括：

装置、滚动数、剖面数、电极数等。

装置：

电极排列方式，共有13种。

滚动数：

滚动线的条数。

此参数只在滚动装置时有效。

剖面数：

剖面线的条数。

实接电极数：

实际接入的电极个数。

下面介绍常用的2种装置：

（1）

排列

电极及数据点排列如下：

图5.3

排列示意图

视电阻率断面为倒梯形。

测量时，AM=MN=NB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（图中方框内数据点）；接着AM、MN、NB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。

本装置滚动数没有意义。

（2）A-MN-B四极测深排列

电极及数据点排列如下：

图5.4A-MN-B四极测深排列示意图

视电阻率断面为矩形。

测量时，M、N不动，A逐点向左移动，同时B逐点向右移动，得到一条滚动线；接着A、M、N、B同时向右移动一个电极，M、N不动，A逐点向左移动，同时B逐点向右移动，得到另一条滚动线；这样不断滚动测量下去，得到矩形断面。

在主菜单下，按1键，屏幕提示输入新建断面号，（如100号），输入100并按确认。

接着输入起始剖面号（如1），输入1并按确认屏幕显示装置类型，供选择修改：

图5.5设置工作参数步骤

当闪烁得光标停在第一行是，可按＋键选择13种排列方式。

按确认光标移至下一行。

输完数据后按确认，参数全部输入完后按确认显示测点总数。

按退出显示主菜单。

图5.5中，如果选择

排列则滚动总数无意义，可不输入。

点数根据输入的电极数、剖面数自动算出。

5．参数的设计计算：

（1）

排列

假设实接电极数为

，则:

第1个剖面点数为

第2个剖面点数为

第N个剖面点数为

要保证最后一个剖面至少有一个测点，有：

所以，最后一个剖面号（剖面总数）为：

表示取整。

N个剖面的总点数为：

假设实接电极数M为60，则可能的最大剖面总数为：

。

假设剖面总数为16（1号剖面到16号剖面），则断面测点总数为552。

（2）A-MN-B四极测深排列

假设实接电极数为

，电极间距为

米，

、

电极点距为

个电极间距。

如果一条滚动线有

个测量数据。

则滚动线的总数为：

极距

6.测量

在测量之前按图5.1连接好所有电缆，并把测接地电阻的线（虚线）断开。

在主菜单下按2键，进入测量菜单，要从指定剖面开始，测量整个断面，在测量菜单下按2键，此时显示当前断面号，提示输入起始剖面号，输入剖面号后按确认键，显示该断面下得各项参数，按确认后，提示“打开电极箱电源！

”打开电源并按确认键后，进入测量。

在测量过程中可以按退出键中断测量。

图5.6进入断面测量步骤

当测量装置是滚动装置时，如A-MN-B四极测深排列，在测量开始前，屏幕将提示输入起测滚动号与电极最小编号。

7.数据输出

（1）计算机上安装BTRC2000软件。

（2）在计算机与仪器关机情况下用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。

（3）打开计算机电源，启动了通讯软件BTRC2000。

点击接收菜单、输入机型、测线号等参数。

（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功能！

”，操作员按要求做好后，再点击[确定]按钮，屏幕显示数据接收过程。

（5）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。

（6）点击[转换][surfer]，将当前表格中的数据转换成surfer格式。

（7）利用surfer画电测深断面图。

四、思考题

1.若电极总数为60，在α装置下，从4号剖面测到15号剖面，测点数为多少？

2.若电极总数为60，点距5米，MN极距为5米，采用A-MN-B四极测深排列，最大AB为175米，求滚动线数、数据点数、断面长度？

五、实验要求

1.每人按步骤，至少操作一次仪器，并观测1个排列的电阻率断面。

2.每人提交一份实验报告，说明实验的目的，内容、步骤，画出所用排列的实验装置示意图，用surfer绘制视电阻率断面图。

3.回答思考题。

实验四激发极化法模型实验

一、实验目的与内容

1.学习时间域激电仪的使用。

2.掌握激电中梯的工作方法。

3.观测几种极化梯的中梯异常曲线，了解其特征。

二、实验仪器及材料准备

WDJD-2数字直流激电仪一台（带电池），万用表一台，电池箱一个（带60节1号电池），大头针若干，水槽跑极装置一套，铜球。

记录纸一张，单对数坐标纸一张，直尺一把，铅笔，橡皮。

三、实验步骤

1.设置激电中梯实验装置。

如图7.1在水槽中心放铜球作为极化体，距离水面10厘米；采用中间梯度法进行剖面观测，主测线通过球体中心在水面的投影。

在AB/3位置开始设置测点，点距4厘米。

在主测线两边1/6范围内以线距4厘米设置若干条测线。

图7.1激电中梯实验装置图

2.设置仪器工作参数

（1）菜单操作

所有选择性菜单均用“F”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：

如直接按确认键，则当前输入的数据项内容不变。

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。

输入结束时必须按确认键，否则输入无效。

随时可按退出键，退出输入操作，已输入的数据不变。

（2）进入“功能菜单”及“主菜单”

图7.2进入功能菜单及主菜单

（3）设置工作参数菜单

进入：

在“主菜单下”，按１键进入“设置工作参数菜单”。

按退出键返回“主菜单”。

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。

图7.3进入设置工作参数菜单

（4）设置工作测线与装置：

图7.4设置测线与矩形（中梯）装置

按图7-4设置好后，按退出键返回“设置工作参数菜单”。

（5）设置供电时间

图7.5设置供电时间

注意：

①供电时间:

1～59秒，初始值5秒。

　　②断电延时:

200ms，此项内容暂不允许用户改变。

③二次场放大量:

0～6，仪器用自动调定的一次场放大倍数A再乘

，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。

④对于电阻率与自电功能上述三个此参数均无效。

（6）设置增量参数

图7.6设置增量参数

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。

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。

按退出键，返回“设置工作参数菜单”。

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。

SP为自电位，Ro为视电阻率，M1~M7为视极化率，TH为半衰时，D为衰减度。

3.测量

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。

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

退出：

按退出键，返回主菜单。

图7.7测量

测量完毕后如下图所示进行存储并画图：

图7.8存储测量结果

图7.8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。

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。

为了防止仪器存储故障，用记录本记录测量结果。

注意：

如果在测量之前没有输入极距常数，则测量的视电阻率没有意义。

因为在中间梯度法装置下装置系数

是随测点变化的。

4．移动

继续测量，直到把所有测线的测点都测完。

5.绘制激电中梯剖面曲线和激电中梯平面等值线图。

6.加大供电时间，再测一条剖面。

四、思考题

1.在实际激电观测中使用何种电极?

为什么?

2.供电时间加大，观测值有何变化，为什么？

3.激电中梯平面等值线图是否显示为一个圆形异常？

为什么？

五、实验要求

1.每人按步骤，至少操作一次仪器，并观测一条测线的极化率值。

2.每人提交一份实验报告，说明实验的目的，内容、步骤，画出所用排列的实验装置示意图。

绘制激电中梯剖面曲线和激电中梯平面等值线图。

3.回答思考题。

实验五大地电磁法EH4数据采集

一、实验目的与内容

1.学习EH4的仪器参数设置和使用。

2.掌握大地电磁法勘探的野外工作方法。

3.绘制大地电磁视电阻率断面图。

二、实验仪器及材料准备

EH4一套，12V蓄电池2个，记录纸一张。

三、实验步骤

找一块开阔，电磁干扰小的场地按图8.1、图8.2布置大地电磁EH4采集系统。

图8.1大地电磁EH4采集系统接受机布置图

图8.2发射机布置示意图

接收机设置

所有电缆都配有优质带扣的接头，这些接头也带有盖。

当电缆没有连接的时候，这些接头应该被盖起来以防止水汽和岩屑进入影响电路的接通，当电缆接通的时候，盖子应该被合上以保持它们内部的干净、干燥。

布置站点最简单的方法是把前置放大器（AFE）放在测点的中间的位置上，然后用前置放大器作为参考点来布置其它的部件。

由于Stratagem测量取决于磁棒的相对方向，所以测量时选择一个参考方向是很明智的。

在以下的说明中，我们将X方向作为参考方向，Y方向就是沿X方向顺时针转90度的方向。

以下是推荐的布置步骤：

电极安装

●如果可能的话，找一个放置前置放大器的地方，很明显这一位置便处在电极线展开的方向上。

●在前置放大器的旁边安装接地电极，将接地电极用电缆接到前置放大器旁边螺纹接线柱上。

●相对于测点的中心点用罗盘在寻找两条相互垂直的方向（+/-2°）。

根据这两条线，布置电极（+和-，”X”和”Y”）。

●对每个电极来说，将电极线布置到所需的距离，然后将电极的一半插入到地里面。

如果土壤坚硬的话，那么这很有可能需要铁锹和镐。

当buffer（缓冲器，用来消除极化电位的波动）与电极相连的时候不要拖动电极：

因为这些电极里含有一个灵敏的电子电路，瞬时的碰撞可能破坏器件。

●当电极被埋到土里以后，或者无论什么时候把buffer连接到电极上时，要把buffer拧到电极里直到紧紧相连，然后往回旋1/4圈，以防止螺纹由于热胀冷缩而脱离电极。

●回到前置放大器（AFE）继续安装其余的电子部件。

在回去的时候，把电缆埋到土里以减少由于风产生的影响。

●把电极线插到前置放大器中：

-X到X0，+X到X1，依次类推。

磁棒的安装

●把探头线连接到X磁棒和前置放大器的上的HX插槽上。

●把磁棒放到到离前置放大器几米处，并且地面要水平且磁棒要平行于X方向。

如果放磁棒的地方明显不水平的话，用铁锹挖一个合适的槽，在这个槽里磁棒能水平放置且与X方向平行误差夹角应在+/-2°以内。

把探头用土埋上以保证磁棒保持原来的方向，这样将会减少由风引起的噪声。

●用安装X探头的方法来安装Y探头，把Y探头放在至少离X探头2米的地方，这些探头都是灵敏的电子装置。

如果放的太近的话，它们就会相互影响。

这些线圈含有磁化率很高的材料，这将在一定程度上影响附近的磁场。

因为这些，应该用一种方放置这些探头法，使罗盘离任何一探头至少0.5米远。

主机设置

把主机放在离前置放大器（AFE）和磁棒至少5米远的地方，打开主机盖子，把主机与主机电缆相连。

需要注意的是主机电缆两端的接头：

只有其中的一端和主机的一个插槽相匹配。

用电源线将电池与主机相连；黑接负极，红接正极。

这样就完成了主机布置。

如果是多个人布置站点的话，最好让其中一名队员检查整个安装，以保证磁棒的位置方向和连接是否有错。

主机的操作

EH4主机面板如图8.3所示。

EH4主机是由12伏的铅蓄电池供电的。

接通电源后，打开主机背后的开关打开主机。

为了让主机能不间断正常的工作，电源线的夹子一定要和电池夹紧，这一点是很重要的。

主机一启动，电池电压将会通过电脑屏幕右下边的指示灯显示出来。

显示器的亮度可以直接通过电池指示灯上面的按扭来调节。

当电源被打开始后，主机先进行系统检查，装载DOS系统，然后运行IMAGEM程序，屏幕上将显示一个状态窗口和主菜单。

状态窗口将显示IMAGEM的版本号，上个所记录测点的文件名，所选的滤波器，发射机和接收机的坐标和电极距。

图8.3主机操作面板

一旦主机与前置放大器（AFE），磁棒与前置放大器（AFE）相连的话，增益设置和数据采集菜单就可以使用了。

IMAGEM菜单的使用请参见仪器说明书。

发射器的位置

测量点处IMAGEM计算的视电阻率公式为：

（8-1）

这个公式适用于平面电磁波，因