蘭州文曦分析儀器有限公司
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更新時(shí)間：2023-01-17 07:30:19瀏覽次數(shù)：113次
聯(lián)系我時(shí)，請(qǐng)告知來(lái)自 儀表網(wǎng)連續(xù)電導(dǎo)率剖面儀儀器介紹連續(xù)電導(dǎo)率剖面儀EH-4是美國(guó)的Geometrics公司和EMI公司聯(lián)合研制的雙源型電磁/地震系統(tǒng)
儀器介紹
連續(xù)電導(dǎo)率剖面儀EH-4是美國(guó)的Geometrics公司和EMI公司聯(lián)合研制的雙源型電磁/地震系統(tǒng)。儀器設(shè)計(jì)精巧、堅(jiān)實(shí)，特別適合地面2D、3D連續(xù)張量式電導(dǎo)率測(cè)量，在技術(shù)上突破傳統(tǒng)單點(diǎn)測(cè)量壁壘，走向電磁測(cè)量擬地震化、聯(lián)合2D、3D連續(xù)觀測(cè)和資料解釋。
是目前淺層油氣、煤田、礦產(chǎn)、地下水、凍土層、山區(qū)工程、礦井工程勘探及AMT靜校的電磁儀器。 
應(yīng)用領(lǐng)域包括：
金屬礦詳查和普查
巖土電導(dǎo)率分層
地下水探測(cè)
大壩、鐵路、橋梁等基巖調(diào)查
基巖埋深調(diào)查
煤田高分辨率電探
金屬礦詳查和普查
環(huán)境調(diào)查
咸、淡水分界面劃分
勘探深度1000米以上
鐵路、公路路基、隧道勘測(cè)
EH4的全新概念主要?dú)w結(jié)為如下幾個(gè)方面：
1) EH4應(yīng)用大地電磁法的原理，但使用人工電磁場(chǎng)和天然電磁場(chǎng)兩種場(chǎng)源；
2) EH4既具有有源電探法的穩(wěn)定性，又具有無(wú)源電磁法的節(jié)能和輕便；
3) EH4能同時(shí)接收和分析X、Y兩個(gè)方向的電場(chǎng)和磁場(chǎng)，反演X-Y電導(dǎo)率張量剖面，對(duì)判斷二維構(gòu)造特別有利；
4) EH4儀器設(shè)備輕，觀測(cè)時(shí)間短，完成一個(gè)近1000m深度的測(cè)深點(diǎn)，大約只需15~20分鐘，這使它可以輕而易舉實(shí)現(xiàn)密點(diǎn)連續(xù)測(cè)量（首尾相連），進(jìn)行EMAP連續(xù)觀察（見(jiàn)圖2）；
5) 在EH4的采集控制主機(jī)中插入兩塊附加的地震采集板，就可使一臺(tái)EH4兼作地震儀和電導(dǎo)率測(cè)量，為一機(jī)實(shí)現(xiàn)綜合勘探先例；
6) 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理和顯示，資料解釋簡(jiǎn)捷，圖像直觀。
下面我們簡(jiǎn)單介紹EH4電導(dǎo)率測(cè)量方法的工作原理。
二、 EH4工作原理
EH4通過(guò)發(fā)射和接收地面電磁波來(lái)達(dá)到電阻率或電導(dǎo)率的測(cè)探。連續(xù)的測(cè)深點(diǎn)陣組成地下二維電阻率剖面，甚至三維立體電阻率成像。
因此問(wèn)題的關(guān)鍵是地面電磁波與地下電阻率究竟是什么關(guān)系？EH4是怎樣實(shí)現(xiàn)這種地面測(cè)量的？
首先讓我們來(lái)研究電磁波在介質(zhì)中的傳播行為。
1. 電磁波傳播理論、亥姆霍茲方程
地面電磁波發(fā)送到地下，電磁波在巖土中的傳播遵循Maxwell方程。如果假設(shè)大多數(shù)地下巖土為無(wú)磁性物質(zhì)，并且宏觀上均勻?qū)щ姡淮嬖陔姾煞e累，那么Maxwell方程就可簡(jiǎn)化為：
2H+K2H=0 ┉（1）
2E+K2E=0 ┉（2）
（1） 和（2）稱(chēng)為亥姆霍茲方程。
其中K= ┉（3）
稱(chēng)作復(fù)波數(shù)或傳播系數(shù)。這時(shí)可將K寫(xiě)成K=α+ιβ。α稱(chēng)為相位系數(shù)，β稱(chēng)為吸收系數(shù)。在EH4測(cè)量的電磁波頻率范圍內(nèi)（0.1Hz~100KHz）,通?？梢院雎晕灰齐娏?，這時(shí)K進(jìn)一步簡(jiǎn)化為
K= ┉（4）
這里為虛數(shù)符號(hào)；ω是電磁波角頻率2πf，單位是rad/s。
2. 波組抗與電阻率
有亥姆霍茲方程變化的磁場(chǎng)感生出變化的電場(chǎng)，我們有磁電關(guān)系：
H= ┉（5）
表面阻抗Z定義為地表電場(chǎng)和磁場(chǎng)水平分量的比值。在均勻大地的情況下，此阻抗與入射場(chǎng)的極化無(wú)關(guān)，和地電阻率以及電磁場(chǎng)的頻率有關(guān)：
Z= ┉（6）
式中f是頻率，ρ是電阻率，μ是磁導(dǎo)率。（6）是可用于確定大地的電阻率：
ρ= ┉（7）
式中ρ的單位是Ω·m，E的單位是mv/km,H的單位是nT。
對(duì)于水平分層大地，此表達(dá)式不再適用，但用它的計(jì)算機(jī)得到的電阻率將隨頻率改變而變化，因?yàn)榇蟮氐拇┩干疃然蜈吥w深度與頻率有關(guān)。
δ= ┉（8）
式中δ的單位是m。此時(shí)由（7）式計(jì)算得到的電阻率稱(chēng)視電阻率。在一個(gè)寬頻帶上測(cè)量E和H，并由此計(jì)算出視電阻率和相位，可確定地下構(gòu)造。
對(duì)于更一般的不均勻大地，阻抗是空間坐標(biāo)的函數(shù)，完整的描述應(yīng)當(dāng)是含有四個(gè)元素的張量，每個(gè)元素與場(chǎng)的正交分量有關(guān)：
= ┉（9）
要確定四個(gè)阻抗元素，需要幾個(gè)極化不同的磁場(chǎng)。例如，振幅相位和極化固定不變的單一正弦形式的電場(chǎng)和磁場(chǎng)波列，就不能用于計(jì)算這四個(gè)未知數(shù)。通常要用四個(gè)場(chǎng)分量的自功率譜或互功率譜來(lái)計(jì)算阻抗（例如，Vozoff,1972）。例如，Zxy的一個(gè)這樣計(jì)算出來(lái)的解是：
= ┉（10）
式中“*"號(hào)表示場(chǎng)量付氏變換后的復(fù)共軛，“<>"表示在頻帶內(nèi)
=
求平均。用電場(chǎng)作因子，可以得到阻抗的另一表達(dá)式：
┉（11）
實(shí)際上，對(duì)每個(gè)抗阻元素有六種估算方法。
技術(shù)參數(shù)
Stratagem EH4 電導(dǎo)率成像系統(tǒng)
工作原理：自然的和人工的磁大地電流張量場(chǎng)
頻率范圍：10Hz-100KHz
發(fā)射機(jī)：代垂直天線線圈的TxIM2型發(fā)射機(jī)
頻率：500Hz-70KHz
沖量：400Amp-m2
天線尺寸：2個(gè)4m2的垂直叉線圈
電源：12V, 60Ah電瓶
電極：4個(gè)BE-26型帶緩沖器的有效高頻偶極子以及4個(gè)SSE不銹鋼電極，26m電纜。
磁棒探頭：2個(gè)BF-IM磁感應(yīng)棒（10Hz-100Hz），10m電纜。
模擬終端：1臺(tái)AFE-EH4模擬訊號(hào)調(diào)節(jié)器，用它將一對(duì)電極和一對(duì)磁棒的數(shù)據(jù)傳至采集單元。 數(shù)字信號(hào)：
處理器：32位浮點(diǎn)
帶寬： DC-96KHz
示器：液晶VGA
打印機(jī)：內(nèi)置4"（11cm）打印機(jī)
電源： 12V, 40Ah
操作：
工作溫度：0-50℃
儀器箱體：便攜、堅(jiān)固、防水
選件：
配置StrataViewTM
地震儀做地震勘探：可配12、24或48道
低頻MT磁棒：0.1-10KHz
電極：4個(gè)BE-50型帶緩沖器的有效高頻偶極子和50m電纜
大功率天線：
頻率范圍：300-35KHz
沖量： 6000Amp-m2
天線尺寸：2個(gè)45m2垂直叉線圈
數(shù)據(jù)采集單元
道數(shù)： 4道（2電，2磁）
內(nèi)置計(jì)算機(jī)： IBM兼容80486CPU 8Mb RAM和軟盤(pán)。
硬盤(pán)： 1.2G或更大
模數(shù)轉(zhuǎn)換： 18位
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