DZD-6A高密度电法测量系统_仪器使用说明书

DZD—6A多功能直流电法(激电)仪

使用说明书

中装集团重庆地质仪器厂

中集集团

DZD-6A多功能直流电法(激电

)

重庆地质仪器厂

目录

一、仪器主要技术指标……………………………………………………1二、仪器结构………………………………………………………………1三、操作说明……………………………………………………………23—1开机与对比度的调整………………………………………………23—2简易的操作过程……………………………………………………33—3具体操作步骤………………………………………………………4四、关于特殊文件(模式)的操作说明……………………………………5五、仪器的维修和保养…………………………………………………7附录一：电极排列的说明………………………………………………8附录二：仪器的成套性…………………………………………………13附录三：存储数据排列格式……………………………………………14附录四：装置的电极距选择规则………………………………………15附录五：操作关键词解释………………………………………………16附录六：实测曲线………………………………………………………176—1有关绘制实测曲线的说明…………………………………………176—2绘制实测曲线的操作………………………………………………176—3该仪器在做复合四极法和联合剖析面法中的实际运用…………186—4本仪器所设计的装置类型的说明及参数定义……………………19附录七：问题解答………………………………………………22附录八：

8—1找水实例的曲线解释………………………………………………238—2找矿实例……………………………………………………………24DZD-6A多功能直流电法(激电)仪装箱单

一、仪器主要技术指标:1接收部分:

电压测量范围：±6V

电压测量精度：±1%±1个字 输入阻抗：>50MΩ

视极化率测量精度：±1%±1个字 电流测量范围：5A

电流测量精度：±1%±1个字

对50HZ工频干扰压制优于80dB。 SP补偿范围：±1V。2发射部分：

最大供电电压：900V。 最大供电电流：5A。

供电脉冲宽度：1~59s，占空比1:1。 整机电流：≤60mA3其它：

工作温度：-10℃~50℃，95%RH。 储存温度：-20℃~60℃，

仪器电源：1号电池（或同样规格的电池）8节。 重量：<7kg。

体积：310×210×200。二、仪器结构

1DZD—6A型仪器的所有操作部分均位于面板上，面板由下列部分组成：1)显示器为大屏幕图形符号液晶。

2)25个功能键：10个数字键，14个功能键，1

个小数点键

3)供电接线柱AB；

4)测量电位接线柱MN；

5)高压电缆：用于接高压供电电源；红色夹子接“+”，黑色夹子接“—”。6)RS—232串行接口；7)仪器电源开关；8)背景光电源开关；9)灰度调节旋纽。225个键的作用：

1)0~9为数字键，用于输入数据。2)小数点键用于输入小数点。

3)清除键：双功能键，用于清除输入的数字和清除内存。4)文件(模式)键：用于建立新文件或补测文件；5)参数键：用于输入工作参数；6)测量键：用于仪器测量；

7)极距键：用于手动时直接输入极距参数。

8)查询键：用于查询文件目录、文件数据、文件工作模式。

9)辅助键：a、用于检测电池电压；b、删除文件和测点；c、传输；d、检测自电。10)曲线键：用于绘制实测曲线；具体操作详见绘制实测曲线的操作说明。显示：曲线选择：

文件：曲线：R0

左、右移动光标选择曲线类型回车—确认

如输入1回车显示坐标选择坐标系：绝对坐标X坐标：对数坐标Y坐标：算数坐标11)箭头键：

(每按一次测点号NP增加1)。(测点号递减)。三、操作说明：

1、准备：连接好高压电缆(红色夹子接“+”，黑色夹子接“—”)，A、B、M、N。本仪器既能独立工作于常规电法方式又能作为主机与本厂生产的多路电极转换器〈II〉配合工作于高密度电法方式，以下就本仪器工作于常规电法方式时的操作进行介绍，关于本仪器工作于高密度电法方式时的操作说明请参阅（高密度电法使用说明书）。

3—1开机与对比度的调整

现在初步设计为：按住文件键，同时打开仪器电源，仪器显示如图所示：

仪器类型1DZD—6A2DUK—2A选择？

按数字键DZD—6A，屏幕将显示出DZD-6A多功能直流电法仪，如图1

欢迎使用重庆电法仪器系列

Ver:1.00

客户电话：023-65291557技术咨询：023-89863541

网址：http://.on

图1

注：如果我们选择一种仪器类型后，下一次不再改变时，可直接开机，进入原来的仪器类型。重新选择仪器类型时，旋转面板灰度旋纽，到合适的清晰度，如果光线太暗，可按下背景电源开关接通背景光电源，点亮显示器背景光，显示屏字迹清晰可见，但一般情况不用，以免浪费电池。

1、建立文件：

无论使用何种测量方法都必须在文件中进行，所以在操作前必须首先建立文件：按文件(模式)键，仪器显示：1)新建文件；2)补测文件；如果新建文件送1)回车对以前所做文件某点进行重测或追加测点，下移光标送2)回车→输入断面号0—？任意回车→输入测各点号(1—100)任意回车→输入水平坐标(0—？)任意→参数设置：时间0.3s—60s任选，根据自己所选方法的需要；(2)当前极号和极号增量(只对自动极距方式有效)根据自己的需要进行输入，参数设置(3)极距方式，利用左、右移动光标键进行改变，存储与不存储也用左、右移方标键进行改变，极距表的建立根据自己的需要。

3—2简易的操作过程：

1、开机

21→再回车→输入断面号如1再回车→选择测量参数，如2再回车→选择装置类型如1再回车→输入测深点号如1回车→输入水平坐标如0回车。

3输入供电时间(默认5秒)回车→供电波形个数：默认为2，回车↓→选择极距方式，是自动极距表或是手动；存储或不存储。

如果手动按极距键：输入极距参数回车

3—3具体操作步骤：以文件1为例

1)开机应按文件(模式)键；显示：工作文件1)新建；2)补测。2)直接回车；显示：新建文件：此时如输入1回车。3)输入断面号：如1回车。

4)选测量参数，如2(视电阻率)回车。5)选择装置类型，如1(四极测深)回车。

6)设置测深点号，如1(为第一条断面上的第一测深点)回车。7)设置水平坐标(第一条断面上第一测深点初始水平位置)回车。

8)此时回车后，直接进入选择工作参数环境(境)。

9)设置供电时间：如0.3秒(根据实际设置)。10)11)(一般以10为单位，加密测点时方便)此时应12)13)设置极号增量：输入极号增量，下移光标。

14)设置供电波形个数：默认值为2(如只做电阻率，可设置为2，如要做激电，建议设置为3个为好)，此应翻屏，按回车键。

15)选择极距方式：如用自动极距表，选择“自动”。选择方法将按上或下箭头键，方式。

16)选择存储方式：方法同极距方式操作一样，选择“存储”或“不存”储，此应直接按回车键→。

17)选择工作极距表

自动：要在上面选择“自动”，此时可以根据需要建立N组K值极距表，操作方法请参见附录五：建立自动极距表的操作。

手动：直接按极距键，输入当前的极距参数值，如AB/2、MN/2……等再回车，显示K=××.××值，可开始测量。

18)文件：1点号：1Vp=××.××mvIab=××.××mAKVo=××.××(自动)

MN/2=××.××存储：

有关存储的说明：在前面我们提到的有关“存储”或“不存”储的功能选择中，如果已经设置了“存储”，再按其它功能键后，仪器将提示您，测量数据未存，是否保存？

显示：测量数据未存是否保存？是否

否定：如不存选择“否”将光标移到否字位置旁边再回车，仪器自动继续执行您当前所按键的功能。此时如果是重复测量，再测点号不变，此功能适用于在同一点多次测量。

存储：移动光标到“存储”二字位置再按一次回车，此时显示数据已存，此后便可他同上。

关于手动输入的说明：(实际有两种方法)仪器显示工作极距AB/2=××.××MN//2=××.××……

K=××.××

先将光标移到AB/2处，输入AB/2的极距值，如12，输入应再将光标移到MN/2处，输入相应值如4此时显示K=××.××(如果不想看K的值，输入完参数后可直接按测量键，开始测量)。

K值，不影响测量参值。第二种，每当测量完以后，在测量结果的下面，将显示出当前测量后的极距参数值，如AB/2=××.××

MN//2=××.××存储

此时，如果输入新的极距参数值在移动光标到存储后，我们会发现当前的ρs值已经被改，此种方法适合修改K值用。

四、关于特殊文件(模式)的操作说明：4—1关于联合剖面(装置)的操作说明联剖操作过程：1)开机2)按文件键选择1)

3)新建文件如输入1回车4)输入断面号输入1回车5)选择测量参数：如选2回车

6)选择装置类型：4联合剖面，则输入4回车7)输入剖面号：如输入1回车8)输入工作参数：供电波形与时间：

供电时间：如输入2为2秒，下移光标，当前测点，取用默认值1，下移光标测点增量，输入0(先移光标到此位置，在输入0值，为取消自动增值，采用输入测点号为O为宜，因为做联剖，每一个测点存储两个值，即ρsa、ρsb、手动输入方便)

9)按回车键翻屏。

a)当前极号，极号增量，可取用默认值，不输入，或输入新值。b)供电波形个数位置，取用默认值为2，不输入或输入新值。

c)水平坐标，默认为0，水平增量默认为1，可根据情况输入新值，或用默认值，不输入。

10)按回车键翻屏。

极距方式：(←→)左右键选择自动或手动。

注意：选择好工作参数时，可以按回车键连续翻屏察查或修改11)按回车键翻屏

由于在前面我们选择的手动输入极距此时按极距键

a)按极距键：显示工作极距

输入工作极距，如OB=45(输入45)将光标下移MN/2位置输15MN/2=15将光标下移OX位置第一点输入OOX=0按回车键↓，显示K=377.00

12)sa(此时该仪器上B极按无穷远)测量完毕显示文件：1点号：1Up=××.××mvIab=××.××mAρs(Ro)=××.××OB=45.00MN/2=15.00OX=0

ρsb

a)此时由于我们一般先测ρs(Ro)，将光标移到ρsb位置，再按回车键，将ρsb换成ρsa。

b)13)在同一测点测量ρsb：(此将仪器上A接线柱接无穷远极)，测量ρsb参数，并移动光标，选择ρsb存储标志，再选择“存储”，操作如下：测量完毕后将光标移到ρsa位置()，将ρsa—ρsb回车键存储数据。

注意：如果此时显示器！测点号重复重输覆盖放弃

△

说明将ρsa—ρsb没有转换成功，仍然是ρsa的标志，处理的办法是将光标移到“放弃”二字位置，再按回车键，再重新开始测量，其步骤同上。

14)第二个测点的测量过程同第一测点一样，只不过这时需要手动修改测点号，其操作步骤：a)先按测量键，进行测量，测量结束后，先将测量点号由原来1，修改为2，再存储。如果存储重复，本仪器会给予提示，请查找原因或覆盖，重新测量。

4—2关于“O”号试验文件的操作说明同上，(只是不存储，不传输，不变点号)，本文件只用于实验用之。

五、仪器的维修和保养：

如果仪器发生故障可利用本机的诊断程序检查：

1、首先检查电池电压，按辅助键，选择1电池测量，显示BAT 9.6V为正常，如果出现忽大

忽小或有时不显示，很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，但测量其他参数不准确或差异很大，故障出现在A/D转换之前可检查各运算放大器、滤波器及D/A转换情况。

3、是否提供各级静态工作点，各控制信号。

4、如果发送机部分不工作，检查控制信号是否正常，快速熔断器是否断，VMOS管是否坏。

5、供电电流大于5A，显示！电流大于5A，继续测量是、否。

6、发生过流保护时，显示！过流中断保护，请关机检查。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。

7、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。

8、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。

9、串行口RS—232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

12计算机RS—232九芯

插头

2533

10、检查CPU板各控制信号是否正常送出。11、观察是否有震松的器件或插头。

12、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。13、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

△△

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：

V

RO=K，其中几何因素K只与野外的几何排列有关。

I

A

M

OX

N

B

图一四极测深（4P—VES）

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：

Iρ11VM …………………………………...(1)

2πAMBMIρ11VN …………………………………...(2)

2πANBN

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：

Iρ1111

ΔVMN VM VN ( )………(3)

2πAMANBMBN

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：

ρ

ΔVMNΔVMN

. K.……….(4)

II AMANBMBN

2π

2π

1AM

1AN

1BM

1BN

………….………..(5)

其中K

a OA OB ………………………………..(6)

b OM ON MN

22π(a b)K

……………………………….(7)

令：O为AB和MN中点,将a、b分别代入（5）中，则有：

b

1

四极测深如图一（4P—VES）。

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。

K

2π

1AM

1AN

1BM

1BN

………………………….(8)

K的简化公式为（假如AB/2＞MN/2）

令AB/2=a和MN/2=b

22π(a b)K

b

2三极测深（3P—VES）

11

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

AMAN

的中点，可以通过移动A来实现测深。

X

A

M

O

N

图23P—VES

2211π(a b)K 2π(

BNBM

这时a=OB和b=MN/2。3四极剖面测量（4P—PRFL）

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

X

位置二：

图三

22π(a b)K始终为K

4P—PRFL

b

4(联合剖面)测量（3P—PREL）

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。

22π(a b)K始终为K

C无穷远极

X

做联合剖面法一般取用五个电极A、B、M、N电极和无穷远极C，C极一般放在

垂直于测线并且取用OC≥10AO距离为好。

5（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OX为原点(即A点)到MN中点的水平距离，在此装置中永为正数值。OY为MN中点到主测线AB的距离。当OY=0时，为主测线，由于计算公式中取用的是OY平方，所以仪器输入的OY的数值可为正数值，同时旁测线可在主测线的两旁布线。

图四

则K表达式为：K

|

RECTGL

2π

注：OX(即AX)

|AMANBMBN

AM (ox mn/2)2 oy2AN (ox mn/2)2 0y2

BM (AB ox mn/2)2 0y2BN (AB ox mn/2)2 0y2

6轴向偶极（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OOˊ中点（O为AB中点，Oˊ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），OOˊ=nd（n为正整数），n为电极的间隔

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2

DZD—6A多功能直流电法(激电)仪

AM

系数，则K= .AM[ -1]

MN

AM=|OAB-OMN|MN=D

O点为测线上任意设定原点

图五DIPOL

7地井电法—井方位测量K值计算公式（IP—BUR）

—BUR）

(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（α）B：钻孔与水平线的夹角（β）(2)有关的是：主方位：β=90°-α反方位：β=90°+α副方位：β=90°(3)计算公式（K值）

THFTA为仪器显示的角度，代表 角值

AM.AN

K 2MN

其中

AM (H MN)2 R2 2(H MN)Rcosβ

8

AN (H MN)2 R2 2(H MN)Rcosβ五极纵轴电测深：

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<0.93L的范围内,其电流密度大于对称四极装置的电流密度。因此能比用对称四极测深进行观测获得较大的电位畸变值，从而可以得到关于勘探对象状况的较明显信息。五极纵轴测深在对高阻体和低阻体地质体上进行勘探时，当基岩电阻率小于上覆岩层电阻率时，都可以获得随深度h的增大而出现向右移的高阻异常值和低阻异常值，而四极电测深获得D型曲线，在实际工作中很难利用该曲线判断地质体的存在及埋深。

目前常用的对称四极测深主要是用来解决水平层状结构的有关地质问题。而在水文及工程调查中，经常会遇到一些非层状地质体，如溶洞等测深，五极纵轴测深法在一定的地电条件下，对非层状地质体有较好的勘探效果，与其它电阻率法相比，五极纵轴测深具有分辨能力强，曲线直观，解释简单等优点。

注意：

1．在同一点做四极测深和五极测深时，所得的视电阻率值是不一样的。因为视电阻率同装置系数K有关，同时也和水平均匀介质及水平非均匀介质有关。L 2h（h为估算的异常深度），电极距L应不小于测深点对象埋深的2倍。

L=AB1=AB2=AB

2．五极纵轴测深曲线，一般应绘在算术直角坐标系中，纵轴表示电阻率R，横轴为(Y1 Y2) 深度h。

K

2 1

22Y1.Y2

L Y1

2π1

1L2 Y2

2

式中：Y1=AM

Y2=AN

9两极法：

RS 2πa

ΔVMN

IAB

（ΔVMN为电位差，IAB为电流）

式中a——为移动电极间的距离。

)

图八两极法平面示意图记录点AM中点K=2πAM

C1、C2为供电电极；P1、P2为接收电极；C1、P1为移动电极；C2、P2为无穷远极；一般取l≥10a

1)两极法排列的优点是：在电极展开的距离相同的情况下，有比其他排列大的勘探深度和大的范围。用两极法电位一般比其他方法大。

2）上述的两极法，其优点汇集如下：a)能得到大的信号；

b)为确保勘探深度，可以使用比其他排列极距小的距离，如果测线的长度相同，能确保比其他排列大的勘探范围。

c)远电极设置完毕后，作业效率高。

d)由于对地下影响比较单纯，因此可以自动解析。总之，使二极法排列的数据进行组合，完全能够合成其他电极排列的数据。

3)电极的设置：

供电电极C2和测量电极P2设置在距离测线充分远的地点，C2,P2(B,N)两极间的距离也应该为无穷远，且大致垂直于测线。

4)视电阻率剖面法的测量顺序。

a)把测线上第一个电极（测线起点）作为供电极，从第2个点到M+1共M个点电极作为电位电极分别测量其电位。

b)其次把第2个电极作为供电电极，从第3个测点到第（N+2）个共N个点的电极分别作为测量电极，分别测量其电位。

重复测量，在测线的终端N点上，数据数每次减1。最后，把测线终点前的电极作为电流电极，测量终点的电位。

c)测量记录点为C1,P1(AM)的中点。

d)两极法的C2(B)和P2(N)布置在无穷远处固定不动，A（C1）和M（P1）沿测线或垂直测线布置。观测中仅移动A和M极。

附录二：

仪器成套性之一

1、DZD—6A多功能直流电法(激电)仪2、背包3、说明书4、不极化电极5、不锈钢电极

6、5A快速保险丝7、RS—232C传输线8、普通电法处理软件

自选设备：便携计算机、打印机等（市场价）附录三：文件存储格式

文件头：8个如下：

第一行：仪器标志：DZD-6A第二行：文件头，8个数据如下1、文件号（1~32700）2、测点数据总数

3、测量参数（1：自然电位法，2：视电阻率，3：自然电位法与视电阻率，4：视电阻率与激电）

4、装置类型（1、4P—VES；2、3P—VES；

3、4P—PRFL；4、3P—PRFL；5、RECTGL；6、DIPOLE；7、IP—BUR；8、5P—VES；9、2P—PREL）

5、断面号（1~32700）6、测深点号或剖面号

7、测深标志(用于二极法或自由送K)8、测深水平坐标

第三行至文件结尾：每行有22个数据1、文件号2、测点序号3、Vp4、Iab5、Vsp6、ρs(Ro)7、M18、M29、M310、M411、M512、M613、TH14、D15、r16、ZP17、NC18、A19、B20、C21、D22、E

(A、B、C、D、E电极排列参数)VP：一次场电压IP：一次场电流Vsp：自然电位ρs(Ro)：视电阻率M1~M6：极化率，TH：半衰时D：衰减度γ：偏离度ZP：综合激电参数。（A，B，C，D，E）：电极排列参数。表1时间参数

供电时间

TIMENO.123456789

缩写词

A

四极垂向电测深三极垂向电测深四极动源剖面（联合剖面）三极动源剖面

矩形偶极—偶极地井电法五极纵轴二极法

4P/VES3P/VES4P/PRFL3P/PRFLRECTCLDIPOLEIP/BUR5P/VES2P/PRFL

AB/2OBAB/2OBAB/2OMNHABα最小值0.3s

最大值59s

电极排列参数BCMN/2MN/2MN/2MN/2MN/2OABRAM

OXOXOXDMN/2AN

(ρsb)

OYTHEAL

初始化值5s

表2电极排列参数

电极排列

D

E