[發明專利]一種多場源電阻率層析成像測量系統和方法

在審

• 申請號: 202010633509.5
• 申請日: 2020-07-02
• 公開（公告）號: CN111983696A
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 王一博;馮少孔;鄭憶康
• 申請（專利權）人: 中國科學院地質與地球物理研究所
• 主分類號: G01V3/08
• 分類號: G01V3/08;G01V3/38
• 代理公司: 北京東方匯眾知識產權代理事務所(普通合伙) 11296
• 代理人: 王慶彬

1.一種多場源電阻率層析成像測量系統，其特征在于，該系統包括：

場源電極組件，包括多個場源電極，用于向目標區域的目標體輸出場源信號；

電位電極組件，包括多個電位電極，用于反映所述場源信號對所述目標體產生的作用，得到測量信號；

電流測量組件，與所述場源電極組件連接，用于激發所述場源電極組件輸出所述場源信號；以及

電位測量組件，與所述電位電極組件連接，用于接收所述測量信號，并將該測量信號轉換為電位信號輸出。

2.根據權利要求1所述的多場源電阻率層析成像測量系統，其特征在于，該系統還包括：

自由控制模塊，連接至所述電流測量組件和所述電位測量組件，用于根據預先設定的信號生成相應的控制信號，從而對所述電流測量組件和所述電位測量組件的操作進行以下控制：

對所述電流測量組件向所述場源電極組件輸出的激發信號進行控制；和/或

通過所述電流測量組件對所述多個場源電極進行電極轉換并同時通過所述電位測量組件對所述多個電位電極進行電極轉換。

3.根據權利要求2所述的多場源電阻率層析成像測量系統，其特征在于，該系統還包括：

自適應信號生成組件，連接在所述自由控制模塊與所述電流測量組件之間，用于根據所述控制信號中的狀態控制信號對所述電流測量組件向所述場源電極組件輸出的激發信號的激發狀態進行控制；以及

電極開關選址電路，連接至所述自由控制模塊，并同時連接至所述電流測量組件和所述電位測量組件，用于根據所述控制信號中的轉換信號來通過所述電流測量組件對所述多個場源電極進行電極轉換并同時通過所述電位測量組件對所述多個電位電極進行電極轉換。

4.根據權利要求3所述的多場源電阻率層析成像測量系統，其特征在于，

所述自適應信號生成組件為數字調壓信號發生器，用于根據所述狀態控制信號控制所述激發信號為特定波形信號；和/或

所述電位測量組件為多通道并行采集卡，用于在所述電位電極組件包括多個電位電極的情況下，同時獲取所述多個電位電極的電位信號。

5.根據權利要求1至4中任意一項權利要求所述的多場源電阻率層析成像測量系統，其特征在于，該系統還包括：

成像模塊，與所述電位測量組件和所述電流測量組件連接，用于根據所述電位信號、所述場源信號和初始模型參數，通過成像算法得到所述目標體的電導率的反演值；

其中，所述初始模型參數包括所述目標體的電導率的預估值、計算電極電位的預估值、計算電極的接觸電阻、計算電極的場源信號、計算電極所處的電場強度預估值，所述計算電極包括場源電極和電位電極，所述電位信號通過所述電位測量組件測量得到，所述場源信號通過所述電流測量組件測量得到。

6.根據權利要求5所述的多場源電阻率層析成像測量系統，其特征在于，所述成像模塊包括：

正演計算子模塊，根據所述場源信號和初始模型參數，通過正演計算算法計算每一個計算電極的正演模擬電位值；

反演計算子模塊，根據所述每一個計算電極的正演模擬電位值計算正演模擬數據，并根據所述正演模擬數據、所述電位測量組件輸出的所述電位信號以及所述目標體的電導率的預估值計算電導率修正值；以及

電導率修正子模塊，根據所述電導率修正值修正所述目標體的電導率的預估值，得到電導率的當前值；

其中，用所述電導率的當前值替代所述初始模型參數中的電導率的預估值，反復通過所述正演計算子模塊、所述反演計算子模塊和所述電導率修正子模塊進行迭代計算，直至達到預定迭代計算次數，從而得到電導率的反演值。

7.一種多場源電阻率層析成像測量方法，其特征在于，該方法包括：

通過包括多個場源電極的場源電極組件向目標區域的目標體輸出場源信號；

通過電流測量組件激發所述場源電極組件輸出所述場源信號；

通過包括多個電位電極的電位電極組件反映所述場源信號對所述目標體產生的作用，得到測量信號；以及

通過電位測量組件接收所述測量信號，并將該測量信號轉換為電位信號輸出。