[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

本發明公開了一種多場源電阻率層析成像測量系統和方法，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，用于反映場源信號對目標體產生的作用，得到測量信號；電流測量組件，與場源電極組件連接，用于激發場源電極組件輸出場源信號；電位測量組件，與電位電極組件連接，用于接收測量信號，并將該測量信號轉換為電位信號輸出。本發明改善了場源電極和電位電極之間的能量照明度和照明方向，可以使用更少的場源激發次數，在更短的時間完成數據測量，從而極大地提高了工作效率，更好地實現實時監測。

技術領域

本發明涉及地球物理勘探技術領域，具體涉及一種多場源電阻率層析成像測量系統和方法。

背景技術

地球物理勘探方法可以分為重力方法、磁法、地震方法、電法勘探。本發明涉及的是地球物理勘探中的電法勘探領域，電法是利用研究區地下介質的導電性差異來進行勘探的方法，是應用到工程領域較為廣泛的方法之一，例如：利用電法確認施工區域是否有空洞，干旱地區的找水工作，地下水的污染物調查等。

目前的電法勘探技術(包括高密度電阻率法)都是采用單個電極作為場源，觀測電極依次接收。這種方法的缺點在高密度電阻率法上已經逐漸地顯現出來了，在觀測區域較大，觀測電極較多時，需要的時間會大幅度增加，使用這種單個電極激發，單個電極接收的方式非常的費時費力。雖然現在多通道接收電法儀器已經開始應用，但是對于需要在短時間內完成的測量，并對目標區域進行實時監測的任務仍舊十分的困難，如在工程監測、實驗室測量中，要測量巖石壓裂過程中的電阻率變化，需要一種能在瞬間完成大量數據采集的方法與裝置，現有的方法與裝置無法滿足這一要求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種多場源電阻率層析成像測量系統和方法，用以解決在短時間內完成數據觀測的問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種多場源電阻率層析成像測量系統，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。

優選地，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。

優選地，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。

優選地，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。