一種電法勘探的多電極多個供電單元系統(tǒng)及其勘探方法
【專利摘要】一種電法勘探的多電極多個供電單元系統(tǒng)及其勘探方法，其中系統(tǒng)中，供電電極A和供電電極B的數(shù)目均等于電流發(fā)送單元的個數(shù)；發(fā)射控制器包括相互之間連接的發(fā)射電流調(diào)制控制器和發(fā)射延時控制器；接收機與發(fā)射電流調(diào)制控制器之間連接，每個電流發(fā)送單元均與發(fā)射延時控制器之間連接；每個電流發(fā)送單元均與接收機之間通訊連接；接收機上設(shè)有分別用于連接測量電極M和測量電極N，并且用以測量測量電極M和測量電極N之間間的電位差的端子；每個電流發(fā)送單元上均分別連接供電電極A和對應(yīng)的供電電極B。本發(fā)明電流發(fā)送單元的供電電流不超過1A，供電電壓不超過200V，各發(fā)射單元功率小，易實現(xiàn)，在隧道中使用和安裝在全金屬的隧道全斷面掘進機上安全。
【專利說明】一種電法勘探的多電極多個供電單元系統(tǒng)及其勘探方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及淺層地球物理勘查(工程地質(zhì)勘查)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種電法勘探的多電極多個供電單元系統(tǒng)及其勘探方法。
【背景技術(shù)】
[0002]視電阻率法和激發(fā)極化法均是通過A、B兩個電極向大地供電，用M、N兩個電極接收因A、B供電產(chǎn)生的電場及地下不同電阻率介質(zhì)對電場的影響而在MN電極間形成電位差A(yù)Uw，探查深度與AB間距離或AO間距離(O點為MN中點)有關(guān)，同時也與通過AB向大地的供電強度有關(guān)，AUmn與接收的儀器的靈敏度和精度也有關(guān)。
[0003]為了增加探查深度，出現(xiàn)了“聚焦法”和“補償法”，特別在隧道施工地質(zhì)預(yù)報時，為在掌子面上布置電極能最大限度避免隧道側(cè)邊的干擾，有些工作人員更希望用聚集焦法。即想利用在供電電極A旁外側(cè)另設(shè)一個A'電極，通以同極性的電流，在供電電極B夕側(cè)設(shè)B'電極，亦通以同極性的電流，試圖通過A'、B'同性電流排斥A和供電電極B通向巖體的電流，將A、B的供電擠向深部，以這種方法增加探查深度。但是對這些方法有爭議，實踐效果也不好。它的原理是以電流線的吸收和排斥為基礎(chǔ)的。而電流線與磁力線不同，并不是個物理的現(xiàn)象。電流線實際上是數(shù)學(xué)的概念，它是電流密度?的虛擬的連線。而按電場的理論，電場強度是電場電位的負梯度，即 = Iradu，其中U是介質(zhì)中某一點的電位。而電流密度，其中P為介質(zhì)電阻率。實際上電場的理論都是基于介質(zhì)中一點A的電荷在一點M處的電位。若介質(zhì)中有多個電荷存在，每個電荷都會產(chǎn)生電場，介質(zhì)中一點M的電位是諸電荷產(chǎn)生電位之和。電場中的電位是物理概念，是實際存在的。Mj = ρΕ = P -gradU則是數(shù)學(xué)概念，是虛擬的物理量。因此，如果以一臺發(fā)送機供電，而且供電電流總和相同，則以一個電極A供電還是以2個、3個電極AA' A"供電。M點的電位相差不大的，當然由于AM〈A" M，探查深度可以因極距大小而有差別。
[0004]從理論上可證明，無論用什么的電極布置的供電方法,其基礎(chǔ)均為I個供電電極A供電，I個電極M測量電位的2極法的測量結(jié)果的組合。同時，在制造儀器時，由一個供電儀器分流出兩個或三個同極性供電電極，若要加大供電電流，特別是激發(fā)極化法需要供較大電流，并在供電時要保持一定時間的恒流，增加了儀器設(shè)計、制造的困難。同時，當儀器裝備在隧道中應(yīng)用時，特別是儀器設(shè)備載于隧道全斷面掘進機(硬巖TBM或軟巖盾構(gòu)掘進機)這種全金屬的大型機械時采用超過2A的過大電流或超過200V的電壓向電極供電。，將是大的安全隱患，對工作人員是個直接的威脅。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明的目的在于設(shè)計一種新型的電法勘探的多電極多個供電單元系統(tǒng)，解決上述問題。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:[0007]—種電法勘探的多電極多個供電單元系統(tǒng)，包括接收機、發(fā)射控制器、測量電極Μ、測量電極N、供電電極Α、供電電極B和至少4個電流發(fā)送單元；所述供電電極A和所述供電電極B的數(shù)目均等于所述電流發(fā)送單元的個數(shù)；
[0008]所述發(fā)射控制器包括相互之間連接的發(fā)射電流調(diào)制控制器和發(fā)射延時控制器；所述接收機與所述發(fā)射電流調(diào)制控制器之間連接，每個所述電流發(fā)送單元均與所述發(fā)射延時控制器之間連接；
[0009]每個所述電流發(fā)送單元均與所述接收機之間通訊連接；
[0010]所述接收機上設(shè)有分別用于連接所述測量電極M和所述測量電極N，并且用以測量所述測量電極M和所述測量電極N之間間的電位差的端子；每個所述電流發(fā)送單元上均分別連接所述供電電極A和對應(yīng)的所述供電電極B。
[0011 ] 每個所述電流發(fā)送單元由一個獨立的電源供電。
[0012]采用二級裝置時，所述測量電極M設(shè)置在隧道掌子面上，所述測量電極N置于已開挖隧道遠方，所述測量電極M與所述N電極之間的距離>100m ;所述掌子面上向遠方邊墻方向設(shè)置η個所述供電電極A1' A2' A3...An, n ^ 3 ;剩余的所述供電電極Αη+1、Αη+2、Αη+3...距離所述掌子面由近及遠布置在所述邊墻上；所述供電電極B設(shè)置在更遠處的所述邊墻上，所述供電電極A與其對應(yīng)的所述供電電極B之間的距離>400m。
[0013]采用三極裝置時，所述測量電極M與所述測量電極N均設(shè)置在掌子面上，所述掌子面上向遠方邊墻方向設(shè)置11個所述供電電極41、42、43...An, n ^ 3 ;剩余的所述供電電極An+1、An+2、An+3...距離所述掌子面由近及遠布置在所述邊墻上；所述供電電極B設(shè)置在更遠處的所述邊墻上，所述供電電極A與其對應(yīng)的所述供電電極B之間的距離>200m。
[0014]一種根據(jù)權(quán)利要求1-4任意之一所述的電法勘探的多電極多個供電單元系統(tǒng)的勘探方法，包括步驟如下:
[0015]第一步，將所述測量電極M、所述測量電極N、所述供電電極A和所述供電電極B布置在隧道的掌子面和邊墻上；
[0016]第二步，將所述測量電極M和所述測量電極N連接到所述接收機上，用以測量Δ Umn ;將每個所述電極A和與其對應(yīng)的所述供電電極B連接到一個所述電流發(fā)送單元上；
[0017]第三步，開始勘測:所述發(fā)射控制器控制所述電流發(fā)送單元電源供電電流大小及波形，并且分別檢測各所述電流發(fā)送單元的發(fā)送電流的供電時間和斷電時間，然后調(diào)整各所述電流發(fā)送單元的供電開始時間之間一致性，并且調(diào)整各所述電流發(fā)送單元的供電和斷電關(guān)斷時間之間的一致性；
[0018]所述電流發(fā)送單元將其供電電流和供電電壓的數(shù)值傳輸?shù)剿鼋邮諜C上，并將供電的起始時間、斷電的關(guān)斷時間通過輸送到所述發(fā)射控制器上，并接收所述發(fā)射控制器的供電開始時間指令和斷電關(guān)斷時間指令；
[0019]各所述電流發(fā)送單元將供電電流和供電電壓的數(shù)值輸入所述接收機，并在所述接收機上顯示。
[0020]所述發(fā)射電流調(diào)制控制器調(diào)節(jié)所述電流發(fā)送單元電源的供電電流的直流或交流及供電電流大小，并在交流供電時調(diào)節(jié)波形。
[0021]所述第一步中，
[0022]采用二極裝置時，所述測量電極M設(shè)置在隧道掌子面上，所述測量電極N置于已開挖隧道遠方，所述測量電極M與所述測量電極N之間的距離>100m ;所述掌子面上向遠方邊墻方向設(shè)置η個所述A供電電極Ap A2, A3...An, n ^ 3 ;剩余的所述A供電電極Αη+1、Αη+2、
Αη+3......距離所述掌子面由近及遠布置在所述邊墻上；所述供電電極B設(shè)置在更遠處的
所述邊墻上，所述供電電極A與其對應(yīng)的所述供電電極B之間的距離>400m。
[0023]所述第一步中，
[0024]采用三極裝置時，所述測量電極M與所述測量電極N均設(shè)置在掌子面上，所述掌子面上向遠方邊墻方向設(shè)置η個所述供電電極Ap A2, A3...An,, n ^ 3 ;剩余的所述供電電極Αη+1、Αη+2、Αη+3，...距離所述掌子面由近及遠布置在所述邊墻上；所述供電電極B設(shè)置在更遠處的所述邊墻上，所述供電電極A與其對應(yīng)的所述供電電極B之間的距離>200m。
[0025]控制從各所述電流發(fā)送單元通向各電極的供電電線長度和電線阻抗盡量一致，避免各電極供電時間出現(xiàn)大的不一致。
[0026]本發(fā)明涉及視電阻率法和激發(fā)極化法向大地的供電方式和測量形式，應(yīng)用于隧道施工地質(zhì)預(yù)報中，屬淺層地球物理勘查(工程地質(zhì)勘查)領(lǐng)域。
[0027]本發(fā)明的目的是針對前述的“聚焦法”和“補償法”的缺點，提出一種新的思路和辦法。
[0028]本發(fā)明的方案是:實際工作中所測得的基本參數(shù)，對電阻率法，視電阻率，P = 對激發(fā)極化法為極化電位AU。
[0029]其中P s為視電阻率，單位為歐姆.米；
`[0030]K為裝置系數(shù)，是由各電極之間幾何關(guān)系計算的已知系數(shù)；
[0031]I為通過供電電極向大地的供電電流，單位為安培；
[0032]Λ Umn為八、B供電電極供電時，通過M、N電極測量的電位差；
[0033]AU為Α、Β供電電極供電后，使含水體產(chǎn)生極化電位、停止供電后通過Μ、Ν電極測得的電位差，單位為毫伏。
[0034]實際上，當供電電流I大時，按公式M = k可知，所測得厶Uw也大；對激發(fā)
I
極化法,激發(fā)電流加大,極化電流Λ U也加大。同一臺供電主機,增多供電電極等于加大了主機的功率，若采用4對、5對電極向大地供電，供電主機則不堪負擔。同時供電電流和電壓過大，在隧道中工作不安全。
[0035]本發(fā)明為克服這些不足提出:
[0036](I)采用多臺獨立的電流發(fā)送單元分別向不同的電極同時供電，用一臺接收儀器接收。這樣增加了供電電流，使得Λ Uw和Λ U加大，在同等精度的測量主機的情況下，Λ UW、A U越大，測量的信嗓比越高，對深一些的探查對象反映明顯，測量的深度也越大，這就加大了探查深度。
[0037](2)目前，一些電阻率法儀器采用低頻交流供電，時間域激發(fā)極化法也多用方波連續(xù)供以激發(fā)電流，因此多臺儀器供電和斷電必須同步。各臺儀器間要設(shè)一個同步信號電路。
[0038]本發(fā)明中向供電電極Α、供電電極B供電的是多組電流發(fā)送單元分別向多個供電電極Α、供電電極B同時供電，通過一臺接收機測量Μ、N電極間電位差Λ Umn，接收機通過連接線與發(fā)射控制器連接，發(fā)射控制器由電流調(diào)制器和與之連接的延時控制器組成，通過延時控制器與3~6組電流發(fā)送單元連接，電流發(fā)送單元分別連接電流發(fā)送單元電源，并分別連接各對供電電極A、供電電極B向介質(zhì)供電,每臺電流發(fā)送單元通過接線連接接收機輸出數(shù)據(jù)；
[0039]接收機通過發(fā)射控制器控制多個電流發(fā)送單元，各電流發(fā)送單元分別連接電流發(fā)送單元電源，并分別通過A、B兩個接線柱連接一對A、供電電極B供電，并將各自向介質(zhì)供電的電流和電壓數(shù)值輸入接收機，將供電的起始時間和斷電時間輸送到發(fā)射控制器上；
[0040]發(fā)射控制器中的發(fā)射電流調(diào)制控制器根據(jù)接收機的指令調(diào)節(jié)供電的波形及供電電流大小，并通過延時控制器控制電流發(fā)送單元；
[0041]發(fā)射控制器中的延時控制器先測量各電流發(fā)送單元的通電和斷電時間，然后設(shè)定延時時間來控制各電流發(fā)送單元的供電和斷電時間的一致性，減小各電流發(fā)送單元的供電和斷電時間的時間差；
[0042]在隧道中作掌子面前方探查時，可以用二極法和三極法。二極法的電極布置是在掌子面上設(shè)測量電極M，測量電極N則置于已開挖隧道后遠方，MN距離>100m，在掌子面上向遠方設(shè)供電電..An，n≥3，供電電極Αη+1布置在邊墻上，更遠方設(shè)Αη+2、Αη+3...供電電極，供電電極和分別供電的發(fā)送單元數(shù)目隨需要和可能而增加，即可設(shè)多個供電電極Α，并用不同發(fā)送機向每個電極供電；另一供電電極B則放于更遠處，AB>5400m以上。三極法的電極布置是在隧道掌子面上設(shè)M、N兩個測量電極，在掌子面上向遠方邊墻方向設(shè)供電電極V A2、A3...Αη，η≥3，供電電極Αη+1電極布置在邊墻上，更遠方設(shè)Αη+2、Αη+3...供電電極，供電電極和分別供電的發(fā)送單元數(shù)目隨需要和可能而增加，即可設(shè)多個供電電極Α，并用不同發(fā)送機向每個電極供電；另一供電電極B則放于已開挖隧道遠方，AB>200m。
[0043]本發(fā)明的有益效果可以總結(jié)如下:
[0044]1、本發(fā)明采用多臺獨立的電流發(fā)送單元分別向多組A、供電電極B供電；各臺電流發(fā)送單元的供電電流不超過1A，供電電壓不超過200V，各發(fā)射單元功率小，易實現(xiàn)，在隧道中使用和安裝在全金屬的隧道全斷面掘進機上安全。
[0045]2、各臺供電儀器的供電起始時間和斷電時間需要同步，并和測量儀器同步；同步控制器是一個延時控制器，控制各臺發(fā)送機儀器(電流發(fā)送單元)在開機后到開始供電及各個方波的延時時間一致。
[0046]3、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，無復(fù)雜零件的加工，使用方便，制造成本低。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0047]圖1為電極在隧道掌子面及邊墻作前方地質(zhì)預(yù)報時的電極布置形式之一；
[0048]圖2為電極在隧道掌子面及邊墻作前方地質(zhì)預(yù)報時的電極布置形式之二 ；
[0049]圖3為接收機和電流調(diào)制及延時控制器和發(fā)送單元示意圖；
[0050]圖4為接收機和電源發(fā)送單元和發(fā)射控制器之間連接關(guān)系的示意圖；
[0051]其中:1_接收機；2_發(fā)射控制器；3_接收機與發(fā)射控制器的連接線；4_發(fā)射電流調(diào)制控制器；5_發(fā)射延時控制器；6_電流發(fā)送單元；7_電流發(fā)送單元電源；8_發(fā)射控制器與電流發(fā)射單元的連接線；9_電流發(fā)送單元向接收機發(fā)送數(shù)據(jù)的連接線；10_掌子面；11-邊墻；12_隧道開挖方向，其中箭頭前方為未開挖，箭頭后方為開挖；13_測量電極M;14-測量電極N ; 15-供電電極A ;16_供電電極B?！揪唧w實施方式】
[0052]為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0053]如圖1至圖4所示的一種電法勘探的多電極多個供電單元系統(tǒng)，包括接收機、發(fā)射控制器、測量電極M、測量電極N、供電電極A、供電電極B和至少4個電流發(fā)送單元；所述供電電極A和所述供電電極B的數(shù)目均等于所述電流發(fā)送單元的個數(shù)；
[0054]所述發(fā)射控制器包括相互之間連接的發(fā)射電流調(diào)制控制器和發(fā)射延時控制器；所述接收機與所述發(fā)射電流調(diào)制控制器之間連接，每個所述電流發(fā)送單元均與所述發(fā)射延時控制器之間連接；
[0055]每個所述電流發(fā)送單元均與所述接收機之間通訊連接；
[0056]所述接收機上設(shè)有分別用于連接所述測量電極M和所述測量電極N，并且用以測量所述測量電極M和所述測量電極N之間間的電位差的端子；每個所述電流發(fā)送單元上均分別連接所述供電電極A和對應(yīng)的所述供電電極B。
[0057]在更加優(yōu)選的實施例中，每個所述電流發(fā)送單元由一個獨立的電源供電。
[0058]在更加優(yōu)選的實施例中，采用二極法，所述測量電極M設(shè)置在隧道掌子面上，所述測量電極N置于已開挖隧道遠方，所述測量電極M與所述N電極之間的距離>100m ;所述掌子面上向遠方邊墻方向設(shè)置11個所述供電電極41、42、43...An, n ^ 3 ;剩余的所述供電電極An+1、An+2、An+3...距離所述掌子面由近及遠布置在所述邊墻上；所述供電電極B設(shè)置在更遠處的所述邊墻上，所述供電電極A與其對應(yīng)的所述供電電極B之間的距離>400m。
[0059]或者:
[0060]采用三極法，所述測量電極M與所述測量電極N均設(shè)置在掌子面上，所述掌子面上向遠方邊墻方向設(shè)置η個所述供電電極Ap A2, A3...An, n ^ 3 ;剩余的所述供電電極Αη+1、An+2、An+3...距離所述掌子面由近及遠布置在所述邊墻上；所述供電電極B設(shè)置在更遠處的所述邊墻上，所述供電電極A與其對應(yīng)的所述供電電極B之間的距離>200m。
[0061]一種根據(jù)所述的電法勘探的多電極多個供電單元系統(tǒng)的勘探方法，包括步驟如下:
[0062]第一步，將所述測量電極M、所述測量電極N、所述供電電極A和所述供電電極B布置在隧道的掌子面和邊墻上；
[0063]第二步，將所述測量電極M和所述測量電極N連接到所述接收機上，用以測量Δ Umn ;將每個所述電極A和與其對應(yīng)的所述供電電極B連接到一個所述電流發(fā)送單元上；
[0064]第三步，開始勘測:所述發(fā)射控制器控制所述電流發(fā)送單元電源供電電流大小及波形，并且分別檢測各所述電流發(fā)送單元的發(fā)送電流的供電時間和斷電時間，然后調(diào)整各所述電流發(fā)送單元的供電開始時間之間一致性，并且調(diào)整各所述電流發(fā)送單元的供電和斷電關(guān)斷時間之間的一致性；
[0065]所述電流發(fā)送單元將其供電電流和供電電壓的數(shù)值傳輸?shù)剿鼋邮諜C上，并將供電的起始時間、斷電的關(guān)斷時間通過輸送到所述發(fā)射控制器上，并接收所述發(fā)射控制器的供電開始時間指令和斷電關(guān)斷時間指令；
[0066]各所述電流發(fā)送單元將供電電流和供電電壓的數(shù)值輸入所述接收機，并在所述接收機上顯示。
[0067]在更加優(yōu)選的實施例中，所述發(fā)射電流調(diào)制控制器調(diào)節(jié)所述電流發(fā)送單元電源的供電電流的直流或交流及供電電流大小，并在交流供電時調(diào)節(jié)波形。
[0068]所述第一步中，
[0069]所述測量電極M設(shè)置在隧道掌子面上，所述測量電極N置于已開挖隧道遠方，所述測量電極M與所述測量電極N之間的距離>100m ;所述掌子面上向遠方邊墻方向設(shè)置n個
所述A供電電極A1、 A2、A3...An, n ≥ 3 ;剩余的所述A供電電極Αn+1、Αn+2、Αn+3......距離所述掌子面由近及遠布置在所述邊墻上；所述供電電極B設(shè)置在更遠處的所述邊墻上，所述供電電極A與其對應(yīng)的所述供電電極B之間的距離>400m。
[0070]或者:
[0071]所述第一步中，
[0072]采用三極法時，所述測量電極M與所述測量電極N均設(shè)置在掌子面上，所述掌子面上向遠方邊墻方向設(shè)置η個所述供電電極A1、A2、A3...An, ,n ≥ 3 ;剩余的所述供電電極Αη+1、Αn+2、Αn+3，...距離所述掌子面由近及遠布置在所述邊墻上；所述供電電極B設(shè)置在更遠處的所述邊墻上，所述供電電極A與其對應(yīng)的所述供電電極B之間的距離>200m。
[0073]在更加優(yōu)選的實施例中，控制從各所述電流發(fā)送單元通向各電極的供電電線長度和電線阻抗盡量一致，避免各電極供電時間出現(xiàn)大的不一致。
[0074]在某個具體的實施例中:
[0075]電極布置方式
[0076]例1，如圖1所示，采用二極法，在隧道掌子面上設(shè)測量電極M，測量電極N置于已開挖隧道遠方，麗距離>100m，在掌子面上向后遠方邊墻方向設(shè)供電電極A1、 A2、 A3...An,n > 3，供電電極Αn+1布置在邊墻上，更遠方設(shè)Α1、A2、Αη+3...供電電極，供電電極和分別供電的發(fā)送單元數(shù)目隨需要和可能而增加，即可設(shè)多個供電電極Α，并用不同發(fā)送機向每個電極供電；另一供電電極B則放于更遠處AB>400m。
[0077]例2，如圖2所示，采用三極法，在隧道掌子面上設(shè)M、N兩個測量電極，在掌子面上向后遠方邊墻方向設(shè)供電電極A1、A2、 A3...An, n ≥ 3，供電電極Αη+1布置在邊墻上，更遠方設(shè)An+2、An+3...供電電極，供電電極和分別供電的發(fā)送單元數(shù)目隨需要和可能而增加，即可設(shè)多個供電電極A，并用不同發(fā)送機向每個電極供電；；另一供電電極B則放于更遠處AB>200mo
[0078]儀器設(shè)備設(shè)置方式
[0079]如圖3和圖4所示:
[0080]接收機I上的接線端連接M、N,用以測量Δ Umn ；
[0081]接收機I上的控制線3連接到發(fā)射控制器2上；發(fā)射控制器2由兩部分組成，一個部分為電流調(diào)制器4，和與4相連接的延時控制器5。發(fā)射電流調(diào)制控制器4調(diào)節(jié)供電電流的直流或交流及供電電流大小，并在交流供電時調(diào)節(jié)波形；發(fā)射控制器2通過連接線8連接3~6個電流發(fā)送單元6，4和5組成的發(fā)射控制器2控制6，其一功能是控制供電電流大小及波形，其二功能是分別檢測各電流發(fā)送單元6的發(fā)送電流的供電和斷電時間，然后調(diào)整延時到基本同一時間供電和完全同一時間斷電。
[0082]每一個電流發(fā)送單元6的構(gòu)成:[0083]每一電流發(fā)送單元6都單獨連接電流發(fā)送單元電源7，并通過A、B兩個接線端與供電電極A、供電電極B連接，同時通過連接線9將供電電流和供電電壓的數(shù)值傳輸?shù)浇邮諜CI上，并將供電的起始時間、斷電的關(guān)斷時間通過連接線8輸送到發(fā)射控制器2上，并接收發(fā)射控制器2的延時供電及關(guān)斷指令，通過發(fā)射控制器2調(diào)整各電流發(fā)送單元供電及斷電關(guān)斷時間的一致性。同時，各電流發(fā)送單元6均通過連線9與接收機I連接將供電電流和供電電壓的數(shù)值輸入接收機I，并在接收機I上顯示。
[0084]以上通過具體的和優(yōu)選的實施例詳細的描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，本發(fā)明并不局限于以上所述實施例，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種電法勘探的多電極多個供電單元系統(tǒng)，其特征在于:包括接收機、發(fā)射控制器、測量電極M、測量電極N、供電電極A、供電電極B和至少4個電流發(fā)送單元；所述供電電極A和所述供電電極B的數(shù)目均等于所述電流發(fā)送單元的個數(shù)； 所述發(fā)射控制器包括相互之間連接的發(fā)射電流調(diào)制控制器和發(fā)射延時控制器；所述接收機與所述發(fā)射電流調(diào)制控制器之間連接，每個所述電流發(fā)送單元均與所述發(fā)射延時控制器之間連接； 每個所述電流發(fā)送單元均與所述接收機之間通訊連接； 所述接收機上設(shè)有分別用于連接所述測量電極M和所述測量電極N，并且用以測量所述測量電極M和所述測量電極N之間間的電位差的端子；每個所述電流發(fā)送單元上均分別連接所述供電電極A和對應(yīng)的所述供電電極B。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電法勘探的多電極多個供電單元系統(tǒng)，其特征在于:每個所述電流發(fā)送單元由一個獨立的電源供電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電法勘探的多電極多個供電單元系統(tǒng)，其特征在于:所述測量電極M設(shè)置在隧道掌子面上，所述測量電極N置于已開挖隧道遠方，所述測量電極M與所述N電極之間的距離>100m;所述掌子面上向遠方邊墻方向設(shè)置η個所述供電電極Ap A2,A3...Αη，η≥3 ;剩余的所述供電電極Αη+1、Αη+2、Αη+3...距離所述掌子面由近及遠布置在所述邊墻上；所述供電電極B設(shè)置在更遠處的所述邊墻上，所述供電電極A與其對應(yīng)的所述供電電極B之間的距離>400m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電法勘探的多電極多個供電系統(tǒng)，其特征在于:所述測量電極M與所述測量電極N均設(shè)置在掌子面上，所述掌子面上向遠方邊墻方向設(shè)置η個所述供電電極A1' A2' A3...An, n ≥ 3 ;剩余的所述供電電極Αη+1、Αη+2、Αη+3...距離所述掌子面由近及遠布置在所述邊墻上；所述供電電極B設(shè)置在更遠處的所述邊墻上，所述供電電極A與其對應(yīng)的所述供電電極B之間的距離>200m。
5.—種根據(jù)權(quán)利要求1-4任意之一所述的電法勘探的多電極多個供電單兀系統(tǒng)的勘探方法，其特征在于，包括步驟如下: 第一步，將所述測量電極M、所述測量電極N、所述供電電極A和所述供電電極B布置在隧道的掌子面和邊墻上； 第二步，將所述測量電極M和所述測量電極N連接到所述接收機上，用以測量Λ Umn ;將每個所述電極A和與其對應(yīng)的所述供電電極B連接到一個所述電流發(fā)送單元上； 第三步，開始勘測:所述發(fā)射控制器控制所述電流發(fā)送單元電源供電電流大小及波形，并且分別檢測各所述電流發(fā)送單元的發(fā)送電流的供電時間和斷電時間，然后調(diào)整各所述電流發(fā)送單元的供電開始時間之間一致性，并且調(diào)整各所述電流發(fā)送單元的供電和斷電關(guān)斷時間之間的一致性； 所述電流發(fā)送單元將其供電電流和供電電壓的數(shù)值傳輸?shù)剿鼋邮諜C上，并將供電的起始時間、斷電的關(guān)斷時間通過輸送到所述發(fā)射控制器上，并接收所述發(fā)射控制器的供電開始時間指令和斷電關(guān)斷時間指令； 各所述電流發(fā)送單元將供電電流和供電電壓的數(shù)值輸入所述接收機，并在所述接收機上顯示。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的勘探方法，其特征在于:所述發(fā)射電流調(diào)制控制器調(diào)節(jié)所述電流發(fā)送單元電源的供電電流的直流或交流及供電電流大小，并在交流供電時調(diào)節(jié)波形。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的勘探方法，其特征在于:所述第一步中， 采用二極裝置時，所述測量電極M設(shè)置在隧道掌子面上，所述測量電極N置于已開挖隧道遠方，所述測量電極M與所述測量電極N之間的距離>100m;所述掌子面上向遠方邊墻方向設(shè)置n個所述A供電電極Ap A2, A3...An, n≥3 ;剩余的所述A供電電極Αη+1、Αη+2、Αη+3......距離所述掌子面由近及遠布置在所述邊墻上；所述供電電極B設(shè)置在更遠處的所述邊墻上，所述供電電極A與其對應(yīng)的所述供電電極B之間的距離>400m。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的勘探方法，其特征在于:所述第一步中， 采用三極裝置時，所述測量電極M與所述測量電極N均設(shè)置在掌子面上，所述掌子面上向遠方邊墻方向設(shè)置η個所述供電電極Ap A2, A3...An,, n ≥3 ;剩余的所述供電電極Αη+1、Αη+2、Αη+3，...距離所述掌子面由近及遠布置在所述邊墻上；所述供電電極B設(shè)置在更遠處的所述邊墻上，所述供電電極A與其對應(yīng)的所述供電電極B之間的距離>200m。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的勘探方法，其特征在于:控制從各所述電流發(fā)送單元通向各電極的供電電線長度和電線阻抗盡量一致，避免各電極供電時間出現(xiàn)大的不一致。
【文檔編號】G01V3/02GK103487836SQ201310473315
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月11日
【發(fā)明者】鐘世航, 王榮, 孫宏志, 王澤峰, 鐘百同 申請人:鐘世航