[实用新型]利用金属电极测量极化率的高密度电法测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及地球物理勘探技术领域，尤其涉及一种利用金属电机测量极化率的测量装置。

背景技术

地球表面任意两点都存在电位差，以直流电位的形式存在，称为自然电位。

地球物理勘探技术领域中的电阻率法是传导类电法勘探方法的一种，它建立在地壳中各类岩石(矿石)之间导电差异的基础上，通过观测和研究与这种差异有关的天然电场或人工电场的分布规律，可达到查明地质构造或解决天文地质、工程地质、环境地质勘探领域中的水资源调查、岩石破碎情况及污水面积等问题。

金属电极在某一点打入土壤中，正负电荷就在不同极性的电极上吸附，随着时间推移，逐渐积累以极化电位形式存在与电极上，即产生极化电位。

传统激发极化法是供电电极A、B使用金属电极，测量电极M、N使用不极化电极，金属电极就是一根铜棒，而不极化电极是一个罐状结构，如铜-硫酸铜(Cu-CuSO₄)电极，其结构是将硫酸铜溶液装置素烧瓷罐中，将小铜棒插入硫酸铜溶液中，通过硫酸铜溶液与大地接触，这种电极的极化电压不大，但获得较小极化电压的稳定时间大约为一小时，在野外使用非常不方便，且勘探时间长。

目前，也有采用供电电极A,B是金属电极、测量电极M,N均为极化电极的高密度电法仪。高密度电法仪是在一个剖面上一次性布很多根电极，由电极转换装置自动实现多种电极组合串行测量，高密度电法仪的电极排列规律：A、M、N、B(其中A、B是供电电极,M、N是测量电极)，如图2所示，电极间距AM＝MN＝NB，随着间隔系数n由n(MIN)逐渐增大到n(MAX)，四个电极之间的间距也均匀拉开，一般高密度电阻率法在A、B两电极间要加上几百伏的直流高压，由于地质中任意两点存在自然电位数量级与供电电极相比很小，测量电极M、N两点的电压ΔV_MN只有几毫伏到几百毫伏，当高密度电法仪在工作时完成一次A、B、M、N电极排列的测量后，电极转换装置将A、B、M、N电极排列依次移动到一个电极间距的下一个测量位置，即第一次测量时用1、2、3、4号电极分别对应A、M、N、B测点，第二次测量时用2、3、4、5电极分别对应A、M、N、B测点，由于第一次测量时4号电极是对应供电电极B，第二次测量时4号电极是对应测量电极N，在第一次测量过后地下地质体受供电电极影响产生极化效应，极化体供电积累的电荷还没来得及放完(即短时间内未完全消除极化)，在短时间内变为测量电极，这个还没来得及放完的电荷对测量电极测量M、N之间的电压ΔV_MN存在很大的干扰。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种利用金属电极测量极化率的高密度电法测量装置，能同时检测电阻率和激电参数极化率。

本实用新型所采用的技术方案是：一种利用金属电极测量极化率的高密度电法测量装置，包括电法仪和高压直流供电装置，所述高压直流供电装置包括主控制器、隔离驱动电路和H桥电路，所述电法仪包括金属电极A、金属电极B、金属电极M和金属电极N，所述金属电极A和金属电极B是供电电极，所述金属电极M和金属电极N是测量电极，所述电法仪的第一输出端与主控制器的输入端连接，所述主控制器的输出端与隔离驱动电路的输入端连接，所述隔离驱动电路的输出端与H桥电路的输入端连接，所述电法仪与H桥电路连接以采集金属电极M和金属电极N之间的电流，所述H桥电路包括第一输出端、第二输出端，所述H桥电路的第一输出端与金属电极A连接用于给金属电极A提供供电电压，所述H桥电路的第二输出端与金属电极B连接用于给金属电极B提供供电电压。

进一步地，所述电法仪是高密度电法仪。

进一步地，所述隔离驱动电路包括振荡电路、变压器和整流滤波稳压电路，所述振荡电路与所述主控制器连接，所述主控制器通过与非门串联电容与变压器的输入端连接，所述变压器的输出端与整流滤波稳压电路的输入端连接，所述整流滤波电路的输出端与H桥电路的输入端连接。

进一步地，所述H桥电路包括开关管和浪涌电压吸收电路，所述开关管是IGBT管，所述整流滤波电路的输出端与IGBT管的输入端连接驱动IGBT管，所述IGBT管的输出端与所述浪涌电压吸收电路的输入端连接，所述IGBT管包括第九IGBT管、第十IGBT管、第十一IGBT管和第十二IGBT管，所述第九IGBT管与第十二IGBT管组成第一桥臂，所述第十IGBT管与第十一IGBT管组成第二桥臂。

进一步地，所述H桥电路还包括保护滤波电路，所述保护滤波电路的输入端连接电源电压，所述保护滤波电路的输出端连接所述浪涌电压吸收电路的第二输入端。