[发明专利]一种温度自校正自然电位测量系统及方法

说明书

本发明提供了一种温度自校正自然电位测量系统及方法，所述系统包括第一不极化电极、数据采集模块、无线信号传输模块、GNSS基站、无线信号接收模块、数据成图PC终端、电导线、补偿导线、第二不极化电极，其中第一不极化电极和第二不极化电的结构相同，但其数量和在测量时所处的位置不同。本发明结构简单、使用方便，能够在测量自然电位数据时同步采集温度数据，避免了数据失真以及误差，能够随走随测以及将现场采集的数据实时传输至数据成图PC终端，显著提高自然电位法探测高温异常体的工作效率和探测精度，大大缩短施工工期，大量节省项目投资。

技术领域

本发明涉及一种温度自校正自然电位测量系统及方法。

背景技术

地球内部电子导电矿体的电化学作用、地下水中离子的过滤和扩散作用、地热或火山活动的热电效应等会导致自然电场异常的产生，自然电位法是通过观测和研究自然电场的分布以解决各种地质问题的地球物理方法。该方法是一种被动源地球物理方法，无需向地下供电，使用的仪器设备轻便，生产效率高，是最早应用于地质调查的一种电法勘探方法，目前已广泛应用于电子导电型金属与非金属矿(石墨矿、无烟煤等)、水文地质调查、地热资源勘探、火山活动监测以及煤田火灾和矸石山火灾探测等领域。

目前，通过使用不极化电极(如Cu-CuSO₄电极、Pb-PbCl₂电极、Ag-AgCl电极等)，减少电极本身的极化电位，自然电位法在没有温度异常的金属与非金属矿勘探、水文地质调查领域的探测数据稳定性好、信噪比及可靠性高。然而，针对有温度异常的地热资源、火山活动、煤田火灾、矸石山火灾、垃圾场火灾等目标体开展自然电位探测和监测时，由于不极化电极本身也具有热电效应，即两个电极在不同温度环境下会产生电位差(即电压)，该电压叠加在高温异常体引起的电位异常上，对实测自然电位数据造成严重干扰，给自然电位数据的后期处理和反演解释工作带来困难，导致探测精度产生较大误差。目前使用的电极均不具备高精度GNSS(全球导航卫星系统，Global Navigation Satellite System)定位功能，在野外开展逐点扫描的过程中，需要在采集自然电位数据前对各测点的坐标采用测绘仪器单独开展GPS定位工作，后期再将所测坐标数据与各测点进行人工匹配。此外，现有自然电位测量系统只能在现场人工开展数据采集工作，尚未实现数据的远程在线采集和监测。

可以看出，当前针对高温异常体自然电位数据的测量精度低，可靠性差，且后期内业处理程序复杂、效率低，因此，研究一种能够同步采集温度和自然电位数据且自动校正电极热电效应导致的电位差，自动记录各测点坐标、无线传输各测点数据的测量系统和方法是高温异常体勘探中迫切需要解决的一个问题，对于提高数据采集和处理效率、缩短工期具有重要意义。

发明内容

发明目的：为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种能够自动校正电极热电效应导致的电位差、自动记录各测点坐标以及无线传输各测点数据的测量系统和方法，结构简单、使用方便，能够显著提高自然电位法探测高温异常体的工作效率、缩短施工工期。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种温度自校正自然电位测量系统，包括第一不极化电极(3)、数据采集模块(13)、无线信号传输模块(14)、GNSS基站(15)、无线信号接收模块(16)、数据成图PC终端(17)、电导线(9)、补偿导线(10)和第二不极化电极(18)；

所述第一不极化电极(3)、第二不极化电极(18)和数据采集模块(13)之间通过电导线(9)和补偿导线(10)进行连接，其中电导线(9)用于传递自然电位数据，补偿导线(10)用于传递温度数据；

所述数据采集模块(13)采集的数据传输到无线信号传输模块(14)，再经无线信号传输模块(14)通过无线网络传输至无线信号接收模块(16)，而后经数据线缆导入数据成图PC终端(17)；