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物探与化探  2021, Vol. 45 Issue (6): 1475-1481    DOI: 10.11720/wtyht.2021.0443
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频谱激电测量仪器关键技术研究及实现
石加玉1(), 郭鹏2, 李勇3()
1.中国地质大学(北京) 地球物理与信息技术学院,北京 100083
2.中国地质调查局 地球物理调查中心,河北 廊坊 065000
3.中国地质科学院 地球物理地球化学勘查研究所,河北 廊坊 065000
Research and implementation of key technologies of spectral induced polarization instruments
SHI Jia-Yu1(), GUO Peng2, LI Yong3()
1. School of Geophysics and Information Technology, China University of Geosciences (Beijing),Beijing 100083, China
2. Geophysical Survey Center of China Geological Survey,Langfang 065000, China
3. Institute of Geophysical and Geochemical Exploration, Chinese Academy of Geological Sciences,Langfang 065000, China
全文: PDF(1683 KB)   HTML
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 

频谱激电测量交流电场作用下的岩(矿)石的电化学极化效应,即接收电位差与发射电流之间的相位差。在深入研究频谱激电测量仪器关键技术的基础上,设计了全新的弱信号同步相关检测技术,对原型样机进行了实用化改进,优化了电路结构,提高了相位测量的稳定性。矿区试验表明,改进后的频谱激电测量仪器成本更低,抗干扰能力更强,实用化程度更高,适合大范围推广应用。

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石加玉
郭鹏
李勇
关键词 频谱激电法同步相关检测相位测量恒流供电抗干扰    
Abstract

The measurement of the electrochemical polarization effect of rock (ore) in an AC electric field (i.e., the phase between receiving potential different and transmitting current) using spectral induced polarization (SIP) can provide important information for distinguishing ore from non-ore. Based on the deep research on the key technologies of SIP instruments, this study designs a new synchronous correlation detection technology of weak signals, and accordingly improves the prototype for practical purposes, simplifies the circuit structure, and improves the stability of phase measurement of the SIP instruments. The tests in mining areas show that the improved SIP instrument has lower cost, stronger anti-interference ability, higher practicability, and is suitable for large-scale promotion and application.

Key wordsspectral induced polarization    synchronous correlation detection    phase measurement    constant current transmitting    anti-interference
收稿日期: 2021-08-17      修回日期: 2021-09-05      出版日期: 2021-12-20
ZTFLH:  P631  
基金资助:国家重点研发计划项目“深部矿产资源勘查评价技术联合研究”(2018YFE0208300);自然资源部科技项目“阵列相位激电测量系统完善与推广应用”(1212011220266)
通讯作者: 李勇
作者简介: 石加玉(1999-),硕士研究生,研究方向为电磁探测仪器。Email: wtshijiayu@163.com
引用本文:   
石加玉, 郭鹏, 李勇. 频谱激电测量仪器关键技术研究及实现[J]. 物探与化探, 2021, 45(6): 1475-1481.
SHI Jia-Yu, GUO Peng, LI Yong. Research and implementation of key technologies of spectral induced polarization instruments. Geophysical and Geochemical Exploration, 2021, 45(6): 1475-1481.
链接本文:  
https://www.wutanyuhuatan.com/CN/10.11720/wtyht.2021.0443      或      https://www.wutanyuhuatan.com/CN/Y2021/V45/I6/1475
Fig.1  高精度同步原理框图
Fig.2  同步时钟、发射电流和接收电压时序图
Fig.3  高精度稳流原理框图
Fig.4  基于硬件电路的相位检测原理
Fig.5  数字同步相关检测原理框图
Fig.6  野外工作示意
仪器编号 电阻率测量误差 / %    标准      实际最大值  相位测量误差 / mRad    标准      实际最大值  结论
实用化仪器(1) <3.33 0.70 <0.67 0.09 符合要求
实用化仪器(2) <3.33 0.33 <0.67 0.02 符合要求
原型仪器(16) <3.33 0.59 <0.67 0.24 符合要求
原型仪器(17) <3.33 0.61 <0.67 0.14 符合要求
原型仪器(18) <3.33 0.34 <0.67 0.14 符合要求
  仪器一致性检测结果
Fig.7  124线实用化仪器与原型仪器视电阻率、视相位测量结果对比
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