地球1

地球物理仪器导论作业1

地2

1.什么是Ag-AgCl不极化电极，性能如何？

答：不极化电极是—种特制的测量电位差用的接地电极.目前应用最为广泛的是Ag/AgCl 参比电极，它具有良好的性能，是海水阴极保护系统中广泛采用的参比电极。多膜结构的Ag/AgCl 参比电极具有低渗漏和不易受污染的特点,可以显著提高Ag/AgCl参比电极的性能。例如,可以以Cu 为骨架在Ag/AgCl的表面镀膜,也可以制成Ti/Pd/Ag/AgCl 多膜结

构。另外，用于海水中的Ag/卤化银参比电极也是一种光敏抗干扰的膜电极，提高了参比电极的稳定性.

在海洋金属结构物外加电流阴极保护系统中，需要使用参比电极对电位进行测量以监测保护状况，同时为恒电位仪设备提供控制信号.作为阴极保护工程用参比电极不仅应具有良好的电位稳定性、重现性和较好的耐极化性能，还应具有足够长的使用寿命，并且易于制备.长期以来Ag/AgCI参比电极被认为是海洋环境阴极保护系统中较为理想的参比电极.由于海水中Br一的存在，AgCI和AgBr会形成固溶体，因此Ag/AgX电极作为海洋工程参比电极也得到了较多的应用.阴极保护工程中用的Ag/AgCI参比电极主要采用粉压法制备，但这种电极在长期使用过程中产生的粉化现象会影响它的使用寿命.热浸涂法制备的参比电极具有机械强度高，使用寿命长的特点.

2.如何实现海洋电磁法信号的低噪音放大？

答：海底MCSEM接收机信号调理部分采用斩波放大器消除1/f噪声，进行多次信号放大和高通滤波，来实现频带均衡和压制低频大地电磁信号及电极极差。每个采集站由船上自由下沉到海底。通过声波超短基线通讯装置可以精确确定接收器位置。

3、海洋电磁法接收机主要有哪些评价指标？分析这些指标的意义。

我国目前海洋磁测中主要使用拖曳式船，用质子旋进式磁力仪进行测量。工作时将探头拖曳在船后的海面下数米，用缆将探头连接到船上的仪器主体部分，仪器主体与记录仪相连接，在航行中进行测量。质子磁力仪探头由两个相同线圈反向串联而成，以抑制外界干扰。线圈骨架中充满富含氢质子的煤油或者水。当仪器进行极化时，线圈通入约1A的直流电流。在线圈内部会产生与地磁场方向垂直、大于地磁场几个数量级的极化磁场。极化3-5秒后氢质子磁矩就会沿着垂直于地磁场的方向整齐排列。然后切断电流，线圈产生的极化磁场消失，质子磁矩便在地磁场的作用下以地磁场为轴处于旋进状态。在旋进过程中，质子的磁矩会切割线圈而在线圈两端产生数微伏的感应电动势，此感应电动势经过约80万倍的选频放大及整形分频后，由单片机测脉宽，转化成频率并乘以归一化系数便可直读地磁场值。海测与航测不同之处：海上试验工作 1、船体影响实验，主要是探头和船体之间的拖曳距离的实验。首先让船只沿着磁子午线往返航行，不断改变拖曳距离；在噪音增加的情况下，记录的抖动值不变，即为最佳距离。2.探头沉放深度试验，船只航行时，拖曳船后并浮出水边附近的探头激起水花，随波上下涌动；从而增加噪声，影响精度。因此探头需在水下，不断观测选择最佳深度。

4、阐述高密度电法仪的工作原理。

高密度电阻率法是一种在技术方法上有较大进步的电阻率法。其原理与常规电阻率法完全相同。但由于采用了多电极高密度一次布极并实现了跑极和数据采集的自动化，因此相对于常规电阻率法来说，他有很多优点：1、由于电极布设一次完成，测量过程不需要跑极，因此可以防止电极移动而引起的故障和干扰；

2、在一条观测剖面上，通过电极变换和数据转换可以获得多种装置的ρ断面等值线图；3、可进行资料的现场实时处理和成图解释；4、成本低、效率高。其在一条观测剖面上，通常要打数十根乃至上百根电极，多为等间距布设。目前常用‘三电位系统’、三电极排列的‘双边三级系统’，以及二级采集系统。实践证明，高密度电法是一种多快好省的勘探方法，在地基勘探、坝基选线、水库和堤坝查漏、地裂缝探测方面，均有发挥重要作用，且取得了良好的效果。

5.电磁法探测仪器主要有哪些？特点如何？

答：HGH－Ⅲ高密度电法仪

指标：输人阻抗：大于20MΩ。电位测量：最小采样信号lμV，最大采样信号4000mV，精度0.5％，分辨率1μV。电流测量：最小采样信号0.1mA，最大采样信号1000mA，精度0.5％，分辨率1μA

放大器：程控放大，自动电位补偿（极化补偿范围3V，补偿精度1％）采样分辨率：A／D：16bit，程控放大：8bitt，计：24bit。噪声抑制：50Hz工频抑制。滤波器：模拟低切、高切及陷波器，数字各型滤波器。主处理器Pentume MMX366。显示器：600×800T，液晶显示器。内存：64M。内置硬盘：4.3G。接口：标准232串型口、并行口、外接VGA显示器口、键盘口及无线数据通讯接口、外接软盘驱动器口。仪器操作板：全密封触摸式键及触控杆操作。操作系统：全Windows界面编程、操作。内置供电电源：400VPP 0.4APP外置供电电源：400VPP 2APP供电方式：采用恒流方波供电或实测方波供电，供电电流10mA、20mA、50mA、100mA、 200mA、 400mA、1A可选。实测方式下，可选50V、100V、200V、400V。供电时间由lS、2S。4S、8S可选。测试误差：仪器的观试误差Δ（V／I）＜1％。主机重量：6 kg。工作环境：温度－20～＋50℃；湿度95％（40℃时）

E60D高密度电法仪

指标：通道数：1

采样精度：1.525微伏 (前放增益G=40dB) 最大输入信号：10伏（峰-峰值）（前放增益G=0dB） 输入阻抗：20M欧姆

滤波器：50Hz/60Hz陷波 10Hz～1000Hz低通(分档可选)

采样精度：76微安 (最大输入±2.5安培) 0.61毫安（最大输入±20安培） A/D转换位数：16位最大输出峰值功率：400Vpp/1App（内置电源） 768Vpp/3App（外接电源） 脉冲类型：方波

脉冲长度：1秒、2秒、3秒和4秒程控可选主处理器Intel 700MHz处理器内存128MB 内置硬盘10GB 显示器1024×768 10”SVGA键盘密封薄膜键和鼠标触控杆接口标准USB0 输入电源12V DC记录格式Geopen格式/ABEM格式/文本操作温度：-30℃～+50℃ 储藏温度：-40℃～+70℃ 操作湿度：≤95% 防水等级：IP54（防尘、防雨）

6.电法勘探仪器主要有哪些？特点如何？

DC-DC模块电源：DC-DC模块电源可输出相对稳定的输入电压，输入电压范围可调，隔离电压较高，且具有短路保护和自动恢复功能。在电源端口后串接二极管组成的电桥，防止电源端子接反而损坏DC-DC电路。并且，可以在输入输出端都连接电容滤波网络，以达到减小输入的浪涌电流以及减小输出纹波。

稳压电路：由于DC-DC输出的电压纹波较大，需要加上后记线性稳定电路。经过稳压电路的信号压差较小，为桥路驱动电路提供稳定的电源。再经过三段线性稳压器和滤波电路，最好输出电路为数字芯片提供电源。

逆变电路：由于发射电路要实现发射直流信号、伪随机编码以及任意由1、0、-1组成的数字编码信号，硬件设计需要满足这些要求。为了实现直流电源到交流的转换，设计H桥逆变电路，单片机的信号不能直接驱动功率管，所以要用高压、大功率驱动器组成的全桥电路进行驱动。