Clasificación de instrumentos de exploración eléctrica.

Los instrumentos de prospección eléctrica generalmente constan de dos partes: fuente de campo y medición receptora. La mayoría de las fuentes de campo están establecidas artificialmente, generadas por la parte de suministro de energía o la parte de envío del instrumento, y algunas utilizan campos naturales. Dado que existen docenas de métodos de detección y métodos ramificados en la prospección eléctrica, también existen muchos nombres y tipos de instrumentos eléctricos. Nunca ha existido un criterio unificado para la clasificación Según la tecnología de medición y los procedimientos de trabajo utilizados por los instrumentos, los instrumentos eléctricos se pueden clasificar en tres categorías: instrumentos eléctricos de CC, instrumentos eléctricos en el dominio de la frecuencia e instrumentos eléctricos en el dominio del tiempo. Incluye varios instrumentos para métodos electromagnéticos en el dominio de la frecuencia (incluido el georadar) y métodos IP (espectrales) en el dominio de la frecuencia. La razón por la cual este tipo de instrumento se denomina "dominio de frecuencia" es principalmente porque el transmisor de este tipo de instrumento puede proporcionar fuentes de campo electromagnético armónico de diferentes frecuencias. Al mismo tiempo, lo que mide la parte de medición es el efecto de la tierra bajo. La acción de este tipo de campo electromagnético armónico. Las propiedades físicas espectrales de diversas respuestas electromagnéticas o respuestas electroquímicas producidas. El rango de frecuencia de trabajo utilizado por el instrumento eléctrico en el dominio de la frecuencia es muy amplio y oscila entre 10-3 y 108 Hz. Debido a las diferentes tareas de detección y métodos seleccionados, el rango de frecuencia de trabajo específico utilizado también es diferente. Hay 4 rangos de uso común: banda de frecuencia ultrabaja: por debajo de varios hercios, tan baja como 10-4 Hz, utilizada principalmente para el método magnetotelúrico MT; banda de baja frecuencia (o audio) - 10 ~ 104 Hz, utilizada para una variedad de método electromagnético convencional; banda de muy baja frecuencia (VLF)──104～3×104 Hz; banda de radiofrecuencia──106～108 Hz, utilizada principalmente para el método de ondas de radio y radar geológico.

El transmisor de este tipo de instrumentos se compone principalmente de un generador de onda sinusoidal multifrecuencia, un amplificador de potencia y un dispositivo de salida. Cuando es necesario establecer un campo de corriente conducida, el dispositivo de salida del transmisor se conecta al electrodo de suministro puesto a tierra. Para establecer un campo electromagnético alterno de forma inductiva, la salida del transmisor debe conectarse a la bobina transmisora ​​(o línea de retorno). Para obtener la mayor cantidad de información posible sobre la respuesta electromagnética (electroquímica) telúrica, el método electromagnético en el dominio de la frecuencia y el método eléctrico inducido requieren instrumentos correspondientes para observar una variedad de elementos de respuesta electromagnética o electroquímica, tales como: componentes electromagnéticos en diferentes direcciones. en el espacio El espectro de amplitud (la relación entre EX, EY, HX, HY, HZ y la frecuencia f) y el espectro de fase (la relación entre EX, EY, HX, HY, EZ y f) o la suma espectral de sus componentes reales; espectro componente; elementos de polarización elíptica del campo electromagnético; la relación entre los componentes espaciales y temporales del campo electromagnético, etc. Aunque los parámetros a medir incluyen escalares, vectores y tensores, y algunos requieren mediciones multicanal, las partes receptora y de medición del instrumento tienen aproximadamente el mismo modo de trabajo básico o composición estructural, es decir, sensores de medición (electrodos de medición). , bobina de inducción u otro sensor de campo magnético alterno) convierte la cantidad física que se va a medir en voltaje y luego la envía a la sección de amplificación de medición para el análisis del espectro para obtener el espectro requerido de varios parámetros. Finalmente, los datos se muestran o registran de diferentes maneras, o se almacenan en la memoria, esperando que la computadora interprete y procese los datos de varias maneras. Para realizar el análisis espectral de la señal medida, cuando se utilizan fuentes de campo artificiales para trabajar, se utiliza la corriente de transmisión como referencia. Hay tres tipos de métodos de sincronización entre envío y recepción: sincronización por cable, sincronización inalámbrica y sincronización de reloj de cuarzo. Cuando se trabaja con fuentes de campo natural, a menudo se sincronizan una o varias estaciones de referencia remotas (por ejemplo, las utilizadas por el método magnetotelúrico MT) o se utiliza un determinado componente del campo electromagnético como dato de referencia (utilizado por el método VLF de muy baja frecuencia). ). Los métodos de visualización, grabación o almacenamiento de datos del instrumento eléctrico en el dominio de la frecuencia incluyen visualización analógica, visualización digital, monitoreo de monitor, grabación en cinta, almacenamiento en disco, almacenamiento de estado sólido semiconductor, salida de impresora, etc. Incluyendo varios instrumentos utilizados para el método electromagnético en el dominio del tiempo y el método electromagnético en el dominio del tiempo (o método electromagnético transitorio). El procedimiento de trabajo de este tipo de instrumento es aproximadamente el siguiente: el transmisor genera varias señales de función que varían en el tiempo, es decir, corrientes de varias formas de onda que varían en el tiempo, a través de electrodos o bobinas de suministro de energía para excitar la tierra o el objeto objetivo a ser estudió. Cuando el campo primario no existe, es decir, cuando la corriente de envío deja de funcionar, la parte receptora y de medición del instrumento medirá la respuesta transitoria de la tierra o del objeto objetivo (a menudo en forma de desintegración) recibida por electrodos o inducción. bobinas y otros sensores de campo magnético similares aparece en forma de voltaje) y se transmite a un amplificador de medición de banda ancha para su amplificación y procesamiento, y finalmente se muestra, registra o almacena en la memoria.

El instrumento eléctrico en el dominio del tiempo funciona de manera secuencial y en tiempo compartido, es decir, cuando se excita, no se realiza ninguna medición. Cuando se detiene la excitación, el trabajo de medición comienza hasta que llega la siguiente excitación y el ciclo funciona así. . La frecuencia de repetición de la corriente variable en el tiempo utilizada en instrumentos electromagnéticos transitorios suele ser de unos pocos hercios a decenas de hercios. Las mediciones toman intervalos de tiempo que van desde unos pocos milisegundos hasta cientos de milisegundos. El período de repetición de la corriente variable en el tiempo utilizada en el instrumento IP en el dominio del tiempo suele ser de varios segundos a decenas de segundos. La prueba y el registro de la respuesta transitoria (decaimiento) del instrumento eléctrico en el dominio del tiempo no es continuo, sino que se realiza un muestreo discreto en ciertos intervalos de tiempo. Generalmente, el intervalo de muestreo del instrumento IP es más amplio, el número de muestras es menor y el tiempo de muestreo también es posterior. El instrumento electromagnético transitorio es diferente. Su tiempo de muestreo inicial es muy temprano (aproximadamente n × 101 microsegundos), el número de muestras recolectadas es grande (hasta docenas) y el intervalo de tiempo de muestreo también es estrecho. El método de sincronización utilizado cuando el instrumento está funcionando es principalmente sincronización de reloj de cuarzo. Cuando la precisión de la medición no es muy alta, la señal de pulso cuando la corriente de envío deja de funcionar también se puede utilizar para la sincronización.

En comparación con los instrumentos eléctricos en el dominio de la frecuencia, los instrumentos eléctricos en el dominio del tiempo tienen requisitos más altos y complejos en cuanto a tecnología de medición. Esto se refleja principalmente en: se requiere que todo el sistema de prueba tenga una base de tiempo de alta precisión y alta estabilidad; se requiere amplificar señales eléctricas con un rango de variación de amplitud de 105 a 106 veces sin distorsión dentro de un rango de tiempo de varios; milisegundos; en amplificación de banda ancha. Bajo la premisa, se debe extraer la señal débil bajo un fondo de ruido fuerte; la corriente de envío máxima instantánea del transmisor debe ser de decenas de amperios a 100 ~ 200 amperios. Es probable que en el futuro la instrumentación eléctrica se desarrolle en dos direcciones diametralmente opuestas. Uno es un gran sistema todo en uno que integra recopilación, procesamiento e interpretación automática de datos; el otro es un instrumento especial inteligente pequeño, compacto y excelente;