野外操作
二维数据分析 测点结果可用二维分析函数在断面图或拟断面图上观测到。该项操作首先显示测点相对位置的测点图以及一个用来输入处理信息和测点号的输入区。 圆滑系数用来选择空间滤波器。该滤波器也好用来处理这些数据。所选的光滑因子大,则断面图越光滑,其结构也越简单,通常能得到更好的深部估计。方向因子则用来规定二维断面图的方向。 选择X(1)或Y(2)的方向,说明沿平行与X轴和Y轴的各自的测点位置。输入要显示的断面图的起始位置点和末位置点。 XY(3)方向允许选择分散的点。因为每一个点都是规定好了的,它的阻抗可以通过旋转一定角度来更准确地把它的值反映到断面图中。测点输入的先后顺序很重要,因为这是它们显示时的顺序。假如一个点到坐标原点的距离不大于后面那个点到原点的距离,那么它对断面图中的结论来说时不能被接受的。输入一个空值则结束测点的输入。 一旦选定了二维分析的测点后,就会出现这个状态窗口和主菜单。下面列举的主菜单时用光标和“ENTER”键来选择 SECTION――用来显示电磁排列剖面测量变换。这个变换应用了先前输入的光滑因子中。它现在在状态窗口中显示了出来。 F-SCALE-用来选择所显示数据的频率变化范围。其上下限会显示在窗口中(FL:-FH:) R-SCALE-用来改变电阻率显示范围 X-SCALE-用来改变显示的测点水平方向的范围 Z-SCALE-用来改变显示的测点深度范围 APP RESIS-显示视电阻率拟与频率拟断面图 APP PHASE-显示阻抗相位频率拟断面图 SAVE DATA-以ASCII码的形式保存当前显示的数据 READ DATA-读取并显示先前所存的ASCII文件。 PIXELS-改变显示区域的像元数量。像元越多,阴影效果越好;像元越少,看起来哪里都一样,就像只有一个整块。 从主菜单中选择SECTION、APP RESIS、APP PHASE来画断面图。选择主菜单中除SAVE DATA项外的其它选项都可以修改断面图的外观和内容。 切换频率的模式。这个选项只有在系统安装时选择低频选项才有效。假如在系统安装时没有创建低频日志文件,这个模式切换将无效。低频操作也要求有非标准的传感器和它们的标定文件。低频的记录范围是从1000Hz-0.1Hz。 这个操作所起的作用是退出IMAGEM。 回答“是”将退出IMAGEM程序同时返回到DOS界面。若是IMAGEM突然退出,不会丢失数据。重启,在DOS命令中输入“IMAGEM”回到原来的界面。 16
输入测点号和旋转角度 续表 模式 EXIT EH-4操作说明书
野外操作
发射器的安装
发射器的位置
IMAGEM计算的是测量点处介质的平面波阻抗值。要使得这个计算是正确的,测量点必须离发射源足够远,位于发射源的远场区域。原则上讲,远场区开始于场源的三倍趋肤深度远。在给定介质电阻率?和频率f的条件下,趋肤深度的计算公式为:
??500?f(米)
这个公式和远场原则结合起来形成一个图表。如图5所示,以远场的距离为纵轴,频率为横轴绘制而成的曲线族代表的是地下介质电阻率的分布。要正确使用这个表,你得对发射器与接收器之间地下介质的整体电阻率有个准确的估计。若对测区的地电特性一无所知,一开始就把发射源放在离接收点250米远处(大功率发射器则放在500米远处)。参考本使用手册中数据评价一章里数据评估里面有有关近区影响的描述。相对于不同介质电阻率来说,远区场的距离是变化的。这个图表用来预测Stratagem发射器与接收器之间的偏差,而这要求在发射源的远区进行测量。例如,若测区下面的介质电阻率是30欧姆,则频率为1000赫兹的远区起始值为250米。这是1000赫兹处的垂线与30欧姆处的水平线的交点所在位置的值。
这个图表对两种不同功率的发射源都适用:小功率发射器(400Am2)和大功率发射器(5000 Am2)。在平均电阻率为500欧姆米或更大的测区,还要采用大功率天线。如果瞬间磁场很大,允许天线与发射源之间的距离为采用标准天线时距离的两倍。在理想情况下,接收器到发射源之间最大的有效距离为:标准功率发射器为400米,大功率发射器为800米。标准天线的发射频率是从800Hz到64kHz;大功率天线的频率范围是400Hz到32kHz。 功率为400Am2的发射器的装配
? 发射器最简单的摆放就是放在水平、宽阔的场地上。 ? 把发射器的各个组件放在包里一起挪动。 ? 把两个发射天线全部展开交叉放置成“+”。这个时候,要连接的4个部分是分开的。 ? 通过连接垫圈把两个天线装在一起,成“+”字形放在中间。 ? 天线的其它部分通过滑动天线棒连接在相互对着的套管中。
? 把天线底端的相对着的粗线勾在一起,这样就把绞合好的天线拉成了拱形。 ? 依次把两根天线弯至垂直状态。当两天线弯到与地面垂直时,它们就可以独立的立在平
地上了。
? 把发射器平放在天线交叉处。连接天线的各根缆线到发射器中,每根缆线的端部接在发
射器的各个相对侧面上。 ? 把发射器的控制开关接上。
? 把电源线接到发射器上,地线插入地下。
? 把电源线的另一端接到12V的电瓶上。黑色接负极,红色接正极。
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5000Am2发射器的组装步骤
? 这套仪器的组装需要两个人。如果你就一个人,得再找一个人来帮忙。 ? 在发射器缆线上扎上带子标记其中心位置及需要转角的位置。 ? 把缆线在其中心标记处放置成“+”字形。
? 在缆线作了转角标记的地方,把缆线用夹子夹在天线杆的终端处。夹住缆线之前,先要
拔掉夹板上的插针,然后把缆线放在夹槽里,再插上插针。要保证作了转角标记处放在了插插针的地方。
? 把天线杆的端部也夹在夹板上,并保证它处于垂直状态。让你的助手先把第一根缆线放
好,然后让另一根和它成“V”字形摆放。交点位置就是在缆线作了中心标记的地方。 ? 在固定天线杆的时候,让你的助手松开交叉处的缆线。最后,用粗线及发射器的缆线把
天线杆绑好,使它能够独立的立住。
? 检查发射器缆线另一端转角天线杆的安装。要把它垂直放在缆线中点接地处。 ? 装好其它发射圈的转角天线。
? 把接在天线上的缆线放在套管中,并让天线杆垂直。
? 拿起天线杆,让助手把另一根天线杆放在下面。检查所有中心处的天线部分是否等高。 ? 检查一下圆盘的各个角,确认它们垂直、没有松脱。在一些缆线上,可能要作些松紧调
整来调节各个天线杆垂直,并且使得所有的缆线都拉直。
? 组装发射器的其余部分,这些在前面小功率发射器的介绍中都有描述。
发射器的操作
Stratagem发射器具有自动调节功能。它能感测其本身的负荷并发出一套最佳的频率。基于此,大功率发射器产生的倍频带要低于标准发射器的频带。这种发射频率的变化不需要你来操作控制:Stratagem系统会在它所获取的频带上感测所有的频率。
发射器由控制缆线末端5米处的控制开关开控制。发射频率自动改变的周期与接收器的数据采样的周期是相同的。因此,信号的发射开始时间得在同周期采样频带开始的两三秒以内,这一点非常重要。这可以通过接收器与发射器之间的信号标志或发射与接收的时间安排来实现。经验表明,用人工控制同步的方法是这两种方法中较好的一种。
控制源采样操作很简单。接收器的操作员选好数据采样参数并设定频段项为“7 14”。当发射器的操作员打开发射开关时,接收端的工作人员按下“ENTER”键。时间序列的周密测试和傅立叶变换的演示都可以显示发射器的信号特征。工作时,控制开关上的指示灯会有规律的一闪一闪。当停止发射时,指示灯就不闪了(说4、5分钟)。如果发射器的启动失败,按下开始按钮,发射频率可以在任意时间重新开始。
在一个具体的勘查过程中,有时要挪动发射器。如果标准发射器不能挪到远处,或者不能到达新的测点位置,最简单的方法就是挪动装好的帐篷式天线。标准天线重约几个kg,所以通过以下几个步骤,只需一两个人就可以把天线挪动:
? 切断电源
? 松开天线缆线与发射器的连接。 ? 用绳子把缆线接到天线极上。 ? 挪动天线到新测点。
? 挪动发射器模件、控制开关以及电瓶到新测点。 ? 接上天线缆线和发射模件间的连接。
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野外操作
? ? ? ?
接上开关。
把电源线和电瓶接到发射控制装置中。 检查各个连接线路。
等待接收器操作员发射开始信号。
发射器的安全考虑
Stratagem发射器的设计是针对在一些安全和便利的场地进行操作的。一些简单的操作原则将使得该系统运行的更稳定、更安全。
? 无论在什么地方,都要在放天线的地方扎桩。尽管在有些地方做不到,如该地点
土质特硬,或是石块区,或是道路,但是在这些地方放仪器比较安全。? 在操作发射器时,天线至少要远离3米。
? 每次都要在开始测量时最后接电源,停止工作时最先关电源。
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出错查找
P894.0 出错查找
Stratagem仪器的设计是针对在一些地形条件不好的地方收集高频MT数据的。如果仪器并没有如你想象的那样正常工作,同时也不清楚问题到底出在什么地方,这时你就得做些出错查找工作。这一部分包含有一套快速查错的程序,这些程序最有可能解决仪器出现的问题。我们要求你在第一次操作这个仪器前仔细地阅读本章节。需要记住的一点是,Stratagem仪器有一套打印设备,按下“MENU”将打印当前屏幕内容。在出错查找的过程中,很容易混淆先前操作所起的作用。打印出每一次测试的结果并注解该结果有助于进行有序的工作。 数据评价
在出错查找前需要观察所出现的问题;对Stratagem仪器而言,这意味着要读懂屏幕上的各种数据结果。如前所述,这些数据显示的是一些时间序列的数据、场源的频谱以及相位结果。 信号校正
自然电磁场产生的是多种频率的随机信号,且这些信号看起来很乱。尽管如此,四个信道中的自然场响应通常都可以得到校正。同时,在我们所感兴趣的源场区,可以把电磁场信号放大两倍。因此,某一特定信道的时间序列信号看起来与其正交分量很相似。这表明,Ey的相位和振幅与Hx相类似;而Ex与Hy的相位和振幅相似。当一个信道与其它信道经常都得不到校正或经常偏离范围,你就该怀疑哪里出了问题。这种情况一般首先出现在增益设置过程中,而不是因为连续的进行常规记录的结果。出现这种情况后,你就要开始进行出错查找。
噪声干扰或是仪器失灵问题可能不会出现在时间序列数据的显示过程中,但可能会在频谱或相位显示时的相关系数数据中出现。如果一个模式相位的相关系数一直都很低,你就要特别注意是否是仪器有问题。同样,当信道(Ex-Ey或Hx-Hy)的频谱相关系数一直都很高时,你也要想到是不是仪器出了问题。当然某个接头没有接好也会产生这些问题,但更常见的问题就是源于噪声的干扰或仪器的某一部分失灵。 相位校正
在原始数据的视电阻率曲线和阻抗相位曲线中,存在一个特定的关系。他们之间的关系可用下面的公式来表示:
??4(1???(log?a)?(logT)
)其中?是阻抗相位、?a是视电阻率、T是周期。上式表明,当视电阻率随着周期的增加(频率下降)而增加时,可观测到相位变小。相反,相位的增加相应的是视电阻率随周期的增加而减小。实测数据相对这个公式来说有细小的偏差是正常的,因为数据会有正常的分散。但是如果测点曲线整个都观测不到,则可能这些偏差是由环境噪声产生的。一般说来,如果阻抗相位特别的高,那么可观测到噪声源。把发射器与接收器放的很近,这种噪声就也能观测到,其前提是平面波假设是正确的。相似的有,如果噪声信号使得相位低于期望值,那么其原因是地下有电场源。如果测点的接地电阻高,则其应该对应低阻抗相位值,因为这些测点处的自然场场强很低:来源于高接地电阻的高电极噪声是噪声源。当在接近接收器的地方通以散射电流时,会产生相似的效应。这种噪声源中的电流会产生磁场,该磁场变换相对于电场感应仪器所测的电压变化来说是异常的低。
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