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GD-10 系列直流电法系统

GD-10可用于自电、视电阻率和激电测试, 既支持常规的电测深, 也可采用二维和三维装置进行断面测试。对于大功率激电测试, GD-10的发射模块可外接高达1200V(峰值到峰值2400V)的直流电源, 输出高达6A的发射电流; 另外, 发射电流触发同步的独特设计使GD-10也兼容独立的外部发射机, 可应用于更大功率(>7200W)的激电测试。其独特的扫面功能, 类似于高密度方式, 一次布极可连续多道采集来完成水平断面测量, 从而极大提高了野外工作效率。

GD-10的所有配件都进行了精心优化, 梅花电极的接地电阻比传统圆柱形电极降低了约20%~35%。 高密度测试采用的12抽头双向高密度电缆和CL-10电缆头, 充分结合了现有分布式和集中式的优点。 不仅适用于长断面测量, 还可实现激电测量,布线简单、灵活, 电缆简便、可靠、成本低。
 
GD-10采用了模块化设计以及完全可升级的设计理念, 硬件维护及替换成本低。升级配置时, 客户只需购买合适的授权和组件, 通过Geomative Studio即可在线完成, 前期硬件资源得到充分利用。
 
借助于Geomative Studio软件, GD-10电法系统可实现两大亮点:
  • 工程管理模式可帮助用户统一管理繁杂的工区测量信息;
  • 脚本管理功能可帮助用户节省野外作业时间、提高工作效率。

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功 能

一维电测深

一维测深时, 可使用满功率7200W(1200V*6A)发射, 使脉冲激励信号能抵达更深的地层。 小信号时,通过最高100次的迭代, 多次测量提升测试精度。

野外测试前, 提前编制脚本, 输入跑极参数, 减少野外参数输入, 提高工作效率, 缩短工期。 支持四极垂向测深, 三极垂向测深, 偶极装置, 中间梯度法四种常用装置的同时, 也可自定义扩展装置类型。
 

二维高密度

 

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脚本定义支持的装置:

  • α排列/温纳装置  
  • β排列/偶极装置
  • γ排列/微分装置
  • 三极 AMN
  • 两极 AM
  • 偶极-偶极装置
  • 施伦贝谢装置
  • 温纳-施伦贝谢排列
  • 三极 MNB
  • 跨孔装置

 
使用GD-10的高密度系统, 二维布线后, 可进行电阻率或激电二维断面扫描。 通过Geomative Studio的脚本管理可提前在PC上对测试过程进行定制编程。 最高可使用3200W(800V*4A)的发射功率。

三维高密度

 

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使用GD-10的高密度系统, 采用蛇形布线的方式, 可进行电阻率和激电三维断面扫描。 最高可使用3200W(800V*4A)的功率发射。

当高密度电缆不够的时候, 可采用有限的布线, 双向平移的组合方式, 也可使用二维断面平行测量后组合的方式, 覆盖更大的三维区域。
 
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三维双向平移组合                                  二维断面平行组合
 
大功率激电中梯扫面
 
Geomative在行业内首次运用高密度组件, 进行大功率激电中梯装置的扫面测试。
 
和高密度方法类似, 用户可一次布置一组AB电极和多组不极化电极。 AB发射电极接入GD-10的AB接线柱。 不极化电极则与高密度电缆的抽头连接。 测试过程中, 仪器连续发射, 并自动依次选择MN电极进行测试。 在电缆和电极数量足够的情况下, 可一次发射扫描整个水平断面, 效率提升十分明显。
 
如使用外部发射机进行发射, 只需要将GD-10的AB接线柱串接到发射回路上。 GD-10会自动监测发射电流, 触发并同步采集MN通道。
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环境在线监测

GD-10支持基于RS485通信的ModBus协议, 可使用现场仪表, 采集温度、 液位等环境指标, 在外部逻辑控制器的控制下, 动态实时地进行监控区域的电阻率测试, 并将测试结果传送到远程监测站, 分析后可生成报告或触发灾害告警。
 
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  • 污染物的地下变动检测;
  • 海水入侵监测;
  • 大坝坝体监控;
  • 地下油罐漏油探测;
  • 边坡崩塌监测。

其他功能
 
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测 井

利用GD-10脚本强大灵活的功能, 用户可以在测试中将发射和接收回路, 独立分配到ABMN接线柱或高密度
电缆的任一抽头, 而高密度电缆和电缆头的防水性能良好, 完全可以吊入井中, 开展井底电法测试。

根据井深和井下的实际情况, 电缆和电缆头的连接部分, 可能需要做额外的处理。
 
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水上测量

高密度电缆和电缆头的防护等级达到IP68, 完全能胜任水面测量。
 
GD-10主机内置的GPS能实时记录主机位置, 在脚本控制下自动连续测试并保存数据。

测试过程

1.工程数据管理

定义工程 – 测前制定施工计划,建立工程, 记录工程的基础信息。
定义测区 – 在工程下建立不同的测区, 从而将一个工程划分为不同的工区进行管理。
创建任务 –选择脚本, 根据现场需要设置相关参数。

优 点:
  • 对大量的测试对象进行分类管理
  • 简化了野外测试前输入
  • 可对测区内任务/数据进行综合分析处理

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2.测试脚本

不同的物探测试, 其测试目的、 环境、 手段和方法、以及响应信号等, 都存在极大的差异, 因此测试方式应该灵 活多变 。 GD-10基于测试可编程可定制的理念, 引入了脚本方法, 用户可在野外测试前, 详细计划测点及其对应的电极位置和迭代次数。

选定装置类型后, Geomative Studio按照装置要求的电极位置关系自动生成脚本, 用户可设置过滤条件圈定测试靶区。 野外测试时, 主机跳过无意义的点, 仅测试靶区内的点, 做到有的放矢, 缩短测试时间。

脚本中可逐点或按层设定迭代次数。 对于较强的浅部信号无需迭代, 测量可快速进行。 对弱小的深部信号, 则需要多次迭代提升测试精度。 调整测点顺序, 增加相邻测点间的时间间隔, 从而减少相邻点之间的相互干扰。

如需要进行非标准装置、 电极位置关系完全自定义的测试, 可使用Excel编辑测点序列表并导入从而实现自定义装置。
 
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3.施工布线(高密度测试)

高密度测试中, 高密度电缆的长度需要覆盖到整个断面, 电缆和交换装置对野外施工作业有非常重大的影响。 结合了传统分布式和集中式的优点, 我们发明了分段集中式高密度方案。

  • 高密度电缆和电缆头依次连接, 布线方式和分布式智能电缆类似, 可搭建超长断面。
  • 电缆类似于集中式高密度电缆, 结构简单、 不仅可靠耐用, 而且成本较低。
  • 电缆头和电缆完全独立, 损坏后可单独更换。
  • 抽头采用整体注塑工艺, 不仅结实可靠, 而且密封性能良好。 高密度电缆和电缆头的连接, 采用高性能航空插头,不仅插拔十分方便, 可靠性也非常高。

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4.接地电阻测量

电极是否良好接地, 是电法测试质量和数据可信度的重要指标之一, 因此每次布极后, 都需要进行接地电阻的测试。 GD-10除了提供各种方法进行测试, 还将电极的接地电阻数据完整保存, 并作为测试结果的一部分。

一维电测深测试中, 支持手动对A/B/M/N四个电极进行接地电阻测试。 即在GD-10旁边设置参考电极并接M接线柱, 然后手动将A/B/M/N四个电极分别接到N接线柱并测试接地电阻;

二维和三维高密度测试中, GD-10支持自动连续的接地电阻测试, 利用电缆头灵活强大的交换能力,将待测电极交换连接后作为N极, 其余所有电极交换连接后同时作为M极(即参考电极)。 相比常规的以某个电极作为参考电极的方法, 这种方法更准确客观。
 
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5.测试数据浏览和评估
 
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6.测试后数据处理
 
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7.测试参数

GD-10提供了极为丰富的参数, 帮助用户针对不同的应用场景, 做出有针对性的调整, 还尽可能真实、 完整、 客观地记录测试过程中的各种环境信息、 测试过程信息。

GD-10可记录发射测试过程中, AB和MN通道完整的波形, 基于该波形, 不仅可以判断测试过程是否正确, 还能在后期处理中, 做更深入的研究, 比如调整时窗位置后, 重新计算时窗参数, 或者计算更复杂的参数, 例如半衰时等。

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升级和扩展

GD-10采用可升级的设计, 主机嵌入式软件可以升级。 全部用户可享受终身软件升级服务, 升级后用户可得到意外的收获:
  • 修正仪器研发、 生产阶段遗留的Bug;
  • 收集全球用户的需求和建议, 形成新的功能点, 在后续的新版本中实现,共享全球经验。

除软件升级外, GD-10还提供高、 中、低端的配置, 让每个用户在自己可承受的能力范围内, 找到合适配置的型号。 随着业务的发展, 当用户有更充足的预算、 需要更高端的型号时, 可以通过License升级的方式, 并添置必要的配件, 即可完成仪器在不同型号之间的升级。

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无忧措施
 
野外施工中, 经常会碰到设备电池耗尽、 测试无法继续的窘境。 针对这种情况, GD-10在提供内置电池工作的同时, 还可利用外部直流电源进行供电, 并且适配电压范围可从9V到70V,几乎涵盖了所有常用的电源, 包括车载电源、 铅酸电池、 BP-145等, 帮助用户后顾无忧。
 
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为了适应各种使用环境,  GD-10 提供了充分的保护和防护措施:
  • 采用铝合金机箱本体, 在大功率发射时给功率器件散热, 避免使用风扇和通风口,实现了完全的密封, 防护性能十分可靠;
  • 针对危险的高压发射工作,  GD-10 提供了过压、 过流、 短路、 反接、 漏电和雷击保护, 保证了测试过程中的人机安全。
  • GD-10 运输或以任何角度跌落时, 橡胶手柄都能提供良好的防震和防摔保护。

应用案例
 
地下水勘探

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使用GD-10设备在美国加利福利亚地区进行的地下水勘探, 两个测区中, 运用不同装置的2D高密度电法测试结果完全一致。
 
边坡在线监测
 
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使用GD-10设备在尼泊尔Kaligandaki 河进行工程勘探
  • 二维高密度电法测线 1: 剖面与Kaligandaki 河的右岸平行。 2D高密度测试的结果在地底45m处, 各自的岩性都在二维高密度测线1中表现出来。
  • 二维高密度电法测线 2: 剖面与Kaligandki河的左岸平行。 拟建的桥台位于剖面的中心。

地层侵蚀探测
 
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使用GD-10设备在印度南部进行地层塌陷(地下溶洞)探测, 采用二维高密度电法, 测线长为60米 电极间距为1米, 共60根电极。
 
油气污染监测
 
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使用GD-10设备进行油气污染检测, 通过二维高密度电法测线1和2的测试结果明确显示了饱和油砂区。

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