VCT成像探水仪与天然电场选频仪的区别.doc

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1、VCT大地电磁成像探水仪与天然电场选频仪的区别郑州地象科技有限公司寇伟目前在国内生产或进口的可用于找水定井的物探仪有电磁法仪、直流电法仪、磁法仪、地震法仪等。而在电磁法仪中就有人工场源的可控源音频大地电磁法仪（CSAMT）、频谱激电法仪（SIP）、瞬变电磁法仪（TEM)、人工源超低频法仪（ELF）等；还有天然场源的大地电磁法仪（MT）、音频大地电磁法仪（AMT)、地磁测量仪（GDS)等。早在70年代末河北保定地矿系统研制出了只能探测一个大地电磁全频信号的“大地音频物探仪”，该电磁仪属于时间域的天然

2、场源大地电磁探测方法，2个电极插埋在地里、按键后由表头读取一个综合电位值，不分地层深度。80年代初郑州地质学校的马文秀、韩荣波、吴木林三个老师一起，在解剖一台“大地音频物探仪”的基础上研究开发出三频点天然电场选频仪。因其全靠硬件选频、构成简单，容易仿制，加上郑州地校培育的校办工厂几十名弟子四散传播，在国内已有几十个天然电场选频仪生产厂家。这些选频仪虽是各具特色、各称其好，但毕竟是出自一家，原理相同、基本功能相同，只是功效上略有差别。因选频仪的价格低廉、营销有道，经过30多年的推广使用，国内用户众多

3、。这两年有很多选频仪的用户好像不满足于仪器的使用效果，想再买一种使用更方便、定井更准的探水仪。他们在咨询VCT大地电磁成像探水仪（简称VCT成像仪）时，总是要问与天然场选频仪（简称选频仪）的区别在哪里，这还真是几句话解释不清的问题。在此，我以简单的解释方式从原理、方法、使用几个方面加以对比说明，以使有选频仪使用经验的能够清楚两者的区别。1、场源的产生和形态不同虽然两种方法采集的都是天然场源，都不需要使用大功率电源对大地馈电，但来源不同。选频仪认为探测信号的场源是来自于天上的雷电、电离层扰动、太阳风

4、、工业用电等所形成的自高空垂直入射到地表的均匀平面电磁波。VCT成像仪的场源则是来自于地球内部外地核的导电流体和磁场的相互作用产生的动态电磁场，地幔软流层与地核和地壳之间的相对运动、自身蠕动及外部影响产生脉动切割静磁场形成的动态电磁场。2、场源传递能量的形式不同选频仪认为来自天上场源的能量以垂直入射到地表的均匀平面电磁波形式，依据不同频率的电磁波在导体中具有不同趋肤深度的原理，向下辐射到相应趋肤深度后形成二次场，再反射到地表。VCT成像仪认为地壳层以下的动态电磁场源能量以电磁波形式沿垂直于地面方向

5、向上辐射，将所穿过地壳各层介质的物理特性信息带到地表。3、采集信号携带信息的属性不同选频仪在地面上测量大地电磁场的几个不同频率的电场分量作为测量参数，来研究地下地电断面的电性变化，来反映地下岩矿石电阻率差异的电性结构。因为只是选择几个有代表性频点来测量几个相应深度层介质的电性参数值，所以才称为选频仪。VCT成像仪是通过采集电磁波到达地面后剩余能量的序列数值，得知地层介质对于电磁波的反射和吸收特性，再由各频点与地层深度的关系得知不同地层介质的电磁特性和介质属性。4、对于频点对应深度的理论认知不同选频

6、仪认为天上的电磁场源信号穿过地表向下传播适用导体交变磁场电荷的趋肤深度效应原理，趋肤深度δ=503（ρ为视电阻率，f为电磁场频率）；由于自上而下的大地电磁场穿透不同介质时产生的感应二次场的强度不同，随着不同深度层介质电阻率的变化，同一频点所对应的深度也会随之改变。同时，随着频率由大变小、深度由浅到深、电阻率逐渐变大、测值亦随之增高。VCT成像仪认为在地表测量到的自下而上的电磁波信号符合电磁场的镜像原理，对应于不同波长（频率）的值就是在地下一个波长深度介质层的电磁波能量的镜像值。即每一个频率点都对应

7、着一个固定的波长（深度层），每一个频率点的测值就是其对应深度介质层电磁波的能量值（或幅值）。深度层只与频率有关，不随介质电磁特性差异而变化。5、采集信号的硬件实现方式不同目前所有选频仪的设计思路和硬件实现方式与最早郑州地质学校研发的基本相同，还都是通过带通滤波选频放大测取信号，只不过是分立元件都换成了集成块等现代技术。由于一条滤波通路只能探测一个固定的频率，是几个频点的选频仪就要有几条带通滤波电路硬件来实现，所以选频仪所能探测的频率点数量有限。VCT成像仪在地面采集的是自高频（地面）至低频（地下几

8、千米）的地球电磁响应序列数据，是通过32位高性能计算机芯片来实现的，可以根据探测目的和用途的需要任意选择探测的频点数量，固定探测代表不同深度的频率点，一百米之内分层密度可以细至0.1、0.2米一层，几千米深层探测可以细分至2米、5米一层。6、抗干扰能力不同VCT成像仪与选频仪一样都属于天然场源电磁方法，肯定都会受到电磁场的干扰，任何一种电磁法物探仪都会采取一定措施来消除干扰，但都不可能完全消除掉电磁干扰。连国外的V8、GDP32及EH4的说明书中都强调“测点应选择在远离产生电场源的