【摘 要】
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岩石及混合材料的介电常数、电导率等电学特性在材料科学、医学检测、地质遥感等众多应用领域都具有重要作用。但受到理论方法、研究手段等因素限制,对岩石电特性的计算和测
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岩石及混合材料的介电常数、电导率等电学特性在材料科学、医学检测、地质遥感等众多应用领域都具有重要作用。但受到理论方法、研究手段等因素限制,对岩石电特性的计算和测量问题至今没有形成一套完整的理论体系和有效的研究方法。如今,在计算机强大的计算功能和控制功能帮助下,可以应用自动化控制及数字化分析平台来完成各种混合材料电特性的计算和结果分析工作,建立一套完整的岩石及混合材料电特性自动化测量系统,提高岩石样本电特性物理测量分析工作的效率及准确性。本文设计并实现了一套基于平行板电容及阻抗测量原理的岩石电特性自动化测量系统。针对阻抗分析仪器HP4195A及平行板电容夹具的测量原理及控制特点,提出了一种宽带电特性自动化测量方法及实现方案,该方法主要采用LabVIEW自动控制平台,实现控制、测量、数据传输获取、算法嵌入、结果运算分析及测试报告生成等内容。系统各部分功能进行实现后,对几种不同的人工混合材料及岩石样本进行了测量,自动化测量结果和人工手动测量结果曲线基本吻合,同时也对出现误差的原因给出分析与解释。论文最后针对页岩样本电特性数据中出现的介电频散现象进行了分析与验证。该自动化测量系统解决了现有的低频高稳定度传统电学仪器较难实现自动测量岩石电参数的问题。从实验结果看,整个自动化测量工作周期短、效率高、测量结果稳定、准确性高,受人工操作及外界的影响小,为岩石及混合材料电特性的实验测量工作带来了便利,可进一步用于建立岩石物理样本数据库,并可为工程及科研领域提供专业测量数据服务,具有较大的应用前景及经济效益。
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