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激发极化法简称激电法,是以地壳中不同岩、矿石激电效应的差异为基础,通过观测与研究人工建立的直流(时间域)或交流(频率域)激电场的分布规律来进行找矿和解决地质问题的一种勘探方法。实践已经证明,激电法是勘查各类金属矿产的主要方法,特别是对电阻率与围岩相差不大的浸染型金属矿床而言,与电阻率法和电磁法相比更为有效。此外,激电法在寻找天然气、地下水和探测石油领域也能发挥作用,并取得了比较令人满意的结果。本次论文主要针对时间域谱激电法的理论和特点,在查阅了已有的激电仪器设备的基础上,分析相关仪器的优势与不足,开发出一套分布式激电仪。可以进行岩、矿石或标本激电效应二次场的观测,还可以实现对视极化率与视电阻率的测量。该激电仪包含了发送机和接收机以及无线转USB接收卡三个独立的部分。其中,发射机和接收机的控制核心均采用了工业上较为常用的C8051F020单片机,配有大屏幕液晶显示和键盘操作,方便了人机交互和对数据的观测。采用GPS和无线两种同步方式进行系统的同步采集。采用GPS时间同步技术,其同步精度能达到0.2us;考虑到野外复杂的环境下GPS有可能接收信号缓慢的情况,设计了无线的同步方式作为替补。接收机采用无线的传输方式,将采集数据发送给PC机,极大地方便了野外勘探,提高了电法数据的现场处理能力,提升了工作效率。激电法发送机为电法勘探提供人工场源,是激电法仪器中的重要部分,发送机输出信号的质量会直接影响到接收机采集到信号的结果。整套发送机主要由单片机控制模块和供电模块两部分组成,发电机输入的220V交流电,通过整流模块变压与整流,输出最高900V电压,通过IGBT模块转换成双极性脉冲信号,实现发射机的大功率发射,扩展了系统探测范围。在接收机端,对各采集点的电压进行采集,从而进行视极化率和视电阻率的测量,采用可选的GPS以及无线方式进行同步采集,并采用24位的AD转换芯片,实现了数据的高精度采集,并将采集结果显示在液晶界面上,利用无线网络将数据传输给PC机,接收机还可以观测自然电位,在采集时能对自然电位实现补偿。系统采用ZF02无线数传模块组建无线网络,其接口方便,非常适合本次设计的开发。在PC机端设计了无线转USB接收卡,实现了接收机与PC机之间的无线数据传输。最后,对单元模块以及整机进行测试,得到了较满意的实验效果,为以后的实际勘查应用和进一步的功能开发打下了基础。