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電法勘探方法在水文和工程地質(zhì)中的應(yīng)用

更新時間：2020-09-04　點擊量：1279

　一、引言

　　電法勘探方法可以追溯到１９世紀(jì)初Ｐ．Ｆｏｘ在硫化金屬礦上發(fā)現(xiàn)自然電場現(xiàn)象，至今已有１００多年的歷史。我國電法勘探始于２０世紀(jì)３０年代，由當(dāng)時北平研究院物理研究所的顧功敘先生所開創(chuàng)。經(jīng)過７０余年的發(fā)展，我國的電法勘探無論在基礎(chǔ)理論、方法技術(shù)和應(yīng)用效果等方面都取得了巨大的進(jìn)展，使電法成為應(yīng)用地球物理學(xué)中方法種類多、應(yīng)用面廣、適應(yīng)性強(qiáng)的一門分支學(xué)科。同時，經(jīng)過廣大地球物理工作者不懈努力，在深部構(gòu)造、礦產(chǎn)資源、水文及工程地質(zhì)、考古、環(huán)保、地質(zhì)災(zāi)害等領(lǐng)域，電法已經(jīng)和正在發(fā)揮著重要作用。限于篇幅，本文僅對其中幾種主要方法，如高密度電法、激發(fā)極化法、ＣＳＡＭＴ、瞬變電磁法和地質(zhì)雷達(dá)等作簡要介紹，并就這些方法在水文和工程地質(zhì)中的應(yīng)用進(jìn)行闡述，供廣大水文和工程地質(zhì)、工程物探人員參考。

　　二、高密度電法

　　高密度電法實際上是集中了電剖面法和電測深法，其原理與普通電阻率法相同，所不同的是在觀測中設(shè)置了高密度的觀測點，是一種陣列勘探方法。關(guān)于陣列電法勘探的思想源于２０世紀(jì)７０年代末期，英國人設(shè)計的電測深偏置系統(tǒng)就是高密度電法的模式，２０世紀(jì)８０年代中期日本借助電極轉(zhuǎn)換板實現(xiàn)了野外高密度電法的數(shù)據(jù)采集。我國是從２０世紀(jì)末期開始研究高密度電法及其應(yīng)用技術(shù)，從理論方法和實際應(yīng)用的角度進(jìn)行了探討并完善，現(xiàn)有中國地質(zhì)大學(xué)、原長春地質(zhì)學(xué)院、重慶的有關(guān)儀器廠家研制成了幾種類型的儀器。

　　高密度電法野外測量時將全部電極（幾十至上百根）置于剖面上，利用程控電極轉(zhuǎn)換開關(guān)和微機(jī)工程電測儀便可實現(xiàn)剖面中不同電極距、不同電極排列方式的數(shù)據(jù)快速自動采集。與常規(guī)電阻率法相比，高密度電法具有以下優(yōu)點：

　?。保姌O布置一次性完成，不僅減少了因電極設(shè)置引起的故障和干擾，并且提高了效率；

　?。玻軌蜻x用多種電極排列方式進(jìn)行測量，可以獲得豐富的有關(guān)地電斷面的信息；

　　３．野外數(shù)據(jù)采集實現(xiàn)了自動化或半自動化，提高了數(shù)據(jù)采集速度，避免了手工誤操作。此外，隨著地球物理反演方法的發(fā)展，高密度電法資料的電阻率成像技術(shù)也從一維和二維發(fā)展到三維，提高了地電資料的解釋精度。高密度電法應(yīng)用領(lǐng)域比較廣，尤其在水文和工程地質(zhì)勘查方面，主要有：底青云（２００２）、吳長盛（２００１）、郭鐵柱（２００１）、董浩斌（２００１）等使用高密度電法在水庫大壩的壩體穩(wěn)定性評價、壩基滲漏勘查、堤壩裂縫檢測上見到了好的應(yīng)用效果；嚴(yán)文根（２００２）將高密度電法用在電廠大壩的基巖面起伏及其強(qiáng)度特性評價上；王文州（２００１）、王玉清（２００１）、侯烈忠（１９９７）等將高密度電法用在高速公路高架橋、高層建筑選址、機(jī)場跑道的地基勘探中；郭秀軍（２００１）采用高密度電法探測防空洞、涵洞、溶洞、地下局部不明障礙物等物理性質(zhì)有別于周圍介質(zhì)的地下有形體；楊湘生（２００１）在湘西北巖溶石山區(qū)找水中應(yīng)用高密度電法確定井位方面取得了好的效果；解愛華（２００３）采用高密度電法與瞬態(tài)瑞雷面波法完成了機(jī)場擴(kuò)建工程中的巖土工程勘察問題，查明古河道、墓穴和洞穴的分布及埋深，利用土層的剪切波速劃分場地類別。此外，何門貴（２００２）、劉曉東（２００１）、王士鵬（２０００）在尋找地下水、管線探測、查明采空區(qū)、調(diào)查巖溶及地質(zhì)災(zāi)害等工程物探中使用了高密度電法。

　　三、激發(fā)極化法

　　在電法勘探中，當(dāng)電極排列向大地供入或切斷電流的瞬間，在測量電極之間總能觀測到隨時間緩慢變化的附加電場，稱為激發(fā)極化效應(yīng)。激發(fā)極化法（或激電法）就是以巖、礦石激發(fā)極化效應(yīng)的差異為基礎(chǔ)來解決地質(zhì)問題的一類勘探方法。激電法是２０世紀(jì)５０年代末在我國開始研究和推廣的，早期是以直流（時間域）激電法為主，２０世紀(jì)７０年代初開始研究交流（頻率域）激電法———主要是變頻法，２０世紀(jì)８０年代初又開始對頻譜激電法進(jìn)行研究，也就是研究復(fù)視電阻率隨頻率的變化———即復(fù)視電阻率的頻譜。由于該方法測量的是二次場，具有不受地形起伏和圍巖電性不均勻的影響、可測量的參數(shù)多等優(yōu)點。在實際地質(zhì)應(yīng)用方面，初期的激電法主要用于勘查硫化金屬礦床，后來發(fā)展到諸多領(lǐng)域，如氧化礦床、非金屬礦床、工程地質(zhì)問題等。近年來，激電法找水效果十分顯著，被譽為“找水新法”。早在上世紀(jì)６０年代，國外學(xué)者ＶｉｃｔｏｒＶａｃｑｕｉｅｒ（１９５７）等提出了用激電二次場衰減速度找水的思想。在該思想的啟迪下，我國也開展了有關(guān)研究，并將激電場的衰減速度具體化為半衰時、衰減度、激化比等特征參數(shù)，這些參數(shù)不僅能較準(zhǔn)確地找到各種類型的地下水資源，而且可以在同一水文地質(zhì)單元內(nèi)預(yù)測涌水量大小，把激電參數(shù)與地層的含水性聯(lián)系起來。目前，我國已有北京地質(zhì)儀器廠、重慶地質(zhì)儀器廠和山西平堯地質(zhì)儀器廠生產(chǎn)出適合尋找地下水的儀器。

　　在找水方面的具體應(yīng)用有：楊進(jìn)（１９９７）用回歸系數(shù)的顯著性檢驗及回歸預(yù)測方法預(yù)報了地下涌水量；姜義生（２０００）使用雙頻激電法不僅解決了居民飲用的地下水源，而且解決了干擾地下施工的漏水帶；龍凡（２００２）使用激電法中視激化率和半衰時參數(shù)在砂頁巖地區(qū)、灰?guī)r地區(qū)、花崗巖地區(qū)和玄武巖地區(qū)找到了地下水資源，并且用回歸直線法預(yù)測了單井涌水量；王聿軍（２００１）使用激電法在貧水山區(qū)進(jìn)行找水；王俊業(yè)（２０００）用激電參數(shù)和電阻率參數(shù)對地層的富水性進(jìn)行評價，取得了好的結(jié)果；李金銘（１９９３）、金學(xué)名（１９９３）使用激電法的偏離度參數(shù)尋找地下水資源；李茂塔（２００１）、李金銘（１９９０、１９９４）對激電法找水的基礎(chǔ)理論進(jìn)行了研究；周立功（２００１）使用激電法在重力土壩穩(wěn)定性檢測中查明大下沉段堤下介質(zhì)賦水情況。

　　值得一提的是，利用激電法找水或確定地層的含水性，好與高密度電阻率法相結(jié)合，這樣可以降低地球物理解釋的多解性，提高找水的成功率。高密度電阻率法在確定高阻或低阻地質(zhì)體具有*性，但低阻地質(zhì)體并不代表富含地下水，可能是由于泥巖引起地層的電阻率下降。這時，可以通過使用激電法來區(qū)分含水地層和泥巖，因為激電二次場與巖石的孔隙有關(guān)，在純粹泥巖中極化率比較小，在含水砂礫巖中極化率比較大，此外二次場的衰減速度也與孔隙的大小、形狀和寬窄有關(guān)，這就是激電法找水的機(jī)理所在。

　　四、可控源音頻大地電磁法（ＣＳＡＭＴ）

　　可控源音頻大地電磁法是在大地電磁法（ＭＴ）和音頻大地電磁法（ＡＭＴ）基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種可控源頻率測深方法。ＣＳＡＭＴ是１９７５年由ＭｙｒｏｎＧｏｌｄｓｔｅｉｎ提出，它基于電磁波傳播理論和麥克斯韋方程組建立了視電阻率和電場與磁場比值之間的關(guān)系，并且根據(jù)電磁波的趨膚效應(yīng)理論得出電磁波的傳播深度（或探測深度）與頻率之間的關(guān)系，這樣可以通過改變發(fā)射頻率來改變探測深度，達(dá)到頻率測深的目的。目前，已商業(yè)化的ＣＳＡＭＴ儀器是由加拿大鳳凰公司與美國宗基公司研制的。ＣＳＡＭＴ采用可控制人工場源，測量由電偶極源傳送到地下的電磁場分量，兩個電極電源的距離為１～２ｋｍ，測量是在距離場源５～１０ｋｍ以外的范圍進(jìn)行，此時場源可以近似為一個平面波。由于該方法的探測深度較大（通常可達(dá)２ｋｍ），并且兼有剖面和測深雙重性質(zhì)，因此具有諸多優(yōu)點：第1，使用可控制的人工場源，測量參數(shù)為電場與磁場之比———卡尼亞電阻率，增強(qiáng)了抗干擾能力，并減少地形的影響。第二，利用改變頻率而非改變幾何尺寸進(jìn)行不同深度的電測深，提高了工作效率，一次發(fā)射可同時完成７個點的電磁測深。第三，探測深度范圍大，一般可達(dá)１～２ｋｍ。第四，橫向分辨率高，可以靈敏地發(fā)現(xiàn)斷層。第五，高阻屏蔽作用小，可以穿透高阻層。與ＭＴ和ＡＭＴ法相同，ＣＳＡＭＴ法也受靜態(tài)效應(yīng)和近場效應(yīng)的影響，可以通過多種靜態(tài)校正方法來消除“靜態(tài)效應(yīng)” 的影響。ＣＳＡＭＴ法一出現(xiàn)就展示了比較好的應(yīng)用前景，尤其是作為普通電阻率法和激發(fā)極化法的補充，可以解決深層的地質(zhì)問題，如在尋找隱伏金屬礦、油氣構(gòu)造勘查、推覆體或火山巖下找煤、地?zé)峥辈楹退墓こ痰刭|(zhì)勘查等方面，均取得了良好的地質(zhì)效果。在地下水資源方面，ＣＳＡＭＴ法適合尋找深部的基巖裂隙水：石昆法（１９９９）使用ＣＳＡＭＴ法在灰?guī)r中尋找斷層，并打出了地下水；郭建華（１９９５）用ＣＳＡＭＴ法在干旱地區(qū)尋找地下水資源及探測隱伏構(gòu)造；蔣達(dá)龍（１９９４）用ＣＳＡＭＴ法發(fā)現(xiàn)地下熱水資源；底青云（２００１）結(jié)合ＣＳＡＭＴ法和高密度電法探測深層和淺層的地下水資源；底青云（２００２）使用ＣＳＡＭＴ法查找礦山頂板涌水隱患；嚴(yán)盛新（２００３）用ＣＳＡＭＴ法在沙漠腹地尋找地下水資源；吳璐蘋（１９９６）用ＣＳＡＭＴ法在山區(qū)、半山區(qū)等地質(zhì)條件復(fù)雜地區(qū)進(jìn)行找水。此外，ＣＳＡＭＴ法在工程勘探中的壩體滲漏調(diào)查、國家南水北調(diào)工程西線的地質(zhì)勘查、小浪底水利工程等項目，都可以發(fā)揮良好的作用，如劉錄剛（２００４）用ＣＳＡＭＴ法在雁門關(guān)隧道中進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報。

　　五、瞬變電磁法（ＴＥＭ）

　　瞬變電磁法是利用不接地或接地線源向地下發(fā)送一次場，在一次場的間歇期間，測量由地質(zhì)體產(chǎn)生的感應(yīng)電磁場隨時間的變化。根據(jù)二次場的衰減曲線特征，就可以判斷地下不同深度地質(zhì)體的電性特征及規(guī)模大小等。由于該方法是觀測純二次場，消除了由一次場所產(chǎn)生的裝置偶合噪音，具有體積效應(yīng)小、橫向分辨率高、探測深度深、對低阻反映靈敏、與探測地質(zhì)體有偶合、受旁側(cè)地質(zhì)體影響小等優(yōu)點。瞬變電磁法是由前蘇聯(lián)學(xué)者在２０世紀(jì)３０年代提出用于解決地質(zhì)構(gòu)造問題，２０世紀(jì)５０年代用于找礦，２０世紀(jì)６０年代以后從方法原理到一、二維反演都得到了廣泛應(yīng)用和發(fā)展。在我國，該方法研究始于２０世紀(jì)７０年代，２０世紀(jì)９０年代后逐步向工程檢測、環(huán)境、災(zāi)害等應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展。從２０世紀(jì)８０年代開始，原長春地質(zhì)學(xué)院、原地礦部物化探研究所、中南大學(xué)等研究機(jī)構(gòu)分別在方法理論、儀器及野外試驗、一維及二維正反演方法等方面做了大量工作，并且自行研制了幾種功率小、探測深度淺的瞬變電磁法儀器，在生產(chǎn)實際中見到了好的應(yīng)用效果。然而，大功率、探測深的瞬變電磁法儀器國內(nèi)尚在研制中，目前主要依賴進(jìn)口。瞬變電磁法除了廣泛應(yīng)用于金屬礦產(chǎn)、石油、煤田、地?zé)嵋约皟鐾翈Ш秃Ｑ蟮刭|(zhì)等地質(zhì)勘查工作之外，在水文和工程地質(zhì)勘查中也取得了非常好的應(yīng)用效果，如楊文欽（２００２）、張保祥（２００２）、郁萬彩（２００１）、蔣文（２００４）等使用瞬變電磁法查明斷層及頂板砂巖的導(dǎo)水性及富水性、勘查地下水資源及界定地下水位、評價斷層空間位置及含水性和尋找地下含水構(gòu)造；劉繼東（１９９９）、李貅（２０００）、袁江華（２００２）、閻述（１９９９）等使用瞬變電磁法探測煤柱及圈定老窯采空區(qū)、勘察煤田礦井涌水通道、探測小浪底水庫庫區(qū)煤礦采空區(qū)和探測地下洞體的存在；劉羽（１９９５）用瞬變電磁法評價塌陷成因及危害性、評價防滲帷幕穩(wěn)定性、探測高層建筑地基和評價大橋橋址穩(wěn)定性；郭玉松（１９９８）使用瞬變電磁法探測堤防工程隱患、勘查水庫壩址；薛國強(qiáng)（２００３）使用瞬變電磁法探測公路隧道工程中的不良地質(zhì)構(gòu)造；李文堯（２０００）用瞬變電磁法在抗洪搶險中尋找漏水?dāng)嗔鸦蛉芏?；敬榮中（２００３）使用瞬變電磁法結(jié)合四極測深探測地下管網(wǎng)分布。

　　六、地質(zhì)雷達(dá)（ＧＰＲ）

　　地質(zhì)雷達(dá)與探空雷達(dá)技術(shù)相似，是利用寬帶高頻時域電磁脈沖波的反射探測目標(biāo)體，只是頻率相對較低，用于解決地質(zhì)問題，又稱“探地雷達(dá)”。將雷達(dá)技術(shù)用于探地，早在１９１０年就已經(jīng)提出，在隨后的６０年中該方法多限于對波吸收很弱的鹽、冰等介質(zhì)中。直到２０世紀(jì)７０年代以后，地質(zhì)雷達(dá)才得到迅速推廣應(yīng)用。我國地質(zhì)雷達(dá)儀器的研制始于２０世紀(jì)７０年代初期，由多家高校和研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行儀器研制和野外試驗工作。但是由于種種原因，研究成果至今未能用于實際。目前，國內(nèi)使用的地質(zhì)雷達(dá)儀器都是引進(jìn)的，能夠提供商用地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)的有美國、加拿大、瑞典、俄羅斯等國家。

　　地質(zhì)雷達(dá)是由地面的發(fā)射天線將電磁波送入地下，經(jīng)地下目標(biāo)體反射被地面接收天線所接收，通過分析接收到電磁波的時頻、振幅特性，可以評價地質(zhì)體的展布形態(tài)和性質(zhì)。由于雷達(dá)穿透深度與發(fā)射的電磁波頻率有關(guān)，使其穿透深度有限，但分辨率很高，可達(dá)０．０５米以下。早期，地質(zhì)雷達(dá)只能探測幾米內(nèi)的目標(biāo)體，應(yīng)用范圍比較狹窄。此外，地質(zhì)雷達(dá)與地震反射法原理相似，一些地震資料處理解釋方法可以借用。目前，地質(zhì)雷達(dá)探測深度可達(dá)１００米，使之成為水文和工程地質(zhì)勘察中有效的地球物理方法。地質(zhì)雷達(dá)因具有分辨率高，成果解釋可靠的特點，在淺層地質(zhì)勘探中，有著非常廣泛的應(yīng)用。如探測覆蓋層厚度、基巖面起伏，查找潛伏斷層、破碎帶、古溶洞、管道溝、涵洞以及地下掩埋體，進(jìn)行環(huán)境地質(zhì)、考古調(diào)查等。在水文和工程地質(zhì)中，地質(zhì)雷達(dá)應(yīng)用也是非常廣泛，主要有：楊天春（２００１）、錢榮毅（２００３）、鄧居智（１９９９）使用地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行公路、高速公路、機(jī)場道路等質(zhì)量的無損檢測；趙永貴（２００３）、薛建（２０００）、史付生（２００３）使用地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行隧道地質(zhì)超前預(yù)報、檢測隧道襯砌質(zhì)量；王俊茹（２００３）、李永革（２００１）、姬繼法（２００２）使用地質(zhì)雷達(dá)探測建筑物地下邊坡孤石、機(jī)場地下古墓等不良地質(zhì)體分布，消除其對鄰近或上部構(gòu)筑物構(gòu)成的潛在威脅；姜衛(wèi)方（２０００）、李大心（２０００）、朱紅軍（２００２）使用地質(zhì)雷達(dá)調(diào)查滑坡體及滑坡面、評估崩塌、滑坡及地面沉降等地質(zhì)災(zāi)害；高建東（１９９９）、曾校豐（２０００）、王百榮（２００１）、使用地質(zhì)雷達(dá)探測水庫地下防滲墻、探測水庫壩體結(jié)構(gòu)層及結(jié)構(gòu)層材料老化變質(zhì)、檢測灌漿質(zhì)量及混凝土厚度、調(diào)查覆蓋層厚度及襯砌混凝土質(zhì)量；楊向東（２００１）使用地質(zhì)雷達(dá)探測地下管道；李張明（２０００）使用地質(zhì)雷達(dá)在三峽工程施工中探明花崗巖不均勻風(fēng)化分布范圍、圈定較大斷層及風(fēng)化夾層的延伸范圍和產(chǎn)狀、檢測高速公路質(zhì)量；王孝起（２００１）使用地質(zhì)雷達(dá)調(diào)查南水北調(diào)中線天津干渠基巖巖性及基巖面高程；張興磊（２００１）使用地質(zhì)雷達(dá)查明了煤柱破壞情況和采空區(qū)分布范圍，指導(dǎo)注漿施工；張欣海（１９９９）使用地質(zhì)雷達(dá)查明了海上圍堤的斷面特征以及著底情況；陳愛云（２００３）使用地質(zhì)雷達(dá)在石質(zhì)文物保護(hù)工程中查明巖體中含水裂隙和溶洞的分布規(guī)律及對文物的影響。

　　七、結(jié)論

　　通過對幾種主要電法勘探方法的發(fā)展、原理及實際應(yīng)用進(jìn)行綜述，可以看出，電法勘探方法在水文和工程地質(zhì)勘探領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，歸結(jié)起來有以下幾方面：

　?。保呙芏入姺ㄓ捎谄涓咝?、深探測地電剖面成像，成為水文和工程地質(zhì)勘察中有效的方法?？紤]到該方法的分辨率不高，在具體的應(yīng)用中可以結(jié)合其他電法勘探、電測井等方法，達(dá)到精細(xì)地質(zhì)解釋的目的。

　?。玻刭|(zhì)雷達(dá)主要用于各類工程地質(zhì)勘探，是工程地質(zhì)勘探的電法勘探方法。同時，該方法可以借用地震勘探中已有的資料處理和解釋技術(shù)，使其迅速發(fā)展，可以在更多的領(lǐng)域發(fā)揮作用。

　　３．在水文地質(zhì)勘探中，激發(fā)極化法和可控源音頻大地電磁法是的電法勘探方法，如果將激發(fā)極化法和高密度電法結(jié)合起來尋找地下水資源，效果將會更好。

　　４．瞬變電磁法在水文地質(zhì)和工程地質(zhì)勘探中都有著廣泛的應(yīng)用，尤其是大功率瞬變電磁儀不僅可以在深部地質(zhì)勘探中發(fā)揮作用，還具有較高的分辨能力。如果將該方法與高密度電法結(jié)合使用，有望解決深部精細(xì)地質(zhì)勘察問題。

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TD-016C型地源熱泵能耗監(jiān)控測溫系統(tǒng)

產(chǎn)品關(guān)鍵詞：地源熱泵測溫，地埋管測溫，淺層地溫在線監(jiān)測系統(tǒng)，分布式地溫監(jiān)測系統(tǒng)

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RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監(jiān)測系統(tǒng)【產(chǎn)品介紹】

地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)利用土壤作為埋地管換熱器的熱源或熱匯,對建筑物進(jìn)行供熱和供冷.在埋地管換熱器設(shè)計中,土壤的導(dǎo)熱系數(shù)是很重要的參數(shù).而對地溫進(jìn)行長期可靠的監(jiān)測顯得特別重要。在現(xiàn)場實測土壤導(dǎo)熱系數(shù)時測試時間要足夠長,測試時工況穩(wěn)定后的流體進(jìn)出口及不同深度的溫度會影響測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此地埋測溫電纜的設(shè)計顯得尤其重點。較傳統(tǒng)的測溫電纜設(shè)計方法，單總線測溫電纜因為接線方便、精度高且不受環(huán)境影響、性價比高等優(yōu)點，目前已廣泛應(yīng)用于地埋管及地源熱泵系統(tǒng)進(jìn)行地溫監(jiān)測，因可靠性和穩(wěn)定性在諸多工程中已得到了驗證并取得了較好的口啤。

采集服務(wù)器通過總線將現(xiàn)場與溫度采集模塊相連，溫度采集模塊通過單總線將各溫度傳感器采集到的數(shù)據(jù)發(fā)到總線上。每個采集模塊可以連接內(nèi)置1-60個溫度傳感器的測溫電纜相連。本方案可以對大型試驗場進(jìn)行溫度實時監(jiān)測，支持180口井或測溫電纜及1500點以上的觀測井溫度在線監(jiān)測。

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1. 地埋管回填材料與地源熱泵地下溫度場的測試分析

2. U型垂直埋管換熱器管群間熱干擾的研究

3. U型管地源熱泵系統(tǒng)性能及地下溫度場的研究

4. 地源熱泵地埋管的傳熱性能實驗研究

5. 地源熱泵地埋管換熱器傳熱研究

6. 埋地?fù)Q熱器含水層內(nèi)傳熱的數(shù)值模擬與實驗研究，埋地?fù)Q熱器含水層內(nèi)傳熱的數(shù)值模擬與實驗研究。

豎直地埋管地源熱泵溫度測量系統(tǒng)，主要是一套*基于現(xiàn)場總線和數(shù)字傳感器技術(shù)的在線監(jiān)測及分析系統(tǒng)。它能有對地源熱泵換熱井進(jìn)行實時溫度監(jiān)測并保存數(shù)據(jù)，為優(yōu)化地源熱泵設(shè)計、探討地源熱泵的可持續(xù)運行具有參考價值。

二、RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監(jiān)測系統(tǒng)本系統(tǒng)的重要特點：

１．結(jié)構(gòu)簡單，一根總線可以掛接1-60根傳感器，總線采用三線制，所有的傳感器就燈泡一樣，可以直接掛在總線上．

２．總線距離長．采用強(qiáng)驅(qū)動模塊，普通線，可以輕松測量500米深井.

３．的深井土壤檢測傳感器，防護(hù)等級達(dá)到ＩＰ６８，可耐壓力高達(dá)5Mpa.

４．定制的防水抗拉電纜，增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠特點總結(jié)：高性價格比，根據(jù)不同的需求，比你想象的*．

針對U型管口徑小的問題，本系統(tǒng)是傳統(tǒng)鉑電阻測溫系統(tǒng)理想的替代品. 可應(yīng)用于：

１.地埋管回填材料與地源熱泵地下溫度場的測試分析

2.U型垂直埋管換熱器管群間熱干擾的研究

3. U型管地源熱泵系統(tǒng)性能及地下溫度場的研究

4. 地源熱泵地埋管的傳熱性能實驗研究

5. 地源熱泵地埋管換熱器傳熱研究

6. 埋地?fù)Q熱器含水層內(nèi)傳熱的數(shù)值模擬與實驗研究。

本系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)：支持傳感器：18B20高精度深井水溫數(shù)字傳感器，測井深：1000米，傳感器耐壓能力：5Mpa ,配置設(shè)備：遠(yuǎn)距離溫度采集模塊＋測井電纜＋傳感器，

RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)功能：

1、溫度在線監(jiān)測

2、報警功能

3、數(shù)據(jù)存儲

4、定時保存設(shè)置

5、歷史數(shù)據(jù)報表打印

6、歷史曲線查詢等功能。

【技術(shù)參數(shù)】

1、溫度測量范圍：-10℃ ～ +100℃

2、溫度精度：正負(fù)0.5℃ (-10℃ ～ +80℃)

3、分辨率： 0.1℃

4、采樣點數(shù)：小于128

5、巡檢周期：小于3s（可設(shè)置）

6、傳輸技術(shù)： RS485、RF(射頻技術(shù))、GPRS

7、測點線長：小于350米

8、供電方式： AC220V /內(nèi)置鋰電池可供電1-3年

9、工作溫度： -30℃ ～ +80℃

10、工作濕度：小于90%RH

11、電纜防護(hù)等級：IP66

使用注意事項：

防水感溫電纜經(jīng)測試與檢測，具備一定的防水和耐水壓能力，使用時，請按以下方法操作與使用：
1．使用時，建議將感溫電纜置于U形管內(nèi)以方便后期維護(hù)。
若置與U形管外，請小心操作，做好電纜防護(hù)，防止在安裝過程中電纜被劃傷，以保持電纜的耐水壓能力和使用壽命。
2. 電纜中不銹鋼體為傳感器所在位置，因溫度為緩慢變化量，正常使用時，請等待測物熱平衡后再進(jìn)行測量。
3. 電纜采用三線制總線方式，紅色為電源正，建議電源為3-5V DC，黑色為電源負(fù)，蘭色為信號線。請嚴(yán)格按照此說明接線操作。
4. 系統(tǒng)理論上支持180個節(jié)點，實際使用應(yīng)該限制在150個節(jié)點以內(nèi)。
5.系統(tǒng)具備一定的糾錯能力，但總線不能短路。
6. 系統(tǒng)供電，當(dāng)總線距離在200米以內(nèi)，則可以采用DC9V給現(xiàn)場模塊供電，當(dāng)距離在500米之內(nèi)，可以采用DC12V給系統(tǒng)供電。

【北京鴻鷗成運儀器設(shè)備有限公司提供定制各個領(lǐng)域用的測溫線纜產(chǎn)品介紹】

由北京鴻鷗成運儀器設(shè)備有限公司推出的地源熱泵溫度場測控系統(tǒng)，硬件采取*ARM技術(shù)；上位機(jī)軟件使用編程語言技術(shù)設(shè)計，富有人性、直觀明了；測溫傳感器直接封裝在電纜內(nèi)部，根據(jù)客戶距離進(jìn)行封裝。目前該系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于地源熱泵地埋管、地源熱泵溫度場檢測、地源熱泵地埋換熱井、地源熱泵豎井及地源熱泵溫度場系統(tǒng)進(jìn)行地溫監(jiān)測，本系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性在諸多工程中已得到了驗證并取得了較好的口啤。

地源熱泵診斷中土壤溫度的監(jiān)測方法：
　　為了實現(xiàn)地源熱泵系統(tǒng)的診斷，必須首先制定保證系統(tǒng)正常運行的合理的標(biāo)準(zhǔn)。在系統(tǒng)的設(shè)計階段，地下土壤溫度的初始值是一個重要的依據(jù)參數(shù)，它也是在系統(tǒng)運行過程中可能產(chǎn)生變化的參數(shù)。如果在一個或幾個空調(diào)采暖周期（一般一個空調(diào)采暖周期為1年）后，系統(tǒng)的取熱和放熱嚴(yán)重不平衡，則這個初始溫度會有較大的變化，將會大大降低系統(tǒng)的運行效率。所以設(shè)計選用土壤溫度變化曲線作為診斷系統(tǒng)是否正常的標(biāo)準(zhǔn)。
　　首先對地源熱泵系統(tǒng)所控制的建筑物進(jìn)行全年動態(tài)能耗分析，即輸入建筑物的條件，包括建筑的地理位置、朝向、外形尺寸、圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料和房間功能等條件，計算出該區(qū)域全年供暖、制冷的負(fù)荷，我們根據(jù)該負(fù)荷，選擇合適的系統(tǒng)配置，即地埋管數(shù)量以及必要的輔助冷熱源，并動態(tài)模擬計算地源熱泵植筋加固系統(tǒng)運行過程中土壤溫度的變化情況，得到初始土壤溫度標(biāo)準(zhǔn)曲線。采用滿足土壤溫度基本平衡要求的運行方案運行，同時系統(tǒng)實時監(jiān)測土壤溫度變化情況，即依靠埋置在地下的測溫傳感器監(jiān)測土壤的溫度，并且將測得的溫度傳遞給地源熱泵系統(tǒng)。

淺層地溫能監(jiān)測系統(tǒng)概況：

地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)利用土壤作為埋地管換熱器的熱源或熱匯，對建筑物進(jìn)行供熱和供冷，在埋地管換熱器設(shè)計中，土壤的導(dǎo)熱系數(shù)是很重要的參數(shù)，而對地溫進(jìn)行長期可靠的監(jiān)測顯得特別重要。在現(xiàn)場實測土壤導(dǎo)熱系數(shù)時測試時間要足夠長，測試時工況穩(wěn)定后的流體進(jìn)出口及不同深度的溫度會影響測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此地源熱泵地埋測溫電纜的設(shè)計顯得尤其重點。較傳統(tǒng)的地源熱泵測溫電纜設(shè)計方法，北京鴻鷗成運儀器設(shè)備有限公司研發(fā)的數(shù)字總線式測溫電纜因為接線方便、精度高且不受環(huán)境影響、性價比高等優(yōu)點，目前已廣泛應(yīng)用于地埋管及地源熱泵系統(tǒng)進(jìn)行地溫監(jiān)測，因可靠性和穩(wěn)定性在諸多工程中已得到了驗證并取得了較好的口啤。

為方便研究土壤、水質(zhì)等環(huán)境對空調(diào)換熱井能效等方面的可靠研究或溫度測量，目前地源熱泵地埋管測溫電纜對于地埋換熱井，有口徑小，深度較深等特點的測溫方式,如果測量地下120米的地源熱泵井，要放12路線PT100傳感器。12根測溫線纜若平均放置，即10米放一個探頭，則所需線材要1500米，在井上需配置一個至少12通道的巡檢儀，若需接入電腦進(jìn)行溫度實時記錄，該巡檢儀要有RS232或RS485功能,根據(jù)以上成本估計，這口井進(jìn)行地?zé)釡y溫至少成本在8000元，雖然選擇高精度的PT100可提高系統(tǒng)的測溫精度，但對模擬量數(shù)據(jù)采集，提供精度的有效辦法是提供儀器的AD轉(zhuǎn)換器的位數(shù)，即提供巡檢儀的測量精度，若能夠在長距離測溫的條件下進(jìn)行多點測溫，能夠做到0.5度的精度，則是非常不容易。針對這一需求，北京鴻鷗成運儀器設(shè)備有限公司推出“數(shù)字總線式地源熱泵地埋管測溫電纜”及相應(yīng)系統(tǒng)。礦井深部地溫監(jiān)測，地源熱泵溫度監(jiān)測研究，地源熱泵溫度測量系統(tǒng)，淺層地?zé)釡y溫系統(tǒng)。

地源熱泵數(shù)字總線測溫線纜與傳統(tǒng)測溫電纜對比分析：
傳統(tǒng)的溫度檢測以熱敏電阻、PT100或PT1000作為溫度敏感元件，因其是模擬量，要對溫度進(jìn)行采集，若需較高精度，需要選擇12位或以上的AD轉(zhuǎn)換及信號處理電路，近距離時，其精度及可靠性受環(huán)境影響不大，但當(dāng)大于30米距離傳輸時，宜采用三線制測方式，并需定期對溫度進(jìn)行校正。當(dāng)進(jìn)行多點采集時，需每個測溫點放置一根電纜，因電阻作為模擬量及相互之間的干擾，其溫度測量的準(zhǔn)確度、系統(tǒng)的精度差，會受環(huán)境及時間的影響較大。模塊量傳感器在工作過程中都是以模擬信號的形式存在，而檢測的環(huán)境往往存在電場、磁場等不確定因素，這些因素會對電信號產(chǎn)生較大的干擾，從而影響傳感器實際的測量精度和系統(tǒng)的穩(wěn)定性，每年需要進(jìn)行校準(zhǔn)，因而它們的使用有很大的局限性。

北京鴻鷗成運儀器設(shè)備有限公司研發(fā)的總線式數(shù)字溫度傳感器，具有防水、防腐蝕、抗拉、耐磨的特性，總線式數(shù)字溫度傳感器采用測溫芯片作為感應(yīng)元件，感應(yīng)元件位于傳感器頭部，傳感器的精度和穩(wěn)定性決定于美國進(jìn)口測溫芯片的特性及精度級別，無需校正，因數(shù)據(jù)傳輸采用總線方式，總線電纜或傳感器外徑可做得很小，直徑不大于12mm,且線路長短不會對傳感器精度造成任何影響。這是傳統(tǒng)熱電阻測溫系統(tǒng)*的優(yōu)勢。所以數(shù)字總線式測溫電纜是地源熱泵地埋管管測溫、地溫能深井和地層溫度監(jiān)測理想的設(shè)備。數(shù)字總線式數(shù)據(jù)傳感器本身自帶12位高精度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器和現(xiàn)場總線管理器，直接將溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成適合遠(yuǎn)距離傳輸?shù)臄?shù)字信號，而每個傳感器本身都有唯的識別ID，所以很多傳感器可以直接掛接在總線上，從而實現(xiàn)一根電纜檢測很多溫度點的功能。

地源熱泵大數(shù)據(jù)監(jiān)控平臺建設(shè)

一、系統(tǒng)介紹

1、建設(shè)自動監(jiān)測監(jiān)測平臺，可監(jiān)測大樓內(nèi)室內(nèi)溫度；熱泵機(jī)組空調(diào)側(cè)和地源側(cè)溫度、

壓力、流量；系統(tǒng)空調(diào)側(cè)和地源側(cè)溫度、壓力、流量；熱泵機(jī)組和水泵的電壓、電流、功率、

電量等參數(shù)；地溫場的變化等，實現(xiàn)熱泵機(jī)組運行情況 24 小時實時監(jiān)測，異常情況預(yù)

警，做到真正的無人值守?？蓪岜孟到y(tǒng)的長期運行穩(wěn)定性、系統(tǒng)對地溫場的影響以及能效

比等進(jìn)行綜合的科學(xué)評價，為進(jìn)一步示范推廣與系統(tǒng)優(yōu)化的工作提供數(shù)據(jù)指導(dǎo)依據(jù)。

具體測量要求如下：

1）各熱泵機(jī)組實時運行情況；

2）室內(nèi)溫度監(jiān)測數(shù)據(jù)及變化曲線；

3）室外環(huán)境溫度數(shù)據(jù)及變化曲線；

4）機(jī)房內(nèi)空調(diào)側(cè)出回水溫度、壓力、流量等監(jiān)測數(shù)據(jù)及變化曲線；

5）機(jī)房內(nèi)地埋管側(cè)出回水溫度、壓力、流量等監(jiān)測數(shù)據(jù)及變化曲線；

6）機(jī)房內(nèi)用電設(shè)備的電流、電壓、功率、電能等監(jiān)測數(shù)據(jù)及變化曲線；

7）地溫場內(nèi)不同深度的地溫監(jiān)測數(shù)據(jù)及變化曲線；

8）能耗綜合分析、系統(tǒng) COP 分析以及系統(tǒng)節(jié)能量的評價分析。

2、自動監(jiān)測平臺建成以后可以對已經(jīng)安裝自動監(jiān)測設(shè)備的地?zé)峋畬嵤┳詣颖O(jiān)測的數(shù)據(jù)分

析展示，可實現(xiàn)地?zé)峋突毓嗑乃?、水溫、流量實施傳輸分析，并可實現(xiàn)數(shù)據(jù)異常情況預(yù)

警，做到實時監(jiān)管，有地?zé)峋\行的穩(wěn)定性。

1）開采水量及回水水量的流量監(jiān)測及變化曲線；

2）開采水溫及回水水溫的溫度監(jiān)測及變化曲線；

3）開采井井內(nèi)水位監(jiān)測及變化曲線；

電法勘探方法在水文和工程地質(zhì)中的應(yīng)用

推薦產(chǎn)品如下：