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1、问答题  论述海底MCSEM接收机的原理及设计需求。

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本题答案：海底MCSEM接收机采集完数据后通过声学释放单元回收，
本题解析：试题答案海底MCSEM接收机采集完数据后通过声学释放单元回收，接收机采集正交的电场和磁场分量。海底电磁接收系统一般有4-6个道，接收电磁场4～6个分量，目前用得较多的为四分量采集站（Ex、Ey、Hx、Hy，）。采集站由电场传感器（Ag-Agcl不极化电极）和磁场传感器（感应式磁场传感器）、数据记录系统、定位系统、声控系统、浮球及水泥重块等构成。接收机信号来源:91exam .org调理部分采用斩波放大器消除1/f噪声，进行多次信号放大和高通滤波，来实现频带均衡和压制低频大地电磁信号及电极极差。每个采集站由船上自由下沉到海底。通过声波超短基线通讯装置可以精确确定接收器位置。采集结束后通过船上发送声波控制信号，带有采集系统的浮球与水泥重块分离浮出海面，实现采集资料的回收。
设计需求：
①接收系统设计4-6道
②噪音要小
③时间漂移小，最好可以进行时间漂移校正
④利用斩波放大器进行波形斩波稳定，用高通滤波器来压制低频大地电磁信号及电极极差
⑤电场传感器使用Agcl不极化电极，磁场传感器使用感应式传感器
⑥可保存较大容量的数据
⑦可靠性好，可长时间正常工作，且易于回收，丢失率低。

2、问答题  论述航空地球物理仪器、地面地球物理仪器和海底地球物理仪器的区别和联系？

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本题答案：联系：
（1）无论是航空地球物理仪器、地面地
本题解析：试题答案联系：
（1）无论是航空地球物理仪器、地面地球物理仪器，还是海底地球物理仪器，其仪器的基本原理都是相似的，都是借着仪器对地球的各种物理场分布及其变化进行观测，探索地球本体及近地空间的介质结构、物质组成、形成和演化，研究与其相关的各种自然现象及其变化规律，打到勘探地球，解决地质问题的目的。
（2）其次，基于地球物理方法分类，都可以将之分为重力仪、地震仪、磁力仪、电法仪、电磁仪和放射性仪。每种方法下的地球物理仪器的大体设计原理是相似的。
区别：
航空地球物理仪器、地面地球物理仪器和海底地球物理仪器，它们的主要区别是仪器的工作环境的不同，从而导致的对不同环境下的仪器的设计要求不同和工作方式不同，也相应的导致了不同环境下的地球物理勘探的优劣：
比如：海底地球物理仪器，由于其是对海洋进行勘探，故对于仪器装备和工作方法都有特殊地要求，需使用装有特制的船弦重力仪、海洋核子旋进磁力仪、海洋地震检波器等仪器的勘探船进行工作，海洋勘探船还装有各种无线电导航、卫星导航定位等装备。比如：海洋电磁仪要具有防水、防压、防震的功能，要装备浮力球来回收仪器。由于信号在海洋传播过程中的衰减较大，所以其对发送机的要求较高，要求输入信号大，且需要通过变压器放大、降压和整流等多个环节进行输送电源。其对信号接收机要求同样很高，接收机自身的噪音较小，带宽宽，要求多道接收、有抑制时间飘移能力、有斩波稳定性能，对传感器的材料也有要求，电场传感器材料最好是Ag-Agcl，且长度较长，磁场传感器可是感应式传感器。总体上，对材料工艺和技术的要求较高，国内的发展也较缓慢。航空地球物理仪器，它是通过飞机上装备的专用物探仪器在航行过程中探测各种地球物理场的变化。它能克服种种不利地形条件和气候条件的限制，且勘探速度快、效率高、使用劳力少，能在短期内取得大面积区域的探测资料。但是，其对飞机性能要求和飞行员的素质要求很高。飞机的爬升性能要好、转弯半径要小、操纵灵活、低空和超低空性能好，以适应复杂的山区、丘陵地形的条件。所以，也要求航空地球物理仪器相对精致、稳定一些。并且，飞机上要安装各类探测仪器，保证对不同仪器的磁场、电场、放射性干扰为最小，飞 机上还得有导航和无线电定位系统，以保证飞机在指定空域作精确的扫描飞行。这也是国内航空物探发展缓慢的原因之一。地面地球物理仪器：其受到环境的干扰相对多一些，需要的劳动力多一些。但是，其对山区等复杂地形的勘探优势较大。其虽需要的劳动力较多，但是相对于飞机、勘探船来讲，也是微不足道的。其对仪器的要求主要是抗干扰能力强、精度高、耐高温，便捷等。

3、问答题  多功能电磁法接收机用什么A/D转换器合适，为什么？

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本题答案：多功能电法仪器，因为没有一款AD的带宽可以满足所有的方
本题解析：试题答案多功能电法仪器，因为没有一款AD的带宽可以满足所有的方法采集。所以需要高频带宽的和低频带宽的两款AD结合起来使用。就是用FPGA，CPLD或者ARM，一般是前面两个来控制这两个AD。先让低频的AD采集，采集一段时间后，FPGA关闭此AD再打开高频的AD来采集。每种方法都有一个自己的频带范围，通过两种 AD的结合，拉大仪器采集的带宽，这样就能满足所有的电法采集。就是不管你什么方法，对仪器来说就是带宽的不同。所以只要满足频带宽度就可以设计出多功能电法仪器。

4、问 答题  电法勘探仪器主要有哪些？各有什么作用？

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本题答案：电法勘探仪器指的是电法勘探中测量岩石，矿石的电学性质差
本题解析：试题答案电法勘探仪器指的是电法勘探中测量岩石，矿石的电学性质差异值的仪器的总称。用于寻找金属矿床与非金属矿床、勘查地下水、能源资源，以及研究地质构造等。主要有：直流电法仪、频率域电法仪、时间域电法仪。（高密度电法仪单独列出）
直流电法仪：主要包括用于直流电阻率法，直流充电法和自然电场法的仪器。利用天然场源的自然电场法仅需测两测量电极间的电位差（ΔUMN），其他方法都要求所使用的仪器既能测ΔUMN，又能测供电电流I的大小。为减少测量误差，一般是用测ΔUMN的同一电位差仪测量串接在供电回路中的取样电阻上的电压降的方法求出电流I的数值。因此，直流电法仪的测量部分，本质上就是一种直流电位差测量仪。
频率域电法仪：包括用于频率域电磁法（包括地质雷达）和频率域（频谱）激电法的各种仪器。这类仪器之所以冠以“频率域”之称，主要是由于这类仪器的发送器能提供不同频率的谐变电磁场源，同时，测量部分所测量的是大地在这类谐变电磁场作用下所产生的各种电磁响应或电化学响应的频谱物性。
时间域电法仪：包括用于时间域激电法和时间域电磁法（或称瞬变电磁法）的各种仪器。仪器的接收测量部分在一次场不存在时，即发送电流停止工作的时段内，将测量电极或感应线圈，及其他类似的磁场传感器所接收到的大地或目的物的瞬变响应（常以衰变电压的形式出现）传送至宽频带测量放大器进行放大和处理，最后显示、记录或者存入存储器。时间域电法仪是采用分时、顺序方式进行工作的，即激发时，不进行测量，停止激发时，测量工作开始，直至下一次激发到来之前为止，并如此循环工作。与频率域电法仪相比，时间域电法仪对测量技术的要求更高，更复杂。这主要反映在：要求整个测试系统具备有高精度、高稳定度的时间基准；要求在数毫秒的时间范围内，不失真地放大幅度变化范围为105～106倍的电信号；在宽带放大的前提下提取强噪声背景下的微弱信号；发送器瞬时最大发送电流需达数十安培至100～200安培。
高密度电法仪：其具有先进的测控方式，所有电极排列全部采用滚动测量方式 ，通过移动电极可使断面无限接续，断面收尾亦变得轻而易举；单点复测、从任意点起测均能随心所欲；有独特、开放的测量过程控制，确保在复杂条件下仍能获得更高的数据采集质量。仪器超大供电功率、超宽量程、超高精度，能应用于高阻地区工作，获得更深、更好的测量结果；完善的抗干扰技术，且有很好的诊断程序，可快速准确地判断出故障所在位置及主要损坏器件。

5、问答题  展望我国地球物理仪器研发前景。

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本题答案：地球物理仪器在国防、资源探测、自然灾害监测和工程质量检
本题解析：试题答案地球物理仪器在国防、资源探测、自然灾害监测和工程质量检测等领域中具有不可忽视的作用，近年来技术进步迅速。国际上，地球物理仪器发展趋于多功能化、轻便化、智能化、可视化、网络化和虚拟化.由于历史的原因，一方面我国对地球物理仪器的需求急剧增长，另一方面又形成了对国外仪器的过分依赖，严重冲击了我们对地球物理仪器的自主研发。在这样的逆境中，我国地球物理技术工作者仍然坚持不懈，在重、磁、电、地震、放射性等领域取得了显著成绩，并在某些领域达到了具有国际领先的水平.基于这种现状，我国地球物理仪器发展应该坚持适当引进与自主创新相结合、研产用相结合，形成标准统一、多学科交叉融合的研制体系，提高工艺水平和售后服务质量；重视地球深部探测、航空物探、海洋探测、地质灾害监测和国防工程领域的地球物理仪器开发和研制；发挥学术组织的特殊作用，集中力量组织攻关，争取在关键领域中形成我国具有自主知识产权的先进地球物理技术和仪器。

6、问答题  论述海底MCSEM接送机的原理及设计需求？

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本题答案：海底可控源电磁法接收机可下沉到海底，数据采集完成后通过
本题解析：试题答案海底可控源电磁法接收机可下沉到海底，数据采集完成后通过声学释放单元回收。海底可控源电磁法数据记录器原理框图，接收机采集正交的电场和磁场分量。接收机信号调理部分采用斩波放大器消除1/f噪声，高通滤波器压制极低频大地电磁信号及电极极差。海底电磁接收系统一般有4～6个道，接收电磁场4～6个分鼍，即E、E，H、H，E及H。目前用得较多的为四分量采集站（E、E、H、H）。采集站由电场传感器、磁场传感器、数据记录系统、定位系统、声控系统、浮球及水泥重块等构成。每个采集站由船上自由下沉到海底。通过声波超短基线通讯装置可以精确确定接收器位置。采集结束后通过船上发送声波控制信号，带有采集系统的浮球与水泥重块分离浮出海面，实现采集资料的回收。一般单个采集站的布设需1～2h左右。视海况条件而定。

7、问答题  论述光泵式磁力仪的工作原理及主要性能。

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本题答案：①工作原理：光泵作用原理即由光泵作用排列好的原子磁矩，
本题解析：试题答案①工作原理：光泵作用原理即由光泵作用排列好的原子磁矩，在特定频率的交变电磁场的作用下，又将产生共振吸收作用，打乱原子的排列情况。发生共振吸收现象的电磁场的频率与样品所在点的外磁场强度成一比例关系，故测定这一频率就可以测出外磁场的值。
②主要性能：光泵磁力仪的特点是灵敏度高，可达±0.01nT，可以测定总磁场强度的绝对值，没有零点掉格及温度影响，工作时不需准确定向，适于在运动条件下进行高精度快速连续测量，如航空磁测和海洋磁测等。

8、问答题  高密度电法仪接收部分和普通电阻率仪/激电仪的接收仪有何区别和联系？

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本题答案：高密度电法的基本原理与传统的电阻率法完全相同，测量的参
本题解析：试题答案高密度电法的基本原理与传统的电阻率法完全相同，测量的参数和普通电阻率法测量的参数一致，主要参数是视电阻率，不同的是在观测中设置了较高密度的测点，现场测量时，只需将全部电极布置在一定间隔的测点上，然后进行观测。高密度电阻率法实际上是一种阵列勘探方法。野外测量时高密度电法仪采用多芯电缆，只要将全部电极（几十至上百个）置于测点上，电极均匀分布在电缆上，在主机上通过继电器开关的转换完成对不同电极、不同极距的切换，自动完成整个排列的观测任务，然后利用程控电极转换开关和微机工程电测仪实现数据的快速和自动采集。当测量结果送入微机后，可对数据进行处理并给出相关地电断面分布的各种无力解释的结果。高密度电法勘探技术室智能化程度的很大进步。
由于高密度电法相对于传统的电阻率法有以上的优势，所以，它具备以下特点：
（1）电极布设一次性完成，减少了因电极设置引起的干扰和由此带来的测量误差；
（2）能有效地进行多种电极排列方式的测量，从而可以获得较丰富的关于地电结构状态的地质信息；
（3）数据的采集和收录全部实现了自动化，不仅采集速度快，而且避免了由于人工操作所引起的误差和错误；
（4）可以实现资料的现场实时处理和脱机处理，大大提高了电阻率法的智能化程度。这些，也造成了高密度电法仪在接收部分普通电阻率仪/激电仪的接收仪部分的很大的差别。

9、问答题  论述大地电磁测量中主要测量误差的来源及规律。

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本题答案：①系统误差：产生的原因有测量仪器、仪表不准确，环境因素
本题解析：试题答案①系统误差：产生的原因有测量仪器、仪表不准确，环境因素影响，测量方法不完善，有时还与测量人员生理特点有关；这种误差遵循一定规律变化，例如有规律地逐渐增大或周期性地增大和减少。
②随机误差：这种误差是一种大小、符号都不确定的误差，由很多复杂因素的微小变化如温度、圆变、电源、频率等的不断变化的总和所引起。该误差具有的特征：第一：在一定测量条件下，其经拐寸值不会超过一定界限，即所谓有界性；第二：绝对值小的误差出现的机会多于绝对值大的误差，即所谓单峰性；第三：当测量次数足够多时，正误差和负误差出现的机会相等，即所谓对称性；第四：将全部误差相加时，其值相互抵消，即所谓抵偿性。
③疏忽误差：产生原因：实验者不正确操作、粗心大意，如使用有毛病的仪表、仪器，或测量条件突然发生了变化，或读错、记错和算错数据；测量中出现较大随机误差而判断失误。疏忽误差无规律可寻。

10、问答题  电磁法勘探仪器主要有哪些？各有什么作用？

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本题答案：电磁法勘探仪器主要有：时间域电磁仪和频率域电磁仪。本题解析：试题答案电磁法勘探仪器主要有：时间域电磁仪和频率域电磁仪。
频率域电磁仪，是在频率域进行测量，如：大地电磁仪、可控源音频大地电磁仪。此类仪器能够提供不同频率的谐变电磁场源，同时，测量部分所测量的是大地在这类谐变电磁场作用下所产生的各种电磁响应或电化学响应的频谱物性。且频率域电法仪使用的工作频率范围很宽。根据高低频率电磁波的特性，利用高频进行浅层勘探，低频进行中深层勘探。
时间域电磁仪，如瞬变电磁仪，其实建立在电磁感应基础上的时间域人工源电磁法仪。它利用线圈和接地电阻观测人工源一次场断电后地下地质体激励起的二次场。在高阻围岩条件下，没有地形起伏引起的假异常，五高祖屏蔽现象；在低阻围区，能够很好的将目标体和深部目标体分离开。但是，其异常又可能有多解性，且要提供足够强的电流。

11、问答题  如何对地球物理仪器分类？

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本题答案：对地球物理仪器分类可基于：地球物理方法、工作环境、地球
本题解析：试题答案对地球物理仪器分类可基于：地球物理方法、工作环境、地球物理应用、工作原理。基于地球物理方法，可分为：重力仪、地震仪、磁力仪、电法仪、电磁仪和放射性仪。其中地震仪用可以分为天然地震仪、工程地震仪和三维地震仪。电法仪又可分为：电阻率仪、激电仪和自然电位仪。电磁仪可进一步分为：大地电磁仪、可控源音频大地电磁仪、瞬变电磁仪和频率域电磁仪。基于工作环境，主要有航空地球物理仪器、地面地球物理仪、海洋地球物理仪和井中地球物理仪。重力仪可分为：地面重力仪、航空重力仪、海洋重力仪和井中重力仪；电磁仪可分为：地面电磁仪、航空电磁仪、海洋大地电磁仪和海洋可控源电磁仪。基于地球物理应用，可分为：激电找水仪、核磁共振找水仪、地雷探测器、金属探测器、考古磁力仪、超前探测仪、煤矿透水探测仪等。基于工作原理，重力仪可分为：相对重力仪和绝对重力仪，相对重力仪可分为弹簧重力仪和超导重力仪等；磁力仪可分为磁通门磁力仪、超导磁力仪、质子旋进式磁力仪、感应线圈式磁力仪和光泵式磁力等；电法仪可分为直流电法仪、交流电法仪、时间域电法仪、频率域电法仪和多功能电法仪等。其中，高密度电法仪可依据测量速度分为串行式高密度电法仪、并行式高密度电法仪和串-并式高密度电法仪。

12、问答题  时间域激电仪发送机和双频激电仪发送机有何区别？

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本题答案：双频激电仪由中央处理器（CPU）产生双频混合波，经驱动
本题解析：试题答案双频激电仪由中央处理器（CPU）产生双频混合波，经驱动电路驱动逆变桥的功率开关，由A、B端向大地供双频复合电流。此双频供电电流在取样标准电阻上产生电压下降，读取该电压降即可达到读取电流的目的。仪器设有供电主回路的过流保护、供电主回路的高压检测、仪器内部工作电压的欠压检测装置。
时间域激电仪由程序控制器控制电源开关，由仪器向AB电极输出直流电压。为了得到相同的异常反映，双频激电仪的供电电流仅为时间域激电仪的几分之一，比传统谐波法频率域激电仪用13次谐波所需的供电电流小13倍，供电电流一般在几百毫安。因此可以不用发电机，用几块干电池供电即可，从而使装备大为轻便，适合于在交通不便，地形复杂的山区普查找矿。

13、问答题  高密度电法仪自动电极的实现的主要方式有哪些？各有什么优缺点？

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本题答案：根据实现电极转换方式的不同，可以将高密度电法仪分为两大
本题解析：试题答案根据实现电极转换方式的不同，可以将高密度电法仪分为两大类，集中式和分布式。电极转换开关方面主要分为3类：机械式电极转换、电子式电极转换及分布式智能电极。
集中式高密度电法测量系统是将电极交换装置集中在一个或少数几个箱体，电缆结构简单且适合于大规模生产，具有成本低、便宜于维护等优点。但是由于电缆数量、体积和重量很大，整套装置十分笨重，无法适用于长断面和较深部的测试，也无法应用于激电高密度测试以及滚动测试，因此使用范围有限。
机械式电极转换：早期高密度电法仪中经常使用，并由人工手工电极转换，之后发展为由微机控制的步进电机的电极转换而实现野外数据的自动采集。其在当时技术下，很大程度上提高了施工效率，减少了因电极设置引起的干扰和由此带来的测量误差，但是操作位实现自动化，存在人为操作，与下面两种方法相比，缺点明显。
电子式电极转换：随着电子技术的发展，实现了电子电极转换。甚至，有些仪器直接把A/D信号转换部分设计在各个电极上面。其在机械式电极转换的基础上有了很大的改进，人为干涉越来越少，极大的提高了施工效率，数据的采集和收录全部实现了自动化或半自动化，不仅采集速度快，而且避免了由于人工操作所出现的误差和错误。
分布式高密度测量系统是将发射回路和接收回路所需要的线芯以总线形式分布在高密度电缆内，横跨所有的抽头，同时在每个抽头上嵌入交换电路，能够将与电极相导通的抽头交换连接到发射回路、接收回路或空回路上。这种具有智能电极交换能力的抽头在电缆上依次分布，测试主机能够按照由近至远的顺序，依次识别各个抽头并分配地址。优势：采用分布式高密度电法测量系统，只需发射电缆、接收电缆及用来控制智能抽头工作的通信电缆和供电电缆跨接到各个电极，电缆的长度和测线长度成正比。与集中式高密度电法测量系统相比，分布式电缆的长度减少了很多，因此在做超长断面测试时有非常明显的优势。缺点：分布式高密度电法测量系统最大的弊端是智能分布式电缆的造价相当昂贵，且使用寿命有限，如需要更换电缆，用户需要承担很大的成本；此外，由于智能电缆的抽头空间有限，因此无法设计电池和供电方案，只能依赖于工作供电总线从测试仪器引入工作用电。当抽头离仪器很远时，供电总线的线阻就会很大，从而造成工作电源的压降很大，无法驱动抽头的电路。因此分布式高密度电法测量系统都必须在一定的距离内设置一个中继电池装置，用来提升工作电压。

14、问答题  海底MT仪器和MCSEM仪器有何区别和联系。

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本题答案：海洋电磁方法可以分为海洋大地电磁法和海洋可控源电磁法两
本题解析：试题答案海洋电磁方法可以分为海洋大地电磁法和海洋可控源电磁法两类，它们的主要的区别在于场源，海洋大地电磁法使用的是天然场源，海洋可控源电磁法使用的是人工控制的场源。
但是，两者的仪器所测量的参数是一样的，电场和磁场的x和y分量，四个分量。
海底大地电磁探测是把仪器布置在海底，采集海底大地电磁场数据，从而研究海底以下不同深度上介质导电性的分布规律，达到了解地下不同深度地质情况的目的。大地电磁测深是一种天然场源的方法，设备相对简便，比较容易在海洋条件下施工，不受高阻层屏蔽的影响，对低阻层反映灵敏，因此在电磁法众多的方法技术中，成为海洋电磁探测首选的方法技术。实际上，它基本是把常规的陆上方法移用过来。从方法的基础理论、数据采集、处理流程和资料解释反演成像方法等方面看，它都与陆地上的大地电磁测深相近。但是，由于海洋和陆地环境的不同，两者在仪器、数据采集作业技术和噪声影响等方面必然存在一些差别。在海底采集大地电磁场信号，首先面临的是导电海水层对电磁波的衰减。显然，海底的大地电磁场信号要比陆地上微弱得多。因此，要求海底大地电磁仪器有比陆地仪器更高的灵敏度。为了适应海洋环境，要求信号采集器尽可能小型化，并实现智能化、大存储量和低功耗，还需要解决仪器、设备的承压、密封技术。此外，海上作业基本是按照“投放仪器，布置海底测站，释放、回收仪器”的流程进行，这都需要有特殊的设备和技术。
海洋可控源电磁勘探仪器的工作方法与海洋地震的工作方法类似，场源由位于船上的多频率信号发射机及位于海底的供电偶极拖曳系统构成，在海底测点上部署电磁信号采集站。一般工作流程为：首先按设计投放电磁采集站并测定实际坐标，开始自动记录；接着激发场源即海底的供电偶极拖曳系统按设计路线，以一定周期脉冲电流连续激发，沿采集站分布测线位置在海底上方30～50m／rain匀速移动；最后释放采集站上的水泥重块，回收电磁采集站，搬迁至下一排列或测线，海洋可控源电磁勘探的装备主要由三部分构成。船上电磁信号发射机、海底供电偶极拖曳系统、海底电磁信号接收站。

15、问答题  阐述双频激电仪接收机的工作原理。

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本题答案：双频激电法是一种应用广泛的频率域激电法，双频激电仪是基
本题解析：试题答案双频激电法是一种应用广泛的频率域激电法，双频激电仪是基于双频激电法的一种物探仪器。该双频激电仪接收机在接收到双频电流信号后，经过简单的信号调理放大电路后由数据采集卡转换为数字信号并通过USB通信送入PC上位机。在上位机中，LabVIEW软件平台对该信号进行数据采集、滤波、隔直、双频信号分离、积分等处理后计算出视幅频率和视电阻率这两个地质参数并实时图形显示文本保存。经实验测试，该系统测量精度高，测量速度快，实测中可以测出明显的异常曲线，符合地球物理仪器接收机的特点。特别是虚拟仪器的使用使得该设计中的硬件电路大大简化，设计成本低，开发周期短，系统升级快，具有良好的开发前景。
Q-3B双频道轻便型激电仪接收机由以下9部分组成：
（1）80C32单片机系统
（2）信号输入电路
（3）信号放大电路
（4）信号分离电路
（5）模数转换电路
（6）240×128液晶显示电路
（7）4×4键盘控制电路
（8）RS232串口电路
（9）机内工作电源
被测双频信号经阻抗均衡电路及阻抗变换电路后，进入“双T”陷波电路对50Hz工频进行压制，再经程控放大器进行前置放大，经低通、高通滤波器选频放大后进入主放大器进行程控放大，经主放大器放大后的双频信号分别进入低频通道和高频通道的带通滤波器选出高频及低频正弦波信号，再经过精密检波和积分电路分别输出低频、高频电位差。该低频、高频电位差经A/D转换电路转换成数字信号，经80C32单片微机系统处理后，在液晶显示器显示出低频、高频电位差△VD、△VG及视幅频率Fs值。

16、问答题  我国的地球物理仪器研发现状如何？

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本题答案：国内地球物理仪器研发单位可分为高校、科研院所和企业三大
本题解析：试题答案国内地球物理仪器研发单位可分为高校、科研院所和企业三大类。高校主要有吉林大学、中国地质大学和中南大学。最近几年，中国石油大学、中国矿业大学、长安大学、长江大学、成都理工大学和国防科技大学也在开展一些地球物理仪器研制。研制对象包括地震仪、电法仪、磁力仪、地质雷达等。
科研院所包括中国科学院地质与地球物理所、中国地球科学院廊坊物化探所、煤炭科学研究院重庆分院、煤炭科学研究院西安分院、国家地震局、中科院电子所和军方的某些研究所。这些单位开展的前沿性研究比较多。
企业包括国有企业主要有中石油、中石化和重庆地质仪器厂。民营企业比较多，主要有骄鹏集团、重庆奔腾数控技术研究所、长沙白云仪器、湖南继善高科等等。这些单位主要为实用化产品开展研究。

17、问答题  论述航空地球物理仪器、地面地球物理仪器和海底地球物理仪器区别和联系？

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本题答案：仪器基本工作原理相同航空地球物理仪器、地面地球物理仪器
本题解析：试题答案仪器基本工作原理相同航空地球物理仪器、地面地球物理仪器和海底地球物理仪器都是以不同岩、矿石间物理性质的差异为物质基础，利用物理学原理，通过观测和研究地球物理场的空间与时间分布规律借以实现地质勘探和找矿目标。
仪器分类方法基本相同航空地球物理仪器、地面地球物理仪器和海底地球物理仪器分类都是以“重、磁、电、震、放、热”为主，但不同种类的仪器发展程度不同。海洋地球物理勘探仪器主要使用重力、磁力、地震和热流测量4种方法。海洋电法仪器和放射性测量仪器在海洋地区现仍处于理论探讨和方法试验阶段，尚有很大的发展空间。航空地球物理勘探仪器目前已经应用的航空物探领域有，主要方法有航空磁法、航空电法、航空重力法、航空放射性法等。
仪器工作环境与设备要求不同海洋物探仪器的基本工作原理和地面物探相同，但因工作场地是在海上，故对于仪器装备和工作方法都有特殊地要求，需使用装有特制的船弦重力仪、海洋核子旋进磁力仪、海洋地震检波器等仪器的勘探船进行工作，海洋勘探船还装有各种无线电导航、卫星导航定位等装备。由于海洋水体是运动的，上述观测必须采用一系列不同于陆地地球物理勘探的仪器和方法。海洋地球物理勘探在早期阶段，采取多种密封防水、弹性减震以及获取静态观测的措施。现在则充分利用海洋的特点进行动态观测，不仅可以快速和连续作业，而且适于将几种物探设备和导航定位仪器集中在一条工作船上，实现电子计算机控制的综合观测。50年代中期质子旋进式磁力仪的出现，不仅使海洋磁力测量成为可能，而且提供了广泛进行连续测量的精密仪器。
航空物探具有速度快，不受地面条件 （如海、河、湖，沙漠）的限制，大面积工作精确度比较均一。自动控制和电子计算技术的发展，使航空物探综合化，提高了航空物探观测数据的计算和整理的速度及解释推断的水平。它的缺点是：对一些异常值较小的异常体反映不够清楚，分辨力要低些；其次是异常体的定位目前还不够十分准确，需要地面物探进行必要的补充工作。航空物来源:91exam .org探仪器通常要使用低速性能好的小型飞机，对飞机的要求是爬升性能好、转弯半径小、操纵灵活、低空和超低空性能好，以适应复杂的山区、丘陵地形的条件。飞机上应有便于安装各类探测仪器的部位，保证对不同仪器的磁场、电场、放射性干扰为最小。飞机上还应装有导航和无线电定位系统，以保证飞机在指定空域作精确的扫描飞行。用于航空物探的飞机通常需要在结构上进行适当的改装或进行专门的设计。
虽然航空物探仪器和海洋物探仪器与陆地物探仪器的工作原理与方法分类基本相同，甚至航空物探与海洋物探实施过程更为简便。但是由于深海与高空不同的工作环境限制，航空物探仪器与海洋物探仪器的研制一般需要高性能材料和元器件，科研难度较大，发展空间较大。

18、问答题  论述双频激电和高密度电法仪的区别和联系。

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本题答案：联系：高密度电法指的是直流高密度电阻率法，但由于从中发
本题解析：试题答案联系：高密度电法指的是直流高密度电阻率法，但由于从中发展出直流激发极化法，所以统称高密度电法。其从本质上讲仍属于电阻率发的范畴，主要是在影响工作效率的电阻率参数测量和跑极上实现了微处理器自动控制，从而实现了仪器在短时间内采集大量数据。所以，高密度电法仪也应该属于点法勘探仪器的范畴。双频激电仪器主要是把两种频率的方波电流叠加起来，同时提供信号源，同时进行测量。但其本质上讲是一种频率域激发极化仪器，也属于电阻率发仪器的范畴。所以，从本质上讲，两种仪器都属于电阻率法仪器的范畴，其测量的参数具有相同之处，都测量了视电阻率参数，双频激电仪还测量了极化率参数。
区别：
（1）高密度电法仪和双频激电仪虽同属于电阻率发仪器的范畴，但是，高密度电法仪应该是一种时间域电阻率法仪器，而双频激电仪应是一种频率域点法勘探仪。
（2）此外，两者也和普通的电阻率仪器有很大的差别。高密度电阻率法的基本理论与传统的电阻率法完全相同，所不同的是高密度电法在观测中设置了较高密度的测点，现场测量时，只需将全部电极布置在一定间隔的测点上，由主机自动控制供电电极和接收电极的变化，完成测量。在设计和技术实施上，高密度电法测量系统采用先进的自动控制理论和大规模集成电路，使用的电极数量多，而且电极之间可自由组合，这样就可以提取更多的地电信息，使电法勘探能像地震勘探一样使用多次覆盖式的测量方式。与常规电法相比，高密度电法具有以下特点：
①电极布设一次性完成，减少了因电极设置引起的干扰和由此带来的测量误差；
②能有效地进行多种电极排列方式的测量，从而可以获得较丰富的关于地电结构状态的地质信息；
③数据的采集和收录全部实现了自动化或半自动化，不仅采集速度快，而且避免了由于人工操作所出现的误差和错误；
④可以实现资料的现场实时处理和脱机处理，大大提高了电阻率法的智能化程度；
⑤可以实现多参数测量，同时观测电阻率、极化率和自然电位。
而双频激电仪的特色是双频组合电流（高、低两种频率），同时供入地下，接收来自地下的含有两个主频率的激电总场的电位差信息，经过仪器内部的放大、选频、检波等一系列步骤，同时得到低频电位差和高频电位差，计算出视幅频率。双频激电仪器具有以下特点：观测速度快，工作效率高、探测深度400-600米；轻便灵活，供电电流仅为时间域激电的1/20～1/50；受电流变化影响小，不需稳流；高低频同时发送、接受，抗干扰能力强；自动消除电磁耦合效应；为判别激电异常源提供信息；可同时多台接收机同时工作，中梯扫面速度快。以SQ-3C轻便型双频道数字激电仪为例，该仪器分为发送机和接收机2部分，发送机向大地发送含有低频和高频两种频率的混合波电流，接收机同时接收经过大地传导后的这两种频率的电流信号，并通过高、低频电位差计算出视幅频率和视电阻率。

19、问答题  如何实现地球物理仪器传感单元与信号调理单元的最优匹配？

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本题答案：传感单元与信号调理单元的连接，需要在多个参数上进行匹配
本题解析：试题答案传感单元与信号调理单元的连接，需要在多个参数上进行匹配。包括：
（l）信号调理器的输人阻抗应满足传感器输出负荷电阻的要求，一般应输人阻抗大于或等于传感器的输出负荷电阻。
（2）传感器的输出动态范围与信号调理器的动态范围匹配，既能满足最小幅值的测量，又在最大幅值时不会饱和，故设置合适的增益衰减挡。
（3）运动参数的匹配，即配置积分、微分挡级，以达到测量位移、速度或加速度可选择的要求。

20、问答题  阐述我国地质雷达的研发现状？

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本题答案：我国探地雷达技术的理论研究方面，目前仍相对地集中在信号
本题解析：试题答案我国探地雷达技术的理论研究方面，目前仍相对地集中在信号处理上。物探技术人员为了识别图像或对图像进行地质解释，将目前最新的许多数据处理方法，诸如分形、神经网络、反褶积、小波分析等应用于探地雷达的数据处理中。这主要是因为探地雷达所接收到的信号十分复杂，脉冲电磁波在通过地下介质的过程中，波形和波幅将发生较大的变化，而脉冲余振、系统内部干扰、地表不光滑或地下介质不均匀等引起的散射以及剖面旁侧的绕射等干扰，导致实时记录图像多变和不易分辨。但是当前的信号处理仅限于时间波形处理，如从单次测量结果中减去平均波形以压低噪声和杂乱回波、采用时变增益以补偿介质吸收和抑制深部噪声、用频率滤波以剔除不必要的干扰频率等；除此之外，还研究采用了聚焦技术，以集中目标体的空间响应；采用信号增强以及反褶积等数值处理技术，以加强近地表被强初至电磁波模糊了的反射体波形特征等。为了识别图像或对图像进行地质解释，除了对简单形体模型进行正演外，目前计划开展专家系统技术的有关研究。此外，中国地质大学（武汉）等高等院校已经进行了探地雷达探测体的正反演研究。
探地雷达探测技术的应用研究
在探地雷达技术应用研究方面，我国拥有的200多台探地雷达，几乎涵盖了全国各个部门。从大型的国家级研究院所、高等学校到工矿企业，从地矿、铁路、交通、民航、水利到城建、考古部门，许多单位都用上了探地雷达，工程技术人员在各自的工作领域进行了较深入的系统研究，随着研究程度的深入，将进一步拓展探地雷达技术的应用范围，使我国的探地雷达应用技术水平一直处于世界先进行列。我国探地雷达技术的应用研究主要有下列几个领域。
（1）建筑工程质量检测（2）城市基础设施探测和检测（3）公路（机场跑道）质量检测
（4）铁路路基质量检测（5）岩土工程勘察与地质勘探（6）隧道检测
（7）堤坝、库岸等水利工程探测（8）考古探测（9）环境检测（10）军事与安全探测

21、问答题  论述高密度电法仪发送部分的原理及设计要点？

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本题答案：高密度电法仪发送主要有DC-DC模块电源、稳压电路、逆
本题解析：试题答案高密度电法仪发送主要有DC-DC模块电源、稳压电路、逆变器电路和供电系统。其中，DC-DC模块电源和稳压电路为电源模块。
DC-DC模块电源：DC-DC模块电源可输出相对稳定的输入电压，输入电压范围可调，隔离电压较高，且具有短路保护和自动恢复功能。在电源端口后串接二极管组成的电桥，防止电源端子接反而损坏DC-DC电路。并且，可以在输入输出端都连接电容滤波网络，以达到减小输入的浪涌电流以及减小输出纹波。
稳压电路：由于DC-DC输出的电压纹波较大，需要加上后记线性稳定电路。经过稳压电路的信号压差较小，为桥路驱动电路提供稳定的电源。再经过三段线性稳压器和滤波电路，最好输出电路为数字芯片提供电源。
逆变电路：由于发射电路要实现发射直流信号、伪随机编码以及任意由1、0、-1组成的数字编码信号，硬件设计需要满足这些要求。为了实现直流电源到交流的转换，设计H桥逆变电路，单片机的信号不能直接驱动功率管，所以要用高压、大功率驱动器组成的全桥电路进行驱动。
同时，需要设计相应的保护电路来保护电路。

22、问答题  论述石油地震勘探仪器和工程地震勘探仪器的区别和联系？

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本题答案：石油地震勘探仪器和工程地震勘探仪器的基本原理是一致的。
本题解析：试题答案石油地震勘探仪器和工程地震勘探仪器的基本原理是一致的。
石油地震勘探仪器一般常用的是数字地震仪。这种仪器是把检波器输出的信号数字化，并将数字化的信息按一定格式记录在磁带上。这种仪器的特点是动态范围大、频带宽、精度高等。仪器的主体包括3个箱体：模拟箱体、逻辑箱体和磁带机。另外还有两个辅助箱体：覆盖开关（包括电台）和照相记录仪。60道或120道地震检波器接收到的地震信号，经过滤波前置放大器，模拟滤波，再经多路转换开关对各道地震信号进行采样，瞬时浮点放大和模数转换，送至控制箱体，经过记录逻辑系统再送入磁带机最後记录在磁带上。
工程地震勘探仪器主要是工程地质领域的浅层地震仪。按其工作原理分计数型、波形表示型和信息增强型3大类。广泛用于矿产、水文地质、工程地质等领域。浅层地震仪常见的有传真式地震仪。它的记录方式是只记录幅度超过一定阈值电平的信号，并用归一的“短划”形式记录在电敏纸上。一方面通过地震波的非线性变换，将连续的地震信号用幅度比较器转换为脉冲讯号；另一方面用逻辑门对双信号道的信号利用相关波长滤波技术进行处理，可得到记录良好的浅层反射波。计数型浅层地震仪是通过地震波由检波器1到检波器2的传播时间来得知振动速度的。即把地震波到检波器1和2产生的信号分别作为启停控制脉冲﹐并用时钟电路提供的计时脉冲﹐将两个信号的时间间隔数字化，用数字的计时单位直接给出观测值。波形表示型浅层地震仪主要有光线示波器型和紫外线示波器型、阴极射线管指示器型和传真摹写型等。它的波形显示方式具有直观显示特点，能进行续至波记录﹐还能提供地震波的动力学特征。增强型浅层地震仪是一种采用信号叠加的处理方法来改善检出信号的信噪比，以增大探测深度或便于在干扰严重地区进行有效工作。它测量在同一锤击点多次激发的地震波，将其到达检波器的时刻与各地震界面相对应的相同信号叠加在一起﹐从而使信号得到增强，而相位紊乱的随机干扰信号随锤击次数增加而趋于互相抵消。

23、问答题  阐述双频激电仪发送机的工作原理？

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本题答案：SQ-3双频道轻便型微机激电仪发送机由以下10部分组成
本题解析：试题答案SQ-3双频道轻便型微机激电仪发送机由以下10部分组成：
（1）中央处理器（CPU）
（2）波形合成电路
（3）功率驱动电路
（4）供电主回路（逆变电路）
（5）电流取样电路
（6）保护电路
（7）频率选择电路
（8）音响提示报警电路
（9）128×64液晶显示电路
（10）机内工作电源
由中央处理器（CPU）产生高频及低频方波信号经波形合成电路形成双频混合波，再经驱动电路驱动逆变桥的功率开关，由A、B端向大地供双频复合电流。此双频供电电流在取样标准电阻上产生电压下降，读取该电压降即可达到读取电流的目的。仪器设有供电主回路的过流保护、供电主回路的高压检测、仪器内部工作电压的欠压检测装置。当供电主回路电压超过400V或主回路电流超过2048mA时，仪器自动切断高压电源，达到保护的目的。当机内仪器工作电源低于9.5V或电流大于2400mA时仪器报警并自动关机。

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