技术领域
[0001] 本发明涉及工程地质勘探技术领域，特别涉及一种地质勘探装置及其勘探方法。
相关背景技术
[0002] 直流电法勘探为地质勘探技术中的一种。相关技术中，直流电法勘探通常采用单芯或多芯铜线作为导电线，采用铁电极进行供电，采用铜电极进行电压测量。
[0003] 然而，直流电法勘探在接地条件较差的地区，常常会因为接地电阻过大，导致供电电流过小，使得采集的信号信噪比低，难以满足地质勘探的需求。并且，直流电法勘探需要将电极插入地下，这使得在测量线较长的测量中，需要破坏原有路基表面，同时，还会导致测量效率低下。
具体实施方式
[0022] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0023] 图1为本公开实施例提供的一种地质勘探装置的结构示意图。参见图1，该装置包括：测量组件1，包括主体11和多个滚柱电极12，多个所述滚柱电极12设置在所述主体
11的下方，所述滚柱电极12可进行滚动。
[0024] 测量单元2，与所述滚柱电极12电连接，用于通过所述滚柱电极12给地下施加电流或电压以进行地质勘探。
[0025] 本公开提供了一种地质勘探装置及其勘探方法，该地质勘探装置包括测量组件和测量单元，测量组件中包括多个滚柱电极。采用多个滚柱电极一方面可提升测量组件与地面的接触面积，从而在测量单元通过测量组件中的滚柱电极给地下施加电流或电压时，由于滚柱电极的接触面积更大，会更有利于在地下形成稳定电场，从而有利于勘探精度。另一方面，采用滚柱电极更加有利于进行大范围的地质勘探。进行大范围地质勘探时，通常需要将勘探区域分为多个子区域依次进行勘探，而滚柱电极更加便于移动，且滚柱电极无须插入地下，设置地面上即可往地下施加电流或电压。在进行大范围地质勘探时，使用滚柱电极有利于提升勘探效率。
[0026] 在本公开实施例中，主体11采用聚氯乙烯材料形成。
[0027] 图2为本公开实施例提供的一种滚柱电极的结构示意图。参见图2，滚柱电极包括：滚柱电极主体121；
可转动部122，设置在滚柱电极12的两侧，所述可转动部122与所述主体11连接，所述滚柱电极12通过所述可转动部122可进行滚动；
电连接件123，所述电连接件123设置在所述滚柱电极主体121的侧面，与所述滚柱电极主体121电连接，所述测量单元2通过所述电连接件123与所述滚柱电极主体121电连接。
[0028] 在本公开实施例中，滚柱电极中设置有可转动部和电连接件，通过可转动部是的滚柱电极可进行滚动，通过电连接件将滚柱电极主体与测量单元电连接，以便于滚柱电极给地下施加电流或电压。
[0029] 在本公开实施例中，所述滚柱电极主体121内部具有空腔1211，所述空腔1211内存储有电介质溶液，所述电连接件123还与所述滚柱电极主体121内部的电介质溶液电连接，所述电介质溶液可透过所述滚柱电极主体121流入地下。
[0030] 在本公开实施例中，在滚柱电极中存储电介质溶液，电介质溶液有利于滚柱电极在地质条件或测量环境较为恶劣的地区进行地质勘探时，在地下形成稳定电场，进一步提升地质勘探的勘探精度。
[0031] 在本公开实施例中，电介质溶液可以为硫酸铜溶液，当然，也可以为其他具备良好电化学性能的电介质形成的溶液。
[0032] 在本公开实施例中，所述滚柱电极主体121采用聚乙烯醇海绵形成，所述空腔1211内设置有聚氯乙烯管1212，电介质溶液存储在所述聚氯乙烯管1212中，所述滚柱电极主体121的至少一侧设置有塞子1213，所述塞子1213用于堵住所述聚氯乙烯管1212，所述聚氯乙烯管上设置有多个微孔1214。
[0033] 在本公开实施例中，采用聚乙烯醇海绵形成滚柱电极主体，海绵的多孔结构有利于提升滚柱电极主体与地面的接触面积，此外，聚乙烯醇材料还具有高软化点、良好的黏结性能以及优异的耐水、耐油、耐酸碱性，有利于提升地质勘探的勘探效果。而采用聚氯乙烯管存储电介质溶液，电介质溶液可透过聚氯乙烯管的微孔流入地下，有利于在地下形成稳定电场。
[0034] 在本公开实施例中，滚柱电极12中的可转动部122包括轮杆1221和转轴1222，所述轮杆1221一端与转轴1222连接，另一端与所述滚柱电极主体121连接，所述转轴1222设置在所述主体11处。通过设置轮杆和转轴即可实现滚柱电极的滚动。
[0035] 在本公开实施例中，滚柱电极12中还设置有液位传感器18，液位传感器18用于获取滚柱电极内部的液位信息。
[0036] 在本公开实施例中，滚柱电极12侧面还设置有进液口19，进液口19用于给滚柱电极12内部输送电介质溶液。
[0037] 图3为本公开实施例提供的一种测量组件的结构示意图。参见图2，所述测量组件还包括：固定框架13，固定在所述主体11内，所述固定框架13具有多个固定端131，所述固定端131与所述电连接件123的位置一一对应；
固定件14，所述固定件14的一端可拆卸的与所述固定端131固定连接，所述固定件
14的另一端可拆卸的与所述电连接件123固定连接；
接线端15，设置在所述主体11上，所述接线端15通过所述固定框架13、所述固定件
14、所述电连接件123与所述滚柱电极12电连接，所述测量单元通过所述接线端15给所述滚柱电极12施加电流或电压。
[0038] 在本公开实施例中，设置固定框架、固定件和接线端，一方面，固定框架、固定件和接线端可以起到电流导通的作用。另一方面，固定框架和固定件可以起到固定作用，在进行地质勘探时，将滚柱电极固定，避免滚柱电极进行滚动，影响到地质勘探的效果。并且，固定件为可拆卸式的固定件，在需要移动测量组件时，将固定件拆卸后，滚柱电极即可进行移动。
[0039] 再次参见图1，在本公开实施例中，所述地质勘探装置中测量组件1的数量为多个，多个所述测量组件1之间通过牵引件17进行铰接。通过设置多个测量组件，以确保测量范围较大，多个测量组件之间通过牵引件进行铰接，以便于测量组件进行移动。
[0040] 在本公开实施例中，多个测量组件1分别为第一测量组件101、第二测量组件102、第三测量组件103和第四测量组件104；所述第一测量组件101中的滚轮电极12为电流电极，所述第一测量组件101用于施
加电流；
所述第二测量组件102中的滚轮电极12为电压电极，所述第二测量组件102用于测
量电压；
所述第三测量组件103中的滚轮电极12为电压电极，所述第三测量组件103用于测
量电压；
所述第四测量组件104中的滚轮电极12为电流电极，所述第四测量组件104用于施
加电流。
[0041] 在本公开实施例中，设置4个测量组件，4个测量组件分别为电流电极和电压电极，4个测量组件通过采用四电极测量法（每个测量组件相当于一个测量电极），可以避免电极接触电阻对测量结果的影响，有利于进一步提升地质勘探的勘探精度。
[0042] 在本公开实施例中，测量单元2可以为直流电法仪，直流电法仪具有常规电法和超前探测法功能，还可以接地电阻自检、自电补偿、自动观测和即时数据处理，测量精度高，抗干扰能力强。
[0043] 在本公开实施例中，所述地质勘探装置还包括：移动小车3，所述移动小车3用于牵引所述测量组件1进行移动，所述测量单元2设
置在所述移动小车3上，所述移动小车3上设置有储液箱31，所述储液箱31用于存储电介质溶液；
液位传感器18，设置在所述滚柱电极12内，用于获取滚柱电极12内部的电介质溶
液的液位；
电控输液件4，用于将所述储液箱31中的电介质溶液输送至所述滚柱电极12中；
控制单元5，设置在所述移动小车3上，用于控制所述移动小车3移动、控制测量单元2进行测量、获取液位传感器18检测到的液位信息、以及基于所述液位传感器18检测到的液位信息控制所述电控输液件4往滚柱电极12中输送电介质溶液。
[0044] 在本公开实施例中，设置移动小车，移动小车可牵引测量组件进行移动。设置液位传感器、电控输液件和控制单元，控制单元可根据液位传感器获取到的液位信息，实时往滚柱电极中补充电介质溶液，以确保地质勘探的勘探效果。
[0045] 在本公开实施例中，电控输液件4包括电控水泵41和输液管路42。在图1中还示出了出液口32，出液口32设置在储液箱31底部，电控水泵42通过出液口32、输液管路42将储液箱31中的电介质溶液输送至滚柱电极12内。
[0046] 值得说明的是，图1中测量单元1通过多芯线缆16与接线端15电连接，从而与滚柱电极12电连接，图1中多芯线缆16、输液管路42绑在一起形成供电、供液管路。
[0047] 图4为本公开实施例提供的另一种测量组件的结构示意图。图4为测量组件底面的示意图，其中，滚柱电极12通过轮杆1221和转轴1222，与主体11固定。
[0048] 图5为本公开实施例提供的一种地质勘探方法的方法流程图。参见图4，该方法步骤包括：S201、将测量组件牵引至待测量区域。
[0049] 其中，将固定件拆卸之后，通过控制单元控制移动小车进行移动，将测量组件牵引至待测量区域。
[0050] 当然，也可手动牵引测量组件至待测量区域。
[0051] S202、通过所述测量组件中的多个滚柱电极往地下施加电流或电压以形成电场。
[0052] 其中，控制单元控制测量组件往地下施加电流或电压以形成电场时，控制单元还会获取液位传感器测量到的滚柱电极中的电介质溶液的液位信息。在液位低于阈值时，控制单元可控制电控输液件往滚柱电极内部输送电介质溶液，以确保滚柱电极中电介质溶液的含量足够多，从而确保滚柱电极可以在地下形成的稳定的电场，以确保地质勘探效果。阈值的大小可以选择性的进行设置，例如，阈值可以为滚柱电极中总液位高度的一半，又例如，阈值可以为滚柱电极中总液位高度的三分之一。
[0053] 在进行测量时，可以采用四电极测量法进行测量，设置4个测量组件，4个测量组件中的两个进行电流测量，4个测量组件中的另外两个进行电压测量，四电极测量法可进一步提升测量精度，从而确保地质勘探的勘探精度。
[0054] 此外，值得说明的是，本公开实施例提供的地质勘探装置在进行测量时，当测量区域的地面未铺设材料，主要为裸露的土体时，可以不添加电介质溶液，也可具备良好的勘探效果。当测量区域的地面铺设材料，如测量区域的地面具有沥青、混凝土或碎石等材料时，添加电介质溶液可确保具备良好的勘探效果。
[0055] S203、在所述电场稳定时，基于所述电场确定地质的电性特征。
[0056] 其中，在电场稳定后，通过获取地下各测量点位处的电位信息，即可确定地下地质体的电性特征。
[0057] 在步骤S203完成后，还可继续进行步骤S201，对下一测量区域进行地质勘探。
