一、 高密度電法儀的歷史
（一）代高密度開關
上世紀九十年始研發高密度電法儀器。將十幾根電線拉到簡易的箱體上，用插頭逐個換線，測量速度慢，容易出錯。
用波段開關手動選擇電極連線進行測量，速度慢。
用微機控制刷型機械開關進行測量，速度提高了，但儀器笨重，故障率高。
（二）第二代高密度開關
用微機控制繼電器開關進行高密度電阻率測量，這種多路電極轉換開關屬于第二代產品。此類高密度電法儀的特點是：一次布置幾十根電極，由單片機控制，進行多種排列裝置的變換，自動改變極距連續掃描測量，測量速度大大提高。其主要弱點如下：電測儀主機與高密度開關相分離，攜帶不方便；集中式高密度開關采用電纜多，并且加長線重疊，在野外施工不方便；儀器系統本身不帶PC機，需要到室內處理資料。目前國內生產的多數高密度電阻率儀基本上屬于這種類型的儀器。
（三）第三代高密度電法儀
第三代高密度電法儀多數采用工控機控制，性高；現場實時處理數據；道數多，高達數百道；電阻率與極化率可以同時測量。一次可以完成電剖面與電測深的組合，數據量大，獲取的地質信息豐富，有利于地質資料的綜合解釋；可以實時顯示測量剖面。上世紀九十年代后期開始開發分布式高密度電法儀。
美國AGI公司的儀器采用單片機控制，用16線X 30字節的LCD小顯示片顯示；可以測量極化率；價格高，維修不便；機外處理數據。德國DMT公司的儀器道數多，但是采集盒重，地址不能隨意編碼與更改，施工不便；價格高，維修不便。
（四）多功能高密度電法影象測量系統
吸收國外儀器的優點，克服儀器的不足，采用新技術、新器件，開發的DCX—1多功能高密度電法實時成像儀具有獨創性。
● 專利技術（采用國家專利技術，突破傳統設計方式）
● 多功能（高密度電阻率與極化率同時測量）
● 實時處理（工控機實時處理、現場顯示測量剖面）
● 智能化（分布式采集器自動分配地址、任意串接）
● 覆蓋電纜（雙向覆蓋電纜“滾道”覆蓋測量，野外布線簡便）
● 復合開關（復合開關控制，工作）
● 自動補償（自動跟蹤補償自然電位）
● 方便快捷（電纜輕，野外布線快捷）
儀器系統具有的特點是：
1、采用嵌入式PC104工控機，大大提高系統的穩定性與性；野外實時顯示電剖面。
2、本系統采用筆記本硬盤存儲數據，可以滿足野外長時間施工的工作需求。
3、系統采用視窗化、嵌入式實時中文控制與處理軟件，便于野外操作。
4、本系統可實現多種工作模式的轉換。
5、本系統可實現滾動測量，實現多道、長剖面的連續測量。
6、計算機與電測儀一體化，攜帶方便。
7、分布式智能采集器串聯在一根細電纜上，地址隨機分配，在任何位置都可以測量，施工便捷。
8、電路具有過壓、過流、開路的快速保護功能。
9、本系統即可以做高密度電阻率測量，又可以同時做高密度極化率測量，應用范圍更寬。
10、由于儀器的性能好、價格比國外儀器的價格低，維修方便，可以滿足更多用戶的需求，是國內用戶升級換代的產品。
二、DCX—1高密度電法實時成像儀的組成與指標
（一）結構組成
該系統由DCX—1A型電阻率層析實時成像數據采集系統（集中式）、DCX—1B型電阻率層析實時成像數據采集系統（分布式）所組成。即采用統一設計的主機，通過外配兩種類型的多路電極轉換裝置而構成兩種結構形式的電阻率層析成像系統。
測量主機采用嵌入式PC104工控計算機作為系統的中心控制上位機，10.4”彩色液晶顯示屏顯示數據與剖面圖；系統采用視窗化、嵌入式實時中文控制與處理軟件；單片機是面向電極轉換、高壓供電以及數據采集通道電路的邏輯控制下位機。
DCX—1多功能高密度電法實時成像儀的結構見下圖。
A
M B
N
R T
（A） DCX—1A型集中式實時電成像數據采集系統
通過測量主機的控制接口，外接多路電極轉換器。多路電極轉換器是一個獨立箱體，具有以下兩個獨特的設計特點。改革了常規的開關轉換陣列電路，通過軟、硬件相結合的辦法實現復合式控制結構，硬件精簡了1/3，儀器的重量和功耗也隨之減少；采用雙向覆蓋電纜結構，方便“滾道”測量，改變了以前集中式轉換器與電極聯接的布線麻煩、查線困難的狀況。
DCX-1A實時電成像數據采集系統野外布線示意圖
組成120道系統，儀器居中安放，每側5條串接電纜，可接電極60支，兩側共120個電極。 |
每段電纜芯線為60芯，有12個用來連接電極的電連接點，兩端均有插頭，插座，無方向性。 |
實現“滾道”式覆蓋測量：如需要向左側延伸測量剖面時，將電纜10號電纜及電極移到0號位置，其余電纜電極不動，儀器移到4號與5號電纜中間；如需要向右側延伸測量剖面時，則將1號電纜及電極移向11號位置與10號電纜串接。此時將儀器移到6號與7號電纜中間，實現每側60個電極共計120個電極。如需要進一步延伸則依照上述規律向前移動，即實現“滾道”式覆蓋測量。
（B）DCX—1B型分布式實時電成像數據采集系統
通過測量主機的控制接口，對串接在測量電纜上的智能電極采集器發送控制指令，相應序號電極盒中的開關陣列按照測量要求分別接通到A，B，M，N四母線上。 設計特點是每個開關盒內有一個微型控制芯片，使主機指令逐級下行傳遞，反饋信息碼又可逐級上行送回主機，增強系統的工作性，電纜輕便。
分布式 DCX-1B實時電成像數據采集系統野外布線示意圖
DCX-1B每串電纜有6個采集盒，可根據需要串接電纜，可以多達上千道。每個智能采集盒自動定位、隨意串接、無編號順序限制，施工方便。
（二）標準配置
★DCX—1A多功能高密度電法實時成像儀標準配置：
▲DCX-1多功能電法儀
▲DCX-1A多路轉換開關。
▲DCX-1A覆蓋電纜：標準配置120道，可以擴展。
▲電極：銅電極Φ12x320mm
★DCX—1B多功能高密度電法實時成像儀標準配置：
▲DCX-1多功能電法儀。
▲DCX-1B智能型分布式采集器：包括電纜和采集盒，標準配置120道，可以實現多組256道組合。
▲電極：銅電極Φ12x320mm。
（三）主要技術指標：
1、電壓測量范圍：±4V；精度優于±0.3% ;分辨率：1μV
2、電流測量范圍：±4A；精度優于±0.5%;分辨率：1μA
3、供電電壓/電流：主機700V/±4A
4、工頻抑制： 優于—80 dB
5、輸入阻抗： ≥20MΩ
6、自電補償方式及范圍：全量程跟蹤式自動補償。
7、工作環境溫度：-10℃ ∽ +50℃
8、測量裝置模式：溫納、偶極-偶極、微分、聯剖、對稱四極、三極測深、三極滾動、二極測深、二極剖面等；可根據用戶需求增加各種特殊裝置。
9、可以同時測量高密度電阻率和極化率。
10、計算機系統：PC104工控機、40G硬盤、10.4”彩色液晶顯示屏。11、工作電源：12V免維護鉛酸蓄電池
12、最大濕度：95％RH
13、存儲溫度：-20℃－60℃
14、體積：370x240x360mm
15、重量：8Kg
DCX-1A多路轉換開關指標
1、 最大輸出電壓:±400V
2、 最大輸出電流：±2A
3、 道間距：1－10米（用戶選擇）
4、 體積：370x240x360mm
5、 重量：8Kg
6、 基本配置：120道（240道系統需要訂貨）
7、 電纜護套：寬溫聚胺脂材料，外徑9MM
8、 電纜倒數12道/串
9、 電纜重量：6kg/串
10、 多種測量模式可選
DCX-1B智能型分布式采集器指標
1、 電纜護套：寬溫聚胺脂材料，外徑8MM
2、 開關盒數：6道/串
3、 重量：3kg/串
4、 開關盒間距：1－10米（用戶選擇）
5、 開關盒尺寸：25x200mm（含接頭）
6、 最大輸出電壓：±400V
7、 最大輸出電流：±2A
8、 一根電纜可以連接多組256個智能電極組，自動分配地址，無編號順序限制，任意串接，施工方便
9、 多種測量模式可選
三、 主要用途
· 工程地質：各類巖土探測與分層、地下管道與其它物體探測
· 水文地質：探測地下水、探測水 底地質結構、探測地熱
· 地質找礦
· 環境地質：探測溶洞、地下空洞、堤壩滲漏、斷層、山體滑坡、塌陷以及其它地質災害
· 古墓及地下建筑體探測
· 監測地震前兆變化
· 油井壓裂裂縫方位探測、注水井水流方向探測
· 油井單井電阻率成像探測
