Hợp tác Việt - Nga trong chế tạo và thử nghiệm máy thăm dò điện tổ hợp TEC-2 phục vụ khảo sát môi trường địa chất tầng nông

Các thiết kế hệ điện cực, thao tác đo, chọn tham số được lập trình và điều khiển tự động bằng máy tính. Máy TEC-2 đã được sử dụng để nghiên cứu các đới cấu trúc yếu thuộc các đảo san hô Song Tử Tây, Cơn Ca, Nam Yết và Sinh Tồn thuộc quần đảo Trường Sa và môi trường địa chất tầng nông khu vực ven bờ Sông Hồng khu vựcSơn Tây, Hà Nội.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Hợp tác Việt - Nga trong chế tạo và thử nghiệm máy thăm dò điện tổ hợp TEC-2 phục vụ khảo sát môi trường địa chất tầng nôngTạp chí Khoa học và Công nghệ Biển; Tập 15, Số 4; 2015: 399-405DOI: 10.15625/1859-3097/15/4/7382http://www.vjs.ac.vn/index.php/jmstHỢP TÁC VIỆT - NGA TRONG CHẾ TẠO VÀ THỬ NGHIỆM MÁYTHĂM DÒ ĐIỆN TỔ HỢP TEC-2 PHỤC VỤ KHẢO SÁTMÔI TRƯỜNG ĐỊA CHẤT TẦNG NÔNGĐỗ Huy Cường*, Bùi Thị Bảo Anh, Nguyễn Thị Nhân,Nguyễn Xuân Tùng, Phạm Đức Hùng, Nguyễn Xuân ThànhViện Địa chất và Địa vật lý biển-Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam*E-mail: dohuycuong_hanoi@yahoo.comNgày nhận bài: 15-4-2015TÓM TẮT: Máy đo điện tổ hợp TEC-2 (Tomography Electric Complex-2) được thiết kế, lắpráp và thử nghiệm tại Viện Địa chất và Địa vật lý biển là sản phẩm hợp tác khoa học giữa phòngĐịa từ điện của Viện Hàn lâm Khoa học Nga chi nhánh Viễn Đông (POI) và phòng Địa môi trườngthuộc Viện Địa chất và Địa vật lý biển (IMGG). Kết quả đo thử nghiệm máy TEC-2 cho thấy khảnăng đo tổ hợp nhiều phương pháp trên hệ điện cực bố trí sẵn, thời gian đo nhanh, độ ổn định củakết quả đo cao, độ chính xác giữa hai lần đo đạt trên 92%. Các thiết kế hệ điện cực, thao tác đo,chọn tham số được lập trình và điều khiển tự động bằng máy tính. Máy TEC-2 đã được sử dụng đểnghiên cứu các đới cấu trúc yếu thuộc các đảo san hô Song Tử Tây, Cơn Ca, Nam Yết và Sinh Tồnthuộc quần đảo Trường Sa và môi trường địa chất tầng nông khu vực ven bờ Sông Hồng khu vựcSơn Tây, Hà Nội. Các kết quả thu thập được đã đóng góp một phần quan trọng cho sự thành côngcủa đề tài nghiên cứu do Viện Địa chất và Địa Vật lý biển chủ trì thuộc Chương trình Biển Đông vàHải đảo giai đoạn 2011 - 2013 và đề tài cấp Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam giaiđoạn 2013 - 2014.Từ khóa: Máy đo điện tổ hợp, điều khiển tự động, hệ điện cực, chọn tham số.MỞ ĐẦUTheo thỏa thuận hợp tác giai đoạn 2010 2015 giữa Viện Địa chất và Địa vật lý biển vàViện Hải dương học Thái Bình Dương, phòngthí nghiệm về địa chất và địa vật lý hợp tácViệt Nga đã được thành lập từ năm 2011. Trêncơ sở của thỏa thuận hợp tác này, phòng ĐịaMôi trường thuộc IMGG và phòng nghiên cứuđịa từ điện thuộc POI đã tiến hành hợp tác chếtạo và thử nghiệm thiết bị khảo sát địa vật lýbiển. Chúng tôi đã lựa chọn thiết bị khảo sát địađiện làm cơ sở cho hợp tác nói trên. Máy thămdò điện TEC-2 đã được các chuyên gia về điệntử và địa vật lý của IMGG và POI hợp tác chếtạo và thử nghiệm thành công và có các tínhnăng thu thập và xử lý số liệu ưu việt tương tựnhư các sản phẩm cùng loại do Canada sản xuất[1-3].Trong khuôn khổ của hợp tác này, phầnthiết kế mạch điện lý thuyết do các chuyên giacủa POI thực hiện, phần chế tạo các bản mạchvà lắp ráp thành bộ máy hoàn chỉnh được thựchiện tại phòng thí nghiệm hợp tác Việt Nga vềđịa chất và địa vật lý đặt tại IMGG. Các côngtác lựa chọn bản mạch thô, in hình và và tạomạch điện bằng phương pháp ăn mòn kim loại,khoan chân linh kiện, lắp ráp linh kiện và hànkết nối vào cáp đa lõi đã được nhân viên củaphòng Địa môi trường thực hiện trực tiếp. Phầnmềm điều khiển hệ thiết bị và xử lý số liệuđược các chuyên gia POI cài đặt và có hướngdẫn sử dụng chi tiết.399Đỗ Huy Cường, Bùi Thị Bảo Anh, …Máy TEC-2 có khả năng đo tự động theo sựđiều khiển của chương trình máy tính đã lập.Các phương pháp bố trí hệ điện cực đo theo hệđo sâu, gradient, lưỡng cực, ... được lập trìnhvà thực hiện nhanh với độ chính xác cao. Trongkhuôn khổ của hợp tác này, chúng tôi đã thiếtkế để hệ máy TEC-2 có thể đo tổ hợp 32 cựctheo thiết kế nguồn phát cực đại và hạn chếnhiễu tối đa, khoảng cách AB lớn nhất là93 mét (giai đoạn 2011 - 2013) và 155 mét(giai đoạn 2013 - 2014). Do giới hạn thiết kếnguồn phát và công suất của mạch tích hợp,khoảng cách giữa các điện cực khi sử dụngTEC-2 không vượt quá 5 mét.CẤU TRÚC VÀ NGUYÊN LÝ MÁY THĂMDÒ ĐIỆN TỔ HỢP TEC-2Cấu trúc và nguyên lý hoạt độngKhối điều khiển (YY)đường đo dương và âm. Khối chia kết nối vớinhau bằng cáp chia 8 kênh (ГК) (hình2).Các giá trị phát và thu được thực hiện bởibộ biến đổi tương tự số, kết nối khối АЦП vớiYY thông qua cổng nối tiếp (COM). NguồnЭДС - nối tới các điện cực. Bộ điều khiểnnguồn nuôi ЭДС trong máy ҚЭТ-2 đảm bảonguồn được cấp ổn định. Nguồn nuôi chungcủa thiết bị (ИПО) để nuôi máy tính, АЦП E24, các vi mạch điều khiển, các bộ điều khiểnnhóm phát và chia.Phần chính của БК là bộ vi điều khiển(MK). Với cáp ГК, giao tiếp RS-485, vi điềukhiển MK nhận lệnh từ YY. Phụ thuộc vàomệnh lệnh mà MK nối điện cực với 1 trong cácđường dây của cáp chính (A, B, M hay N)thông qua bộ công tắc (Cont). Bộ chia được cấpnguồn nuôi theo các lõi nằm trong cáp chính.Bộ điều khiển chia thực hiện truyền mệnhlệnh nhận được từ cổng song song của máy tínhsang khối chia và bộ điều khiển nguồn (hình 1).Bộ điều khiển chia điều khiển khối chia thôngqua cổng song song (LPT) gồm 19 đườngtruyền theo chuẩn RS-485.Hình 3. Cấu trúc khối chia (БК)Cấu tạo khối ...