DOI： 10.11817/j.issn.1672-7207.2021.03.030

岩矿石电性参数测量的精密电流编码信号发送系统

程辉^{1, 2}，崔峻卿¹，付国红^{1, 2}，傅崧原¹，钟湘琴¹

(1. 湖南科技大学 先进矿山装备教育部工程研究中心，湖南 湘潭，411201；

2. 桂林理工大学 广西隐伏金属矿产勘查重点实验室，广西 桂林，541006)

摘要：针对岩矿石电性参数测量工作中电阻率跨度大、所需测量频率范围宽、存在与电流密度相关的非线性效应等问题，研发一种用于测量岩矿石电性参数的精密电流编码信号发送系统。首先，对2种电流源实现方案进行可行性分析，确定电压-电流的转换方案，并给出MCU+FPGA架构系统框图；其次，详细分析电压-电流转换电路原理，通过改进输出反馈回路获取更大的输出阻抗；第三，理论分析电压-电流转换电路，在仿真分析直流特性和交流特性的基础上，推导出电路元件的参数取值条件，并总结仿真中出现误差的原因；最后，采用阻容模型对系统的直流特性和交流特性进行实验验证。研究结果表明：系统的信号输出频率范围为1.0×10^-3~1.0×10⁴ Hz；输出电流范围为1 μA~20 mA，并可通过精密电位器实现连续电流可调输出，驱动负载阻抗范围为10 Ω~10 MΩ；系统可精确控制流过岩矿石标本的电流密度，避免非线性效应产生；信号发送系统输出直流电流稳定度相对误差小于0.5%，在测量频带内，信号发送系统交变电流输出相对误差经标定后小于0.5%。该系统基于逆重复m序列输出精密编码电流信号具有较高的输出精度，产生的逆重复m序列电流信号满足测量频率要求，适合岩矿石电性参数测量实验。

关键词：逆重复m序列；精密电流源；岩矿石；电性参数；发送系统

中图分类号：P631.325          文献标志码：A             开放科学(资源服务)标识码(OSID)：

文章编号：1672-7207（2021）03-0994-10

Precise current encoding signal transmitting system for measuring electrical parameters of rock and ore

CHENG　Hui^{1, 2}, CUI　Junqing¹, FU　Guohong^{1, 2}, FU　Songyuan¹, ZHONG　Xiangqin¹

(1. Engineering Research Center of Advanced Mining Equipment, Ministry of Education, Hunan University of Science and Technology, Xiangtan 411201, China;

2. Guangxi Key Laboratory of Exploration for Hidden Metallic Ore Deposits, Guilin University of Technology, Guilin 541006, China)

Abstract: Obtaining accurate electrical parameters of rock and ore was difficult, due to the large resistivity span, wide frequency range and the nonlinear effects related to current density. To address these problems, a precise current signal transmitting system encoded by the Invert-Repeated m-Pseudorandom Binary sequence (IRmPRBS) was proposed. Firstly, the feasibility of two current source schemes was analyzed to determine the voltage-current conversion scheme and the system diagram of the MCU+FPGA structure was produced. Secondly, the output feedback circuit to increase the output impedance was improved. Thirdly, by simulating the characteristics of direct current (DC) and alternating current(AC), the parameters of the circuit elements and the reasons of the simulation errors were derived. Finally, the DC and AC characteristics of the system by the resistance capacitance model were verified. The results show that the output frequency range of the system is 1.0×10^-3-1.0×10⁴ Hz. The output current has a range of 1 μA-20 mA, which can be continuously adjusted by a precision potentiometer to achieve a load impedance ranging from 10 Ω-10 MΩ. The density of the current flowing through rock and ore can be accurately controlled to avoid nonlinear effect. The output DC current stability relative error of the transmitting system is less than 0.5%, and the output AC current relative error is less than 0.5% after calibration in the measurement frequency range. The system is based on IRmPRBS, so the output coded current signal has high accuracy. The generated current signal has a frequency range that is wide enough for electrical parameter measurement and is suitable for rock and ore electrical parameter measurement.

Key words: IRmPRBS; precise current source; rock and ore; electrical parameters; transmitting system

岩矿石电性参数是电法勘探的重要基础数据，不仅支撑理论方法研究，而且指导野外实际勘探工作的方法选择、反演模型的建立以及最终的资料解释。PELTON等^[1-3]进行了大量的野外露头、室内标本以及人造标本的测定工作，在实验观测岩矿石标本电性参数的同时，开展相应导电机理研究并提出导电模型，解释结构构造、矿物类型和颗粒粒径等岩性参数对电性参数的影响；GURIN等^[4-5]研究了多种人工岩矿石标本，提出一个半经验模型，并得出了时间常数、颗粒矿物类型、颗粒半径以及孔隙溶液与岩矿石电阻率的经验关系，同时对含黄铁矿的天然样本进行了CT扫描数据与激发极化数据的对比分析，认为矿石颗粒与孔隙水的部分或完全隔离会降低矿石整体的激发极化效应。

国内也有大量学者为岩矿石电性参数测量做出了重要贡献，何继善等^[6-7]研究非线性效应产生的机理，认为非线性效应与电流密度有关；张赛珍^[8]通过大量实验，研究了岩矿石标本的激电特征与构造的关系；王庆乙等^[9]提出相对于视电参数的真电参数测量方法，提高了岩矿石标本电性参数的测量准确度；底青云等^[10-14]在岩矿石频率响应计算和伪随机电法及相关辨识方法上做出了重要贡献；贾将等^[15]研究了岩心激发极化实验系统；黄理善等^[16-18]等研究岩矿石复电阻率在不同应用环境中的模型；向葵等^[19-21]对不同地区不同岩性的岩石电性参数频散特性进行了实验研究；何兰芳^[22]深入研究特殊岩石电磁学并进行相应的岩矿电性参数实验；肖占山等^[23]提出了基于频散特性的储层参数评估方法；刘卫强等^[24]提出了一种抗干扰数据处理方法并用于大规模探测。

上述文献所涉及的观测方案大多基于变频法。变频法具有波形便于产生和振幅易控制的优点；但存在以下缺点：

1) 受工作方式限制，装置按预设频率表产生，依次完成每个频率发送与接收工作，测量效率低，低频和超低频段测量时尤为明显。

2) 发送电压源信号难以控制电流密度，容易在测量过程中因电流过大导致岩矿石标本产生非线性响应。

3) 为了避免非线性效应则需要在测量回路中加入电流监测装置，增加测量设备的复杂度。

因此，亟需研究一种能够产生电流信号的发送系统，提高观测速度并避免非线性效应产生。由于岩矿石标本导电机理的复杂性，针对岩矿石标本电性参数测量的信号发送系统需要确定系统的负载驱动能力、输出频率范围和输出电流。与上述技术指标相关的岩矿石标本电学特征，体现在以下3点：

1) 岩矿石电阻率跨度大，大多分布在10~10⁵ Ω·m范围内，要求发送系统负载驱动能力较强，同时电流精度高。

2) 频带分布范围宽，大多分布在1.0×10^-3~1.0×10⁴ Hz，张赛珍^[8]受测量设备频带宽度所限，仅在1.0×10^-3~1.0×10² Hz的频率范围内进行了测量，结果表明部分标本在最高频率处未达到相位峰值，只测得相频曲线的左翼，因此，发送系统应有足够的信号输出频带宽度。

3) 岩矿石在激发极化过程中存在与电流密度相关的非线性效应，何继善等^[6-7]发现金属硫化矿物和磁铁矿在电流密度为1 μA/cm²左右时会出现明显的非线性效应，石墨等碳质矿物产生非线性效应时的电流密度约为50 μA/cm²，因此，信号发送系统应具备稳定可靠的微安级电流输出能力。

针对以上问题，将逆重复m序列引入到岩矿石电性参数测量中，设计激励场源为逆重复m序列编码的电流信号发送系统，提高测量效率，避免采用电压源信号作为激励源时带来的不便。本文根据前述信号发送系统的设计要求，进行电流源输出方案的可行性分析、电路设计与仿真以及样机实验，为岩矿石电性参数测量系统的进一步研发奠定基础。

1  电流源方案可行性

目前较大功率的发送系统主要是以全桥逆变电路为核心。若采用全桥逆变的方案，大致实现方法为：产生高精度恒定直流电流，通过全桥逆变对电流编码，生成伪随机编码电流信号并输出至供电电极上。实现方案如图1所示。

图1　全桥逆变方案

Fig. 1　Full bridge inverter scheme

根据设计频带宽度要求，全桥逆变方案为了达到较高的逆变频率，需采用高速开关器件作为全桥逆变的桥臂。研究中按照设计要求筛选出多个公司生产的多种高速场效应管(MOSFET)器件，分别搭建全桥逆变电路进行实验，结果表明现有高速MOSFET不能有效关断微安级电流，无法输出逆变信号，总结原因为高速MOSFET的关断阻抗不够高，此类器件多追求低导通电阻、低关断时间和低开启时间，且器件数据手册中并无关断阻抗的具体技术参数。在此情况下，经多次计算与实验测量，高速MOSFET的关断阻抗范围在30~200 kΩ，全桥逆变电路的原理图及其在微安级电流驱动下的等效电路如图2所示，导通的MOSFET等效为闭合开关与电阻并联，关断的MOSFET等效为开路开关与电阻并联，当电流源输出电流为10 μA时，开路桥臂的压降最大为2 V左右，桥臂仍然处于导通状态，无法有效关断，因此，该方案在针对微安级电流输出时不可行。

图2　全桥逆变电路原理图及其等效电路图

Fig. 2　Schematic diagram of full bridge inverter and equivalent circuit diagram driven by microampere current

本发送系统选择电压-电流(V-I)转换电路的设计方案，如图3所示。此方案硬件实现较复杂，设计需要注意2个关键点：

1) 构成V-I转换电路的运算放大器需要保证偏置电流I_b≤10 pA，还要保证带宽大于10 MHz，即保证精度要求的同时，满足频率响应需求。

2) 所有输出电流全部由运算放大器提供，当负载过大时将会降低运算放大器的实际带宽。常见的V-I转换电路大多无法同时兼顾较大频带宽度与较高输出电流精度，本设计采用改进型howland电路达到设计要求。

图3　V-I转换方案图

Fig. 3　V-I conversion scheme diagram

发送系统采用MCU(微控制器)+FPGA(现场可编程逻辑门阵列)架构，如图4所示。其中，MCU负责外围设备的通讯、存储、人机交互、显示、测量和控制输出信号等工作；FPGA构成信号产生模块，产生所需的多种信号。将FPGA输出的电压信号经过双极性转换后送入V-I转换电路，输出双极性逆重复m序列编码的精密电流信号。

图4　信号发送系统设计框图

Fig. 4　Block diagram of signal generation system

2  V-I转换电路仿真

发送系统的核心任务是由FPGA芯片编码产生伪随机逆重复m序列的单极性电压信号之后，采用双电源电压比较器将单极性电压信号转换成双极性电压信号，输出双极性电压信号时采用多组精密电位器调节输出电压，实现双极性电压信号输出的连续可调；双极性电压信号通过缓冲器送入V-I转换电路，产生双极性逆重复m序列编码的电流信号；MCU同时检测输出电流，当电流不满足实验所需电流时，通过调整精密电位器，调节输出双极性信号电压，从而得到实验所需电流输出，防止因激励信号过小或过大导致实验失败。

V-I转换电路原理如图5所示，图5中R₁~R₅为比例电阻，R_L为负载电阻，U₁和U₂为运算放大器，U_i为输入电压，U_o为运放U₁的输出电压，U_x为输出给负载的电压，I_o为输出电流。由图5可见：U₁与各反馈回路电阻构成改进型Howland电流源电路，其负反馈回路为电流反馈，正反馈回路为电压反馈。为提高电路稳定性，降低运放U₁的功耗，改善运放的发热情况，在改进型Howland电流源电路的基础上，引入U₂作为输出电压反馈回路的缓冲器，隔离输出回路与电压反馈回路，避免电压反馈回路需要较大的电流时，U₁输出电流过大导致发热严重，同时避免输出回路与电压反馈回路之间的干扰。

图5　V-I转换电路原理图

Fig. 5　Schematic diagram of V-I conversion circuit

下面推导V-I转换关系，设运放工作在理想状态，U₊和U_-分别为的正相和反相输入电压，根据虚短，令：

(1)

根据虚断和基尔霍夫电流定理(KCL)有：

(2)

(3)

(4)

(5)

联立式(2)~(5)，整理得：

(6)

若使电路构成电流源，即输出电流与负载无关，则需：

(7)

若式(7)成立，则有：

(8)

令，则。

此时，输出电流仅与输入电压以及R₅有关。

分别对V-I转换电路进行直流扫描分析和交流扫描分析。直流扫描分析将输入扫描电压范围设置为-4~4 V，扫描步进取1 mV，比例电阻R₅取1 kΩ，输出负载R_L分别设置为1 kΩ，10 kΩ，100 kΩ，1 MΩ和10 MΩ。仿真的直流传输特性如图6所示。

图6　不同负载条件下V-I转换电路的直流传输特性

Fig. 6　DC transmission characteristics of V-I converter under different loads

由于运放输出电压范围有限，输出电流过大会导致运放输出饱和，运放的饱和工作范围与输出电流共同决定系统的负载驱动能力，从图6可以看到：当负载为10 MΩ时，系统线性工作区仍可输出1 μA电流，满足输出电流要求；同时注意到当系统线性区域较小时，存在输出偏移现象，系运放输入偏置电压导致。因此，电路设计时需要增加输入偏移调节电路，将输入信号的幅值适当偏移，从而保证输出电流正负平衡。此外也可以将比例电阻R₅增大，如增大至10 kΩ，可将线性工作区扩大10倍，相应的输入电压范围扩大10倍，从而降低运放偏置电压的影响。

交流扫描分析的扫描起止频率设置为0.001 Hz~1 GHz，以十倍频方式扫描，运放输出响应会受负载影响，高负载条件下带宽明显降低。由于岩矿石标本的电阻率分布范围较大，有必要在整个负载范围内进行交流扫描分析，R_L分别取100 Ω，1 kΩ，10 kΩ，100 kΩ，1 MΩ和10 MΩ，结果如图7所示。由图7可见：电路的频率响应带宽随负载增大而降低，且负载每增大10倍，频带宽度降低为原频带宽度的10%。当负载小于1 MΩ时，输出响应频带宽度大于10 kHz，当负载为10 MΩ时，输出频带宽度降低到1 kHz。因此，在测量时，若工作负载在频率大于1 kHz时，其阻抗仍大于1 MΩ，则需要根据系统实测的传递函数修正由频带范围降低带来的误差。

当负载小于1 MΩ时，其频率响应满足设计指标，在整个测量频带范围内，幅频曲线线性度好且增益小于1，表明系统处于稳定状态。此时，电路交流性能稳定，理论上能在设计频带范围内实现不失真输出，满足设计要求。

图7　不同负载的交流扫描伯德图

Fig. 7　AC sweep Bode diagram of different loads

3  实验验证

研发的系统样机分别测试信号发送系统的直流稳定性和交流输出精度，如图8所示，实验中接收装置采用NI公司的NI–PXIe4497数据采集卡采集数据，最大采样率为204.8 kS/s，具有24位A/D转换精度，除输入阻抗相对较低外，其他指标满足测试需求。在采集卡输入级采用电压跟随电路完成阻抗变换，进而采用电流-电压转换电路进行信号调理，完成阻抗变换，解决采集卡输入阻抗相对较低以及电流-电压信号转换的问题，调理电路采用低漂移、高精度运放器件，在硬件上降低对测量结果的影响，并对调理电路进行标定消除误差。直流稳定性分为时间稳定性和负载稳定性，交流输出精度为了确定系统在不同频率下的输出电流精度，通过阻容模型进行对比验证。

图8　电路板实物图

Fig. 8　Physical diagram of circuit board

3.1　直流输出的时间稳定性测试

在量程范围内分别选取±1，±4，±8，±10，±20，±40，±80，±100和±200μA的电流进行测量，测量间隔5 min，单次测量时长30 min，结果如表1所示，最大标准差不超过0.004 μA，表明量程范围内直流输出稳定性良好。

表1　测量数据的标准差

Table 1　Standard deviation of measurement data    μA

3.2　直流输出的负载稳定性测试

负载稳定性测试涉及到发送电流的驱动能力，受最大输出电压范围限制，在选用200 μA电流时，最大仅能测得50 kΩ的负载。若要测得尽可能宽的负载范围，需选用较小的输出电流，同时由于电路输出精度主要取决于器件自身性能，并体现在最小电流的输出精度上，为此选取2 μA为典型值进行稳定性测试。固定输出电流为2 μA，依次改变负载为100 Ω，1 kΩ，10 kΩ，100 kΩ和1 MΩ，采用转换比例为1:10 000的电流-电压转换电路进行测量，测量结果如图9所示。在不同负载下，电流输出稳定度较高，整体偏差小于0.5%。

图9　不同负载的稳定性误差曲线

Fig. 9　Stability error curve for different loads

3.3　交流性能测试

岩矿石标本的频域电性特征实验利用Cole-Cole模型表示，由于岩矿石标本的真实值较难准确获得，但可用阻容模型替代岩矿石标本测试仪器的交流性能，如图10所示。发送信号详细参数为电流=50 μA，逆重复m序列的阶数n=5，码元频率f_c分别为0.062，0.62，6.2，62，625，6 250和62 000 Hz。

图10　阻容模型及其幅频特性

Fig. 10　Resistance capacitance model and its amplitude-frequency characteristics

图11所示为f_c=62 kHz时实测最高频组电流波形。测量频带范围为0.001 Hz~11 kHz，按十倍频设置频组，2个相邻频组间有重复频段，共包含90个频点如表2所示，实现单次单周期覆盖测量频带用时约18.5 min，若采用变频法单次单周期测量以上频点需要耗时约42.6 min。

表2　5阶逆重复m序列各频组测量频率分布

Table 2　Frequency distribution of each frequency group of 5-order IRmPRBS

图11　实测最高频组电流波形图(n=5，f_c=62 kHz，=50 μA)

Fig. 11　Measured current waveform of the highest frequency group (n=5, f_c=62 kHz, =50 μA)

图12所示为转折频率附近频组的输出响应波形图及功率谱图。从图12(a)可见：当频率小于转折频率时，输出波形无明显失真；当频率位于转折频率附近时，图12(b)~(d)中随着码元频率升高，输出波形幅值减小，且失真更明显。

图13所示为测得频率响应与理论值对比图。从图13可见：测得幅频曲线在工频附近无明显变化，测量误差随频率增大逐渐增大，误差主要来源于系统误差，包括发送端输出响应误差、阻容模型所用元器件标称值与真实值的误差、测量回路中调理电路引入的误差以及寄生电抗引入的误差等。

图12　转折频率附近频组响应波形及功率谱

Fig. 12　Response waveform of frequency group and power spectrum near the turning frequency

为降低系统误差，首先用测得数据求得拟合频率响应函数，然后与理论频率响应函数进行对比计算，求取标定曲线并对系统进行标定。为验证标定效果，另取f_c为25 kHz的频组重新测量，此频组所包含的频率分量与前文所用测量频组的频率均不重复，且主要覆盖频率响应误差较大的频段，详细测量频率分量见表3。将测得结果通过标定曲线修正后，最终测量结果呈现于图13中，测量误差如表3所示，标定后的测量相对误差小于0.5%。

图13　频率响应理论值与测量值对比

Fig. 13　Comparison of theoretical value and measured value of frequency response

表3　标定后的模值测量误差表

Table 3　Measurement error of Modulus after calibration

4  结论与展望

1) 选用逆重复m序列的阶数与码元频率，实现0.001 Hz~10 kHz频率范围的有效覆盖，编码频点密度远高于现有变频法频点密度。

2) 通过改进的V-I转换电路，实现最小1 μA的精密电流信号输出，并在1 μA~20 mA范围内连续可调，可精确控制电流强度，避免非线性效应。

3) 发送系统最高可驱动阻抗为10⁷ Ω的负载，可较大程度满足岩矿石标本电阻率在10~10⁵ Ω·m范围的驱动需求，同时满足测量时发送电流稳定性需求。

在测试过程中发现，系统仍存在不足之处，主要体现在：

1) 负载阻抗大于1 MΩ时，会因系统输出频带宽度降低，在1~10 kHz产生一定输出误差，此时可以通过频率校正来减小该系统误差，本文中对该校正方法仅进行初步讨论。

2) 标定工作中搭建的阻容模型器件精度及其拟合方法均可进行相应改进，获取更高标定精度，从而进一步消除系统误差。

本精密电流信号发送系统的直流恒流输出的电流波动范围小于0.5%，标定后的交流测量精度相对误差小于0.5%，达到了较高精度水平，可满足岩矿石频域电性参数测量要求。

参考文献：

[1] PELTON W H, WARD S H, HALLOF P G, et al. Mineral discrimination and removal of inductive coupling with multifrequency ip[J]. Geophysics, 1978, 43(3): 588-609.

[2] ZONGE K L, WYNN J C. Recent advances and applications in complex resistivity measurements[J]. Geophysics, 1975, 40(5): 851-864.

[3] HALLOF P G. The ip phase measurement and inductive coupling[J]. Geophysics, 1974, 39(5): 650-665.

[4] GURIN G, TITOV K, ILYIN Y, et al. Induced polarization of disseminated electronically conductive minerals: a semi-empirical model[J]. Geophysical Journal International, 2015, 200(3): 1555-1565.

[5] GURIN G, ILYIN Y, NILOV S, et al. Induced polarization of rocks containing pyrite: Interpretation based on X-ray computed tomography[J]. Journal of Applied Geophysics, 2018, 154: 50-63.

[6] 何继善, 李大庆, 汤井田. 频谱激电非线性效应的理论模型[J]. 地球物理学报, 1995, 38(5): 662-669.

HE Jishan, LI Daqing, TANG Jingtian. Equivalent circuit of nonlinear effect of spectral ip[J]. Chinese Journal of Geophysics, 1995, 38(5): 662-669.

[7] 何继善, 李大庆, 汤井田. 双频道频谱激电非线性效应研究[J]. 地球物理学报, 1995, 38(5): 670-675.

HE Jishan, LI Daqing, TANG Jingtian. Nonlinear effect of dual-frequency ip spectrum[J]. Chinese Journal of Geophysics, 1995, 38(5): 670-675.

[8] 张赛珍. 岩(矿)石频谱激电特征与结构构造和导电矿物成分[M]. 北京: 中国科学技术出版社, 1994: 1-8.

ZHANG Saizhen. Characteristics of rock (ore) spectrum and its structure and conductive mineral composition[M]. Beijing: China Science and Technology Press, 1994: 1-8.

[9] 王庆乙, 邱钢, 代丽, 等. 岩矿石标本真电参数的测试方法与测试系统(WXE)的研制[J]. 物探与化探, 2014, 38(4): 787-792.

WANG Qingyi, QIU Gang, DAI Li, et al. The development of new test system WXE[J]. Geophysical and Geochemical Exploration, 2014, 38(4): 787-792.

[10] 底青云, 方广有, 张一鸣. 地面电磁探测系统(SEP)研究[J]. 地球物理学报, 2013, 56(11): 3629-3639.

DI Qingyun, FANG Guangyou, ZHANG Yiming. Research of the surface electromagnetic prospecting(SEP)system[J]. Chinese Journal of Geophysics, 2013, 56(11): 3629-3639.

[11] 武欣, 薛国强, 底青云, 等. 伪随机编码源电磁响应的精细辨识[J]. 地球物理学报, 2015, 58(8): 2792-2802.

WU Xin, XUE Guoqiang, DI Qingyun, et al. Accurate identification for the electromagnetic impulse response of the earth with pseudo random coded waveforms[J]. Chinese Journal of Geophysics, 2015, 58(8): 2792-2802.

[12] 程辉, 底青云, 李帝铨. 频率信号激励下岩石电性参数研究[J]. 地球物理学进展, 2010, 25(3): 918-925.

CHENG Hui, DI Qingyun, LI Diquan. The discussion electrical properties of rocks base on frequency response characteristics[J]. Progress in Geophysics, 2010, 25(3): 918-925.

[13] 王显祥, 底青云, 王妙月, 等. 基于m伪随机序列的电磁法抗噪能力分析[J]. 地球物理学报, 2016, 59(5): 1861-1874.

WANG Xianxiang, DI Qingyun, WANG Miaoyue, et al. A study on the noise immunity of electromagnetic methods based on m pseudo-random sequence[J]. Chinese Journal of Geophysics, 2016, 59(5): 1861-1874.

[14] 石琦, 刘丽华, 倪志康, 等. 伪随机编码磁性源瞬变电磁发射技术及电磁响应分析[J]. 中南大学学报(自然科学版), 2020, 51(5): 1268-1278.

SHI Qi, LIU Lihua, NI Zhikang, et al. Pseudo-random coded magnetic source transient electromagnetic emission technology and electromagnetic response analysis[J]. Journal of Central South University(Science and Technology), 2020, 51(5): 1268-1278.

[15] 贾将, 柯式镇, 张冰, 等. 岩心激发极化实验系统研究[J]. 中南大学学报(自然科学版), 2019, 50(4): 908-914.

JIA Jiang, KE Shizhen, ZHANG Bing, et al. Research on core induced polarization experimental system[J]. Journal of Central South University(Science and Technology), 2019, 50(4): 908-914.

[16] 黄理善, 敬荣中, 张胜业, 等. 岩矿石模型的复电阻率研究[J]. 地球物理学进展, 2014, 29(6): 2657-2664.

HUANG Lishan, JING Rongzhong, ZHANG Shengye, et al. Study of the complex resistivity of rocks and ores model[J]. Progress in Geophysics, 2014, 29(6): 2657-2664.

[17] 柯式镇, 冯启宁, 何亿成, 等. 电极法复电阻率测井研究[J]. 石油学报, 2006, 27(2): 89-92.

KE Shizhen, FENG Qining, HE Yicheng, et al. Study on complex resistivity well logging with electrode antenna[J]. Acta Petrolei Sinica, 2006, 27(2): 89-92.

[18] 李建军, 邓少贵, 范宜仁, 等. 岩样复电阻率影响因素研究 [J]. 测井技术, 2005, 29(1): 11-14, 90.

LI Jianjun, DENG Shaogui, FAN Yiren, et al. Study on influential factors on core's complex resistivity [J]. Well Logging Technology, 2005, 29(1): 11-14, 90.

[19] 向葵, 胡文宝, 严良俊, 等. 川黔地区页岩复电阻率的频散特性[J]. 石油地球物理勘探, 2014, 49(5): 1013-1019.

XIANG Kui, HU Wenbao, YAN Liangjun, et al. Complex resistivity dispersion characteristics of shale samples in Sichuan and Guizhou area[J]. Oil Geophysical Prospecting, 2014, 49(5): 1013-1019.

[20] 赵云生, 肖占山, 田钢, 等. 不同物性参数的岩石电性参数频散特性实验[J]. 地球物理学进展, 2015, 30(1): 339-342.

ZHAO Yunsheng, XIAO Zhanshan, TIAN Gang, et al. Experiments of rock's electrical parameter dispersion properties with different physical parameters[J]. Progress in Geophysics, 2015, 30(1): 339-342.

[21] 赵云生, 肖占山, 仇亚平, 等. 特殊岩性岩石电性参数频散特性试验研究[J]. 石油天然气学报, 2014, 36(12): 98-101.

ZHAO Yunsheng, XIAO Zhanshan, QIU Yaping, et al. Experiment on rock-electrical parameter dispersion characteristics of special lithology[J]. Journal of Oil and Gas Technology, 2014, 36(12): 98-101.

[22] 何兰芳. 罗布莎超基性岩与上扬子黑色页岩岩石电磁学[D]. 南京: 南京大学地球科学与工程学院, 2014: 32-50.

HE Lanfang. Petro-electricity and its origin: examples from luobusha ultramafic rock and Upper Yangtze black shale[D]. Nanjing: Nanjing University. School of Earth Sciences and Engineering, 2014: 32-50.

[23] 肖占山, 赵云生, 赵宝成, 等. 基于岩石电性参数频散特性的储层参数评价方法[J]. 物探与化探, 2019, 43(5): 1105-1110.

XIAO Zhanshan, ZHAO Yunsheng, ZHAO Baocheng, et al. The evaluation method of reservoir parameters based on the rock's electrical parameter dispersion properties[J]. Geophysical and Geochemical Exploration, 2019, 43(5): 1105-1110.

[24] 刘卫强, 吕庆田, 林品荣, 等. 多周期全波形激电抗干扰数据处理方法及在大规模探测中的应用分析[J]. 地球物理学报, 2019, 62(10): 3934-3949.

LIU Weiqiang, LU Qingtian, LIN Pinrong, et al. Anti-interference processing of multi-period full-waveform induced polarization data and its application to large-scale exploration[J]. Chinese Journal of Geophysics, 2019, 62(10): 3934-3949.

(编辑  秦明阳)

收稿日期： 2020 -07 -03; 修回日期： 2020 -09 -10

基金项目(Foundation item)：国家重点研发计划项目(2018YFC0603900)；国家自然科学基金资助项目(42074219)) (Project(2018YFC0603900) supported by the National Key Research & Development Program of China; Project(42074219) supported by the National Natural Science Foundation of China)

作者简介：程辉，博士，从事岩矿石电性特征及观测系统研究，E-mail：chenghui0714@hotmail.com.

引用格式： 程辉, 崔峻卿, 付国红, 等. 岩矿石电性参数测量的精密电流编码信号发送系统[J]. 中南大学学报(自然科学版), 2021, 52(3): 994-1003.

Citation: CHENG Hui, CUI Junqing, FU Guohong, et al. Precise current encoding signal transmitting system for measuring electrical parameters of rock and ore[J]. Journal of Central South University(Science and Technology), 2021, 52(3): 994-1003.