淺談物探儀器自檢方法

【摘 要】 從計量認證工作入手，針對物探儀器設備的特點，說明了儀器設備自行定期檢驗對提供合格、準確測試數據的重要意義。而自檢方法選擇、制定和應用又是自行檢定的基礎與關鍵。通過本文分析，說明物探儀器自檢方法的選擇原則及其常用方法，對參加計量認證的有關機構或單位具有參考價值和借鑒作用。

【關鍵詞】 計量認證 物探 儀器 自檢方法

前言

中華人民共和國計量法規定，一切為社會提供公證數據的產品質量檢驗機構（單位），必須經省級以上人民政府計量行政部門對其計量檢定、測試的能力和可靠性考核合格。這就要求從事產品質量檢驗的機構（單位）必須進行計量認證，并取得計量認證合格證后，方能開展產品質量的檢驗工作。而計量認證的主要內容是：①計量檢定、測試儀器設備的性能；②計量器具的工作環境；③考核檢測人員的素質；④保證量值統一、準確的措施及檢測數據公正可靠的管理制度。由此可見，由于在產品質量檢測中所使用的計量器具品種繁多，只有對這些計量器具進行檢定、校驗或檢驗且合格后，才能保證所用計量器具的量值準確可靠、性能完好，從而保證了檢驗結果的正確，即可實現全國范圍內的檢驗結果具有統一可比性。這說明產品質量檢測是一項以數據說話，數據面前人人平等的公證性工作，培養和造就高素質上水平的檢測隊伍，選擇切實可行的檢測手段，使用先進可靠的檢測設備，制訂完善的質量保證體系，是保證檢測工作質量的重要方面。而儀器設備滿足檢測技術要求、檢測數據準確可靠，又是全部檢測工作質量的基礎保證。對于計量器具的檢定可分為強制檢定和自行定期檢定，而物探儀器多屬于專用計量器具一類，所以一般以自檢為主，為此就要首先選擇并制訂“物探儀器自檢方法及操作規程”以滿足物探儀器定期自檢的要求。本文就是基于此點，與計量檢定同行共同探討儀器自檢方法的選擇問題，鑒于水平所限，不妥之處敬請指正。

自檢方法

物探儀器設備的計量檢定一般無現成校驗規程可循，此時應按照計量認證考核合格的自編校驗方法或者應用對比的方法進行校準。而自編的校驗方法是對計量器具受檢項目進行檢驗時，所規定的具體操作方法和步驟，它應具備明確、科學、具體、簡便、實用、可操作的一般原則，且所用公式及其使用常數和系數都必須有可靠的依據或來源。

1. 彈性波類儀器自檢方法

該類儀器可選用空氣縱波速度標準值與實測空氣縱波速度值對比的方法進行自行定期檢驗。具體操作如下：

1.1將拾震器及波源發生器按一定的間距一字排開并置于空氣中，通過觀測儀器記錄空氣中拾震器所接收的由波源發生器產生的震動波。

1.2以拾震器到波源發生器之間的一系列間距為橫坐標，空氣中縱波傳播旅行時為縱坐標繪制“時——距”曲線，并按最小二乘法求出實測空氣中的縱波傳播速度（Vc）。

1.3計算空氣縱波速度標準值Vo，

TO為校驗時大氣溫度（℃）

1.2計算空氣縱波速度標準值Vo和空氣縱波速度測量值Vc之間的相對誤差δ。

1.5判定標準：δ≤±0.5%，即認為合格，反之則認為不合格。

此類儀器還可以用標準鋼棒、純水的縱波速度作為對比標準進行自檢，但這些方法均較空氣縱波速度的自檢方法相對煩瑣或困難。

2. 直流電法類儀器自檢方法

2.1該類儀器自行定期檢驗可按《水利水電工程物探規程》中有關規定，首先對該儀器在同一測點、同一電位差兩次觀測數據的相對誤差進行檢驗，同時滿足①1～3mV測程：相對誤差小于3%；②大于4mV測程：相對誤差小于1.5%，即為合格，此后再按下列方法進行自檢。

2.2實測純水和已兌制不同礦化度水溶液（如NaCl溶液）電阻率值。實際應用表1時，由于礦化度較高時（如礦化度≥10g/l），水溶液的電阻率較小，難以測試，且誤差較大。所以一般取水溶液的礦化度范圍為0～1.0g/l即可滿足自檢要求。

2.3計算水溶液單一礦化度時表1中標準電阻率與實測電阻率之間的相對誤差。

ρo為標準值；ρc為實測值。

2.4計算n個礦化度水溶液的觀測均方誤差M。

2.5判定標準：M≤±3.5%，即認為合格，反之則認為不合格。

此類儀器設備還可以用標準電阻等作為對比標準進行校驗，但標準電阻也要進行定期強制檢驗，故一般不予采用。需要說明的是此類儀器的自行校驗還是比較煩瑣的，實測時也較困難，不知同行有無簡便明了的自校方法，可以探討和共享。我注意到有的公司采用一臺儀器在同一測點的二次測量結果進行對比校驗是不科學的，因為如果該臺儀器存在系統誤差時，一般不易通過自檢查出該儀器存在的問題，應引起注意。

3. 地質雷達儀器自檢方法

該類儀器可選用空氣電磁波速度標準值與實測空氣電磁波速度值對比自行定期檢驗的方法來實施。具體如下：

3.1選擇一處空曠的地方，其周圍一定范圍內應無金屬導線、塊體等良導體類物質，在適當位置豎立放置一定面積的金屬板（如鐵板、鋼板等）。

3.2在金屬板面中垂線方向的一定距離處設置地質雷達發射天線和接收天線。

3.3觀測并記錄電磁波通過空氣遇金屬板后反射的雷達波形圖。

3.4由原始記錄的雷達波形圖，讀取金屬板反射的雙程歷時t，進而計算空氣電磁波傳播速度Cc。

d為天線至金屬板之間的距離。

3.5根據空氣電磁波速度標準值（Co=0.3m/ns），計算空氣電磁波速度標準值Co和空氣電磁波速度測量值Cc之間的相對誤差值β。

3.6判定標準：β≤±0.5%，即認為合格，反之則認為不合格。

此類儀器還可以用標準延時光纖等時基延遲作為對比標準進行自檢，但其延時光纖的標準傳輸數據及其長度應經過嚴格的定期強檢，才能使用，采用時應予注意。

結束語

以上簡要介紹了水工物探常用儀器設備的校驗方法，其它物探技術方法所用儀器設備應根據實際情況選擇合理的自校方法進行自檢。同時在實際應用中應考慮自校方法的可行性、簡便性、科學性，易于接受也易于實施，有利于儀器設備的計量檢定，保證測試數據的公正性和準確性。同時，充分認識“以質量為中心，以標準、計量為基礎”的內在關系和涵義。質量是目的，計量是基礎，是保證和提高檢測質量的重要手段。隨著我國加入世界貿易組織，勘察設計市場的逐步開放，市場經濟的進一步發展和完善，社會質量意識的日益提高，市場經濟對質量的要求和規范化程度也越來越高，質檢機構面臨著新的發展機遇和更大的挑戰，只有在實踐中不斷總結經驗，不斷改進管理辦法，才能促進和保障質檢機構健康良性發展。

（作者單位：長江大學 地球物理與石油資源學院）