Томография электрического сопротивления - Electrical resistivity tomography

2D инверсия удельного сопротивления данных ERT
Развертывание постоянного профиля томографии электрического сопротивления на продольном срезе активного оползня.

Томография электрического сопротивления (ERT) или же визуализация удельного электрического сопротивления (ERI) это геофизическая техника за визуализация подповерхностные структуры по результатам измерений удельного электрического сопротивления, выполненных на поверхности, или электроды в одном или нескольких скважины. Если электроды подвешены в скважинах, можно исследовать более глубокие участки. Это тесно связано с техникой медицинской визуализации. электроимпедансная томография (EIT), а математически то же самое обратная задача. Однако в отличие от медицинской EIT, ERT - это, по сути, метод постоянного тока. Родственный геофизический метод, наведенная поляризация (или же спектрально-индуцированная поляризация ), измеряет переходную характеристику и направлен на определение свойств подповерхностной заряжаемости.

История

Этот метод развился из методов электроразведки, предшествовавших цифровым компьютерам, где искали слои или аномалии, а не изображения. Ранние работы над математической проблемой в 1930-х годах предполагали использование слоистой среды (см., Например, Лангера, Слихтера). Андрей Николаевич Тихонов который наиболее известен своими работами по регуляризации обратных задач, также работал над этой проблемой. Он подробно объясняет, как решить проблему ERT в простом случае двухслойной среды. В 1940-х годах он сотрудничал с геофизиками и без помощи компьютеров открыл большие залежи меди. В результате они были удостоены Государственной премии Советского Союза.

Андрей Николаевич Тихонов, «отец ЕРТ»

Когда адекватные компьютеры стали широко доступны, обратная задача ERT могла быть решена численно. Работа Локи и Баркера в Бирмингемский университет был одним из первых таких решений, и их подход до сих пор широко используется.

Благодаря прогрессу в области томографии электрического сопротивления (ERT) от 1D к 2D, а теперь и к 3D, ERT исследовала множество областей. Приложения ERT включают исследование неисправностей, исследование уровня грунтовых вод, определение влажности почвы и многие другие. В визуализации промышленных процессов ERT может использоваться аналогично медицинской EIT, чтобы отобразить распределение проводимости в смесительных сосудах и трубах. В этом контексте его обычно называют Томография электрического сопротивления, подчеркивая количество, которое измеряется, а не отображается.

Смотрите также

Рекомендации

  • Лангер, Р. Э. (1933-10-01). «Обратная задача в дифференциальных уравнениях». Бюллетень Американского математического общества. Американское математическое общество (AMS). 39 (10): 814–821. Дои:10.1090 / с0002-9904-1933-05752-х. ISSN  0002-9904.
  • Слихтер, Л. Б. (1933). «Интерпретация метода поиска сопротивлений горизонтальных сооружений». Физика. Издательство AIP. 4 (9): 307–322. Дои:10.1063/1.1745198. ISSN  0148-6349.
  • Лангер, Р. Э. (1936-10-01). «Об определении электропроводности земли по наблюдаемым поверхностным потенциалам». Бюллетень Американского математического общества. Американское математическое общество (AMS). 42 (10): 747–755. Дои:10.1090 / s0002-9904-1936-06420-7. ISSN  0002-9904.
  • Тихонов, А. Н. (1949). О единственности решения задачи электроразведки. Доклады Академии Наук СССР (на русском). 69 (6): 797–800.
  • А.П. Кальдерон, Об обратной краевой задаче, в семинаре по численному анализу и его приложениям к физике сплошных сред, Рио-де-Жанейро. 1980 г. Отсканированная копия бумаги
  • Локи, М. (2004). Учебное пособие: 2-х и 3-хмерные электрические исследования изображений (PDF). Получено 2007-06-11.
  • Loke, M.H .; Баркер, Р.Д. (1996). «Быстрая инверсия методом наименьших квадратов псевдоразрезов кажущегося сопротивления методом квазиньютона». Геофизическая разведка. Вайли. 44 (1): 131–152. Дои:10.1111 / j.1365-2478.1996.tb00142.x. ISSN  0016-8025.
  • Loke, M.H .; Баркер, Р.Д. (1996). «Практические методы исследования удельного сопротивления 3D и инверсии данных». Геофизическая разведка. Вайли. 44 (3): 499–523. Дои:10.1111 / j.1365-2478.1996.tb00162.x. ISSN  0016-8025.