工程地球物理勘探仪器(engineering geophysical instrument)

用来观测和记录各种地球物理场分布和变化的物理测试仪器。是开展工程地球物理勘探必需的设备。简称工程物探仪器。工程物探仪器一般由信号接收系统、放大系统和记录显示系统等三部分组成。每个系统又由电子、机械和光学器件构成。其功能是将地球物理场的各种微弱信号，经放大处理后显示出可判读的各种数字和曲线，以供解释之用。

工程物探仪器随着电子技术和电子计算机技术的发展，经历了五个发展阶段：(1)20世纪50年代以前，为手工操作式的仪器，如电阻电路的直流电位计和电子管示波的单道地震仪。(2)50年代生产的是电子管电路的半自动化的仪器，如电子自动补偿仪和光点式多道浅层地震仪。(3)50至60年代是晶体管电路的仪器。(4)70年代为应用集成电路的仪器，如信号增强型地震仪等。(5)80年代生产的则采用中、大规模集成电路并配有微机处理的多功能仪器，如微机电测仪、多道信号增强型微机工程检测仪等。这类仪器在信噪比、抗干扰能力、观测精度和自动化程度等方面均有很大提高。90年代以来，有向现场直接处理资料和全自动化方向发展的趋势。

工程物探仪器分为地面仪器、井下仪器(又称测井仪)和遥感仪器(见遥感技术)。地面仪器主要包括电测仪、浅层地震仪、放射性仪、微重力仪和磁力仪等。井下仪器主要包括轻便测井仪、声波测井仪、无线电波透视仪、地下水参数放射性测井仪等。

电测仪   观测人工或天然电磁场的地面工程物探仪器。分为直流电测仪和交流电测仪。

直流电测仪   一般指广泛应用的直流电阻率仪。它是根据补偿法原理设计的自动补偿电位计。由供电、极化补偿、测量、滤波放大、显示各部分组成。用以测量地层的不同电阻率，以查明地质构造、岩溶和含水层等。80年代发展的微机电测仪能直接显示电阻率、极化率、自然电位等。直流电测仪用于电阻率法、充电法、自然电场法和激发极化法等工程电法勘探。

交流电测仪   主要有甚低频电磁仪、磁偶源频率测深仪、地质雷达和地下管线探测仪。

(1)甚低频电磁仪。主要由包括测量磁场的磁棒天线和放大器的接收仪器以及测量电场的电极等组成。它是利用长波导航电台发射的电磁波作为场源，测得因地下不均匀地质体引起电场畸变的与电磁场有关的参数，来计算大地电阻率以查明断层破碎带、岩溶发育带和暗河等。

(2)磁偶源频率i见4深仪。观测人工交变电磁场的仪器。主要由电源、控制、发射和接收四部分构成。从方法上又分为频率域和时间域电磁测深仪两大类仪器，以后者为发展方向。应用此类仪器时，不断改变仪器的工作频率来探测地下地质目标，如划分地层、探测岩溶发育带、断层破碎带等。

(3)地质雷达。利用人工发射的高频电磁波的回波探测地下各种地质体的仪器。由发射机(含发射天线)、接收机(含接收天线)、控制器、数据采集系统和打印机等组成。地质雷达仪可用于探测浅层溶洞、隐伏断层、地下旧坑道和地下管线等。

(4)地下管线探测仪。利用电磁感应原理探测地下金属管线的仪器。主要由电磁波发射机和接收机组成。根据测得的电磁场的变化规律来确定金属管线的位置，已基本达到所要求的探测精度。

浅层地震仪   用于浅层约百米以内弹性波法探测的地面工程物探仪器。它可以观测和记录由人工震源产生微弱的(几微米至几十微米)地面振动。常用的浅层地震仪是12道以下的地震仪。每个记录道均由检波器、放大器和记录仪组成。先进的信号增强地震仪，其主要仪器箱体有放大器、显示器、磁盘记录和数据采集系统、图像打印机等，并配有软件包。同类仪器还有工程检测仪(又称工程测试仪)，在工程地质勘察中可用于浅层折射法和反射法地震勘探、波速测井、地微震测量和桩基检测。记录道一般为3～6道。

放射性测定仪   探测与地质构造有关的放射性强度的地面工程物探仪器。所利用的是射线对物质的游离作用和荧光作用，前者用充气计数管测量，后者用闪烁计数器测量。按方法分为探测放射性气体元素的射气仪和探测γ、β射线的辐射仪。各种探测仪器已都采用闪烁计数器，其分辨能力强，效率高，既可测射线强度，又可区分射线能量。

射气仪又称测氡仪，主要是测定α射线的闪烁室，附属设备是抽气简和钢钎。它是一种瞬时快速测定地表长期积累未被稀释的氡气的测试仪。γ射线辐射仪主要由带碘化钠晶体和光电倍增管的探测器、放大器和记录器三部分组成。a射线辐射仪则是一种累积法测氡仪，用于α杯、α卡、活性炭α测量和210Po测量。以上仪器可用以研究地质构造、查找断裂破碎带等，在探测浅层基岩裂隙水方面有一定效果。

微重力仪   进行微重力测量的地面工程物探仪器。各国普遍采用的是石英弹簧重力仪，其主要部分是由熔融石英做成的弹簧系统。重力变化的测定采用补偿法读数，借助弹力强的补偿弹簧实现。现代的微重力仪的观测精度已达4.9μgal。

磁力仪   进行磁异常测量工作的地面工程物探仪器。分为机械式磁力仪和电子式磁力仪，前者适用于地面磁测工作。在机械式磁力仪中，常用的是悬丝式磁力仪。磁系结构即感觉磁场的灵敏系统，由磁棒、悬丝、反光镜、灵敏度螺丝和温度螺丝等组成。在工程勘察中，磁法主要用于寻找岩浆岩侵入的断裂、追索第四纪沉积物覆盖下的岩性界线，探测地下金属埋设物等。

轻便测井仪   在钻孔中测量地球物理场或钻孔结构的井下工程物探仪器。主要有电子自动测井仪、轻便数字测井仪和轻便综合测井仪。测井仪主要由地面测量和记录仪器、井下仪器(探头)，井口电缆绞车和滑轮等组成。

电子自动测井仪   利用电位差自动补偿原理间接测量电位差，由记录笔直接画出连续测井曲线(如自然电位和电阻率曲线)的仪器。

轻便数字测井仪   利用微机控制的测井仪器。一般为交直流两用。采用不同的井下探头可测多种参数，即电阻率、自然电位、激化率、声速、井中流量、磁化率等。

轻便综合测井仪   能进行多种参数测定的自动记录仪。它由测量控制器、记录仪、深度显示器和稳压电源等组成，交直流两用。只要变换不同的固体电路部件，利用不同的探头即可进行诸如电阻率、自然电位、放射性、密度、井温等测井。各种参数随深度的变化曲线自动地绘制在记录纸上。

声波测井仪   利用声波在岩石中的传播性质研究钻井剖面的井下工程物探仪器。由声波发射换能器和接收换能器、数据采集系统、记录仪等组成。在测定方法上有单孔测试和跨孔测试。井下探头有单发单收和单发双收等种类，用以记录由井壁反射的滑行波。所得到的声波速度测井曲线，可用于划分岩性剖面和求取岩石的孔隙度。

声波透视仪   对两钻孔之间的地层进行声波透视的井下工程物探仪器。包括井下发射器和地面控制台、井下接收探头和地面接收机、数据采集系统和软件包。它用于测量地层的弹性波传播速度和弹性波的吸收情况。

无线电波透视仪   在两钻孔之间进行电磁场测量的井下工程物探仪器。它主要由发射机(含发射机偶极天线)和接收机(含接收机鞭状天线)、地面记录仪、电缆绞车等组成。仪器的工作频率为0.5MHz至数十MHz。它利用在不同介质中对电磁波的反射和吸收能力的差异所反映的场强大小，以探测均匀体中的异常体，如灰岩中的溶洞、基岩破碎带等。

地下水参数放射性测井仪   用人工放射性同位素示踪法测定含水层参数的井下工程物探仪器。它由地面控制记录仪、井下闪烁探测器、电缆绞车、投源取水器等组成，可在小孔径钻孔中通过测定131I的浓度随时间的变化规律，以取得地下水的渗透系数、渗透速度、流速、流向和弥散系数等参数。