[发明专利]一种多场源电阻率层析成像测量系统和方法

权利要求书

1.一种多场源电阻率层析成像测量系统，其特征在于，该系统包括：

场源电极组件，包括多个场源电极，用于向目标区域的目标体输出场源信号；

电位电极组件，包括多个电位电极，用于反映所述场源信号对所述目标体产生的作用，得到测量信号；

电流测量组件，与所述场源电极组件连接，用于激发所述场源电极组件输出所述场源信号；以及

电位测量组件，与所述电位电极组件连接，用于接收所述测量信号，并将该测量信号转换为电位信号输出。

2.根据权利要求1所述的多场源电阻率层析成像测量系统，其特征在于，该系统还包括：

自由控制模块，连接至所述电流测量组件和所述电位测量组件，用于根据预先设定的信号生成相应的控制信号，从而对所述电流测量组件和所述电位测量组件的操作进行以下控制：

对所述电流测量组件向所述场源电极组件输出的激发信号进行控制；和/或

通过所述电流测量组件对所述多个场源电极进行电极转换并同时通过所述电位测量组件对所述多个电位电极进行电极转换。

3.根据权利要求2所述的多场源电阻率层析成像测量系统，其特征在于，该系统还包括：

自适应信号生成组件，连接在所述自由控制模块与所述电流测量组件之间，用于根据所述控制信号中的状态控制信号对所述电流测量组件向所述场源电极组件输出的激发信号的激发状态进行控制；以及

电极开关选址电路，连接至所述自由控制模块，并同时连接至所述电流测量组件和所述电位测量组件，用于根据所述控制信号中的转换信号来通过所述电流测量组件对所述多个场源电极进行电极转换并同时通过所述电位测量组件对所述多个电位电极进行电极转换。

4.根据权利要求3所述的多场源电阻率层析成像测量系统，其特征在于，

所述自适应信号生成组件为数字调压信号发生器，用于根据所述状态控制信号控制所述激发信号为特定波形信号；和/或

所述电位测量组件为多通道并行采集卡，用于在所述电位电极组件包括多个电位电极的情况下，同时获取所述多个电位电极的电位信号。

5.根据权利要求1至4中任意一项权利要求所述的多场源电阻率层析成像测量系统，其特征在于，该系统还包括：

成像模块，与所述电位测量组件和所述电流测量组件连接，用于根据所述电位信号、所述场源信号和初始模型参数，通过成像算法得到所述目标体的电导率的反演值；

其中，所述初始模型参数包括所述目标体的电导率的预估值、计算电极电位的预估值、计算电极的接触电阻、计算电极的场源信号、计算电极所处的电场强度预估值，所述计算电极包括场源电极和电位电极，所述电位信号通过所述电位测量组件测量得到，所述场源信号通过所述电流测量组件测量得到。

6.根据权利要求5所述的多场源电阻率层析成像测量系统，其特征在于，所述成像模块包括：

正演计算子模块，根据所述场源信号和初始模型参数，通过正演计算算法计算每一个计算电极的正演模拟电位值；

反演计算子模块，根据所述每一个计算电极的正演模拟电位值计算正演模拟数据，并根据所述正演模拟数据、所述电位测量组件输出的所述电位信号以及所述目标体的电导率的预估值计算电导率修正值；以及

电导率修正子模块，根据所述电导率修正值修正所述目标体的电导率的预估值，得到电导率的当前值；

其中，用所述电导率的当前值替代所述初始模型参数中的电导率的预估值，反复通过所述正演计算子模块、所述反演计算子模块和所述电导率修正子模块进行迭代计算，直至达到预定迭代计算次数，从而得到电导率的反演值。

7.一种多场源电阻率层析成像测量方法，其特征在于，该方法包括：

通过包括多个场源电极的场源电极组件向目标区域的目标体输出场源信号；

通过电流测量组件激发所述场源电极组件输出所述场源信号；

通过包括多个电位电极的电位电极组件反映所述场源信号对所述目标体产生的作用，得到测量信号；以及

通过电位测量组件接收所述测量信号，并将该测量信号转换为电位信号输出。