地球物理/地球科學儀器設備
GEOPHYSICAL INSTRUMENTATION
1. 電磁波探測儀器系統 (GEONICS EM GEOPHYSICAL INSTRUMENT)
(1) 大地電導度量測 ( Ground Conductivity Measurement)
1) 大地電導度探測儀 (Ground Conductivity Meter, EM31-MK2)
Geonics EM31-MK2 電導度探測儀可繪出因大地電導度改變可得到地下水污染或地下土層之特性，不用電極亦不用接觸地面即可探測砂、礫石或瀝青之電導度；探測深度約 6m ；適用於大地與環境場址調查； EM31-SH 可測得 4m 深資料，可連接 DL-600 資料擷取系統記錄傳輸與展示資料。
| • 內線圈間距：3.66m |  |
| • 操作頻率： 9.8KHz | |
| • 量測範圍： 10 ， 100 ， 1K mS/m; ± 20 ppt (in phase) | |
| • 解析度：± 0.1%F.S. | |
| • 準確度：± 5%@20mS/m; 0.03 ppt (in phase) | |
2) 大地電導度探測系統 (Ground Conductivity Meter, EM34-3)
Geonics EM34-3 電導度探測儀適用於地質與水文地質調查，特別適用於調查較深層地下水污染源與地下水資源。EM34-3 利用 3 個內線圈間距 (10 、 20 與 40m) 調查不同垂直深渡之電導度，最深可達 60m 。而 EM34-3XL 增加傳送功率與較大線圈，可改善雜訊比。
| • 自承式雙極發射 / 接收器 |  |
| • 內線圈間距與操作頻率： 10m@6.4KHz、20m@1.6KHz、 40m@0.4KHz | |
| • 量測範圍： 10 ， 100 ， 1K mS /m | |
| • 解析度：± 0.1%F.S. | |
| • 準確度：± 5%@20mS/m | |
| • 雜訊水準：0.2mS/m |
3) 大地電導度探測系統 (Ground Conductivity Meter, EM38)
Geonics EM38 可調查較淺層 ( 農業根部 ) 土壤電導度與磁化率， 2 種有效深度： 1.5m( 垂直雙極模式 ) 與 0.7m( 水平雙極模式 ) ，可繪出重要土壤參數，如鹽份與土壤含水量，可作連續或定點量測，大面積量測時，可將 EM38安裝在平台並用車輛拖拉快速量
測。可用資料擷取系統記錄量測資料。
| • 自承式雙極發射 / 接收器 |  |
| • 內線圈間距： 1m | |
| • 操作頻率： 14.6KHz | |
| • 量測範圍：100 ， 1K mS /m ，± 29 ppt (in phase) | |
| • 解析度：± 0.1%F.S. | |
| • 準確度：± 5%@30mS/m | |
| • 金屬探測器 (Metal Detectors, EM61-MK2) |
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1) 金屬探測器 (Metal Detectors, EM61-MK2)
Geonics EM61-MK2 為時間域金屬探測器可精確地探測地下鐵或非鐵掩埋物， 1 個 200 公升的掩埋物約在超過 3m的深度亦可探測，外加 HP 功率模組可增加靈敏度與探測深度。資料擷取可用 Allegro cx 掌上型電腦；可作即時資料圖示，亦可加裝輸入頻道同時搜集 EM 與 GPS 資料。大面積探測時可組成多頻道 EM61-MK2 金屬探測器並由車輛拖拉施測。
| • 量測數量： 4 個次反應時間閘門 (mV) |  |
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| • 電磁源： 氣冷線圈， 1 × 0.5m | ||
| • 電流波形： 單極矩形電流 25% duty cycle | ||
| • EM 感應器： | (a) 主要：氣冷線圈， 1 × 0.5m ，符合電磁源 |
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(b) 聚焦：氣冷線圈， 1 × 0.5m ，主要線圈上 30cm |
||
| • 量測範圍： 10,000 mV | ||
| • 動態範圍：18 bits | ||
| • 資料儲存： 330,000 資料組 | ||
| • 輸出顯示：16 行 LCD ，每行 24 字附聲音 | ||
2) 金屬探測器 (Metal Detector, EM61HH-MK2)
Geonics EM61HH-MK2 為手持式金屬探測器，對淺層小型標的物提供較佳靈敏度；可探測 1 個 22mm 掩埋物至 0.5m 深，而一個 200 公升掩埋物約 2m 深可探測。資料在傳送器關閉後可由單一接收器在四個時間閘門搜集，可依反應襄減率來識別標的物，可
加裝 GPS 作座標定位。
| • 量測數量： 4 個次反應時間閘門 (mV) |  |
| • 電磁源： 氣冷線圈， 17cm 直徑 | |
| • 電流波形： 單極矩形電流 25% duty cycle | |
| • EM 感應器：氣冷線圈， 17cm 直徑 | |
| • 量測範圍：10,000 mV | |
| • 動態範圍： 18 bits | |
| • 資料儲存： 330,000 資料組 | |
| • 資料輸出： RS-232 | |
| • 輸出顯示：16 行 LCD ，每行 24 個，附聲音 |
3) 金屬探測器 (Metal Detector, EM63)
Geonics EM63 為 TDEM 時間域電磁波探測法，可探測未爆彈。全傳送電磁反應可改善探測能力與標的物的特性，EM63 在廣泛的動態範圍內可正確量測完全傳送反應，量測可記錄在 26 個幾何空間閘門；涵蓋 18 μ s~25 μ s 時間範圍，資料擷取可用 PRO 4000 現場電腦附 16MB 資料儲存能力，並可同時接收 GPS 資料以控制地理位置。
| • 量測數量： 26 個次反應時間閘門 (mV) ，涵蓋 180μs~25ms 時間範圍 |  |
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| • 電磁源： 氣冷線圈， 1 × 1m 大小 | ||
| • 電流波形： 雙極矩形電流 | ||
| • EM 感應器： | (a) 主要：氣冷線圈， 0.5 × 0.5m 大小，符合電磁源 |
|
(b) 聚焦：氣冷線圈， 0.5 × 0.5m 大小，主要線圈上 60cm |
||
| • 量測範圍： 10,000 mV | ||
| • 動態範圍： 18 bits | ||
| • 資料儲存： 31,000 資料組固態記憶體 | ||
| • 資料輸出： RS-232 | ||
| • 輸出顯示：16 行 LCD ，每行 24 個，附聲音 | ||
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(3) 電磁波接收/發射器 (EM Receiver and Transmitter)
1) 電磁波 PROTEM 接收器 (PROTEM Receiver)
標的物的探測深度與以電導度、範圍與方向定義之標的物其相互關係眾所皆知，最大深度可由大型固定迴路 Turam 系統獲得，惟其產生較大的空間反應與所取得之電流將使得標的物之探測變得較困難。較佳的解析度可用移動式發射器架構配合較短線圈間距獲得，惟只限於淺層探測。時間域 EM 系統可作為一般地質應用，如探測破裂岩盤的地下水源、地下水污染源的繪製，這些淺層探測需要較大帶寬 (bandwidth) 與許多較窄取樣閘。 PROTEM 時間域 EM 系統為數位化，三分量接收器可用以接收任何三個 TEM 發射器，選擇不同接收器線圈可涵蓋所有應用範圍。
| • 量測數量： 三軸感應磁場 減率 (nV/m 2 ) |  |
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| • EM 感應器： 氣冷式線圈 | ||
| • 頻道： 1 頻道連續 3 分量 、 3 頻道同時操作 3 分量 | ||
| • 時間閘：20 閘涵蓋 2 time decades ， 30 閘涵蓋 3 time decades | ||
| • 動態範圍：23 bits (132dB) | ||
| • 基本頻率： | 0.3 、 0.75 、 3 、 7.5 、 30 、 75 、 285 或 0.25 、0.625、 2.5 、 | |
| 6.25 、 25 、 62.5 、 237.5Hz | ||
| • 積分時間： 0.5 、 2 、 4 、 8 、 15 、 30 、 60 或 120 秒 | ||
| • 顯示幕： 240 × 64 dot graphic LCD | ||
| • 資料處理： 固態記憶體 3300 組資料， RS-232 輸出 | ||
2) 電磁波發射器 (TEM47 Transmitter)
Geonics 電磁波發射器配合 PROTEM 接放器與適當接收器線圈，可作不同應用如礦物調查、地質結構繪圖、地電阻探測與污染源繪圖。 TEM47 為最小最輕電池操作之發射器附快速關閉時間功能可量測近表面之反應。 PROTEM 47(PROTEM 接收器與 TEM47 發射器 ) 最常用於淺層地電阻探測，可描繪地下水污染源、鹽份入侵與地質調查。本系統單圈發射器迴路 5m 至 100m ，配合快速關閉時間 0.5 μ s 可得到最大近表面之解析度。發射器輸出 3A 電流於100 m×100m迴路可探測至150m深並獲得良好反應與解析度，很適合作大面積地電阻探測。TEM47用參考電纜線獲得淺層探測高同步準確度。 不論應用高頻接收器線圈具所需帶寬去獲取發射衰減最早到達之部份。
| • 電流波形： 雙極矩形電流50% duty cycle |  |
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| • 基準頻率： | 30、75或285Hz(當電源線頻率為60Hz) | |
| 25、62.5或237.5Hz(當電源線頻率為50Hz) | ||
| • 關機時間：2.5μs@3A於40×40m迴路，小型迴路更快 | ||
| • 發射器迴路：5×5~100×100m單圈迴路或5×5m 8圈迴路 | ||
| • 輸出電壓：0~9V | ||
3) 電磁波發射器 (TEM57-MK2 Transmitter)
TEM57 發射器配合 PROTEM 數位接收器組成 PROTEM57-MK2 系統，由內電源增加功率至 1500W 使其成為攜帶型中範圍時間域
的發射器，內部電源由 18V 至 60V 可以完全符合發射器迴路作最佳的操作。外部電池可以增加容量達 3800W 與 160V ，可探測
土層深度、厚度與電導度達 500m 深涵蓋各種不同的應用，如含水層、水質及地層探測，在海岸地區， PROTEM57-MK2 系統配
合短參考電纜線攜帶型發射器與 3-D 接收器線圈，可以描繪 200 公尺內複合岩體。較深的導線可以用石英同步接收器與大型固定式發射器迴路作剖面探測，提供岩體的電導度、厚度、傾角與範圍。
| • 電流波形： 雙極矩形電流50% duty cycle |  |
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| • 基準頻率： | 3、7.5或30Hz(電源線頻率為60Hz) | |
| 2.5、6.25或25Hz(電源線頻率為50Hz) | ||
| • 關機時間：25~115μs，由尺寸大小、電流與發射器迴路線圈數決定 | ||
| • 發射器迴路： | 單圈：任何大小，最小阻抗 0.7Ω，達300×600m， | |
| 8圈：5×5或10×10m | ||
| • 輸出電流： 最大 25A | ||
| • 輸出電壓： 18V~60V用馬達發電機連續控制，附外部電源供應可達160V(3800W) | ||
| • 同步： 參考電纜線或石英結晶 | ||
4) 電磁波發射器 (TEM67 Transmitter)
TEM67 為 PROTEM 系統最大功率之發射器，其利用 TEM57-MK2 發射器另附一電力模組與大型發電機 (4500W) 組成；即 TEM67 與 TEM57-MK2 可以交替組成不同型式使用。 PROTEM 67 系統配合 3D 接收器線圈為最理想時間域系統，可用以探測深剖面之電導性岩體，如巨積硫化物，可達 500m 深；若配合 3 軸向 BH43-3 孔內探測器則可以作時間域探測達 2 公里深。 PROTEM67 亦可
作深層地下水調查、鹽份入侵繪圖、地熱調查與區域性地質研究達 1000 公尺深。
| • 電流波形： 雙極矩形電流50% duty cycle |  |
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| • 基準頻率： | 0.3、0.75、3、7.5或30Hz(電源線頻率為60Hz) | |
| 0.25、0.625、2.5或25Hz(電源線頻率為50Hz) | ||
| • 關機時間：20~750μs，由發射器迴路大小、電流與圈數決定 | ||
| • 發射器迴路：達 2000×2000m | ||
| • 輸出電流： 最大 25A | ||
| • 輸出電壓： 18~150V連續調整 | ||
| • 同步： 參考電纜線或石英晶體 | ||
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(4) 孔內電磁波量測 (Borehole Conductivity Measurement)
1) 孔內時間域電磁波探測器 (Borehole TDEM Probe BH43-3)
BH43-3 配合 PROTEM 系統提供 3 維時間域電磁波孔內探測，使用 50 0×500m發射器迴路可探測至2公里深；探測器有3個感應可
以量測衰減的正交分量，沿著鑽孔，空間解析度可達1公分。電腦程式提供BH43-3反應資料之顯示與報告。
| • 感應器： 三個正交線圈 (1軸向，2徑向) |  |
| • 感應器面積： 5000m 2 (軸向)、1250m 2 (徑向) | |
| • 感應器預放大共振頻率： 10KHz | |
| • 探測器轉動校正：2個正交傾斜計(±1°~±80°垂直) | |
| • 控制箱：頻道選擇、探測器與 PROTEM接收器之阻抗與增益調整 | |
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2) 孔內電導度探測儀 (Borehole Conductivity EM39)
EM39 孔內電導度探測儀可量測鑽孔或觀測井土壤與岩石的電導度，利用同軸線圈附內線圈間距 50cm 提供徑向調查，不受導電性鑽孔液體或塑膠的影響，探測深度可達 500 公尺。結合大電導度範圍、高靈敏度與極低的雜訊與偏移， EM39 可準確地量測地層狀況，其應用包含地下水污染調查、地下水與礦物調查與一般大地工程調查。量測資料可用 DL720 記錄器或 EM39RT 作實時量測。
| • 量測數量： 視電導度 (mS/m) |  |
| • 主要現場源： 自承式雙極發射器 | |
| • 感應器： 自承式雙極接收器 | |
| • 內線圈間距：50cm | |
| • 操作頻率：39.2KHz | |
| • 量測範圍： ± 100 、 1000 、 10000 (mS/m) | |
| • 深度： 200m 、 500m | |
| • 解析度： 0.1%F.S. | |
| • 準確度：± 5% at 30 mS/m | |
| • 雜訊水準： <0.5 mS/m |
3) 孔內自然咖嗎射線探測儀 (Borehole Natural Gamma, GAMMA39)
由於黏土會增加電導度， Geonics 發展 Gamma39 自然咖嗎射線探測儀來量測黏土的咖嗎射線；若電導度高，咖嗎射線亦高則可確認加強的黏土含量，若電導度高但咖嗎射線不高則可認定為地下水中含 TDS 。
| • 量測數量： 自然射線 (counts/sec.) |  |
| • 感應器： Thallium-activated sodium iodide crystal | |
| • 計數範圍： 10 ， 100 ， 1K mS/m; ± 20 ppt (in phase) | |
| • 深度：100 、 300 、 1000 counts/sec. | |
| • 準確度：200m 、 500m | |
| • 精度：1 counts/sec. |
4) 孔內磁化率探測儀 (Borehole Magnetic Susceptibility/EM39S)
EM39S 可量測鑽孔或觀測井之磁化率，內線圈間距 50cm 提供較佳解析度，高靈敏度與低雜訊確認可應用於大部份的地質範圍。
| • 量測數量： 磁化率 (ppt) |  |
| • 主要現場源： 自承式雙極發射器 | |
| • 感應器： 自承式雙極接收器 | |
| • 內線圈間距：50cm | |
| • 操作頻率：39.2KHz | |
| • 量測範圍： ± 30 、± 300ppt | |
| • 深度： 200m 、 500m | |
| • 解析度： 0.1%F.S. | |
| • 準確度：± 5%@30ppt | |
| • 雜訊水準： 0.02ppt |
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(5) 極低頻電磁波探測儀 (VLF Transmitter/Receiver)
EM16為最常用之電磁波地球物理儀器，可量測區域傾斜與VLF廣播的隨圓率，再將這些值轉換成VLF反應之In-phase與quadrature
分量；EM16已發現很多基地、精密金屬岩體與很多含水層。EM16R可探測金礦電阻的改變。TX27為攜帶型VLF發射器，配合EM16/16R提供VLF場量測(若遠端廣播站太弱)。
| • 量測數量： EM16：In-phase與quadrature 視電阻(Ωm)，相角Ex，Ey |
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| • 主要現場源： VLF廣播站 | ||
| • 感應器： | EM16：鐵心線圈 | |
EM16R：不銹鋼電極棒(分開10m) |
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| • 抗阻：100MΩ(Parallel with 0.5 pf) | ||
| • 操作頻率： 15~30KHz (由VLF廣播站決定) | ||
| • 量測範圍： | EM16：In-phase：±150%，Quadrature：±40% | |
| EM16R：300、3000、30000Ω-m，phase：0~90° | ||
| TX27 | ||
| • 主要現場源：地線或 500×500m迴路，電流調整0~2A | ||
| • 操作頻率： 18.6KHz | ||
| • 電源供應：120/220V，350W馬達發電機 | ||
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