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ai软件中怎样以一圆为中心向外扩散

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AI软件中:在一段圆弧上有n个点,怎么样做才能使这些点均匀地分布在这段圆弧上。 , 求助求助各位大神~~ , 现在做一实验,测定免疫后小鸡体内禽流感抗体含量,请问采集血液后如何测定血清中禽流感抗体含量,需要具体步骤和操作方法!邮箱546076723@qq.com ...

在AI中怎么做圆弧上的均分点: 先把这段弧的圆心作出来,方法是在圆弧上任取三个点,然后作两条两点连线的垂直平分线,这两条垂直平分线的交点就是该圆的圆心。有了圆心后就有了这圆的圆心角,最后把这角n等分就可以了。
不过,用几何作图法(就是只用圆规和直尺)想把一个角任意等分是办不到的,只早在几个世纪以前就有人证明把一个角三等分用尺规作图是不可能的,何况现在想把它n等分,那就更是吹胡子瞪眼的了。
所以,你就只好用量角器帮忙了。

ai中画均匀的圆循环,n个圆围绕一个中心点循环: 你要先弄个对称的圆,编组,再边复制边旋转到设定的位置,再按ctrl+d就可以了

AI中怎么以参考线交点为中心绘制图形?ALT键好像没用?: 把鼠标点控制在交点 按AIT可以鼠标点为中心绘制图形
AIL+SHIFT是绘制正方形圆等等比例图形

AI效果里的扭曲里面的扩散亮光等三个选项都不能用是为什么啊?: 可以用的啊,你画个基本图形试试,可以用的不然就是你的软件插件出了问题

ai软件圆形端点在哪个地方: 你是指路径的锚点?上下左右各一个锚点。

血清中禽流感抗体含量的检测方法: 禽流感是由A型流感病毒引起的一种高度接触性传染性疾病。给世界养禽业造成了巨大的经济损失。禽流感病毒可分为不同的亚型,世界各地的禽流感主要由高致病性的H5和H7两种亚型引起,而人对其中的H1和H3亚型易感。快速诊断禽流感病毒具有重大意义。目前禽流感的实验室检测是比较快速、准确的方法。随着血清学实验技术和生物工程技术的飞速发展,禽流感诊断技术的研究也不断取得新进展。琼脂扩散试验、血凝和血凝抑制试验等常规方法的使用虽有一定的优势,但免疫荧光法和ELASA也日益显示出其快捷准确的特点:分子生物学的发展为核酸序列分析法的建立创造了条件,也使PCR,RT-PCR及核酸探针等检测技术成为可能。这篇文章就是对有关该病的诊断方法加以总结,并提出了认为比较可行的改进方法,旨在方便对禽流感做出及时而有效的诊断并采取相应措施。

1. 病毒的分离鉴定

无菌采集病料经处理后接种9-11日龄鸡胚,收取尿囊液测定血凝活性。若为阴性则应继续盲传2-3代。对具有血凝活性的尿囊液需先用新城疫(ND)抗血清做血凝抑制(HI)试验!以排除ND感染。然后用免疫扩散等方法来检测特异核心抗原,核糖蛋白(NP)或基质蛋白(MP),再用血凝抑制试验和神经氨酸酶抑制试验鉴定A型流感病毒亚型。分离鉴定的同时进行致病力试验,确定毒力强弱。但是流感病毒“O”相毒株不凝集鸡红细胞,故近来在流感病毒鉴定中常用豚鼠或人红细胞来代替。然而,该两种细胞无细胞核,沉积慢,一般在红细胞凝集及凝集抑制测定中需60分钟才能观察结果,同时在“U”型孔板中,很难沉积成像眼泪样的点即当中常有小空[1]。

病毒的分离鉴定对禽流感的诊断比较确实,但操作程序繁琐、费用多、耗时费力。

2. 血清学诊断技术

2.1 琼脂扩散(AGP)试验

进行病毒抗原型特异性鉴定即用已知阳性血清和末知抗原进行AGP试验。

受检样品是具有血凝素活性的鸡胚尿囊液。AGP是用来检测A型流感病毒群特异性血清抗体,即抗核糖蛋白(RNP)和基质蛋白(MP)抗体,因而适用于鉴定流感病毒 。1979年Beard首次将AGP用于禽流感抗体检测[2]。

此法虽简单易行,但是敏感性较差,易出现假阳性。AGP最常用的是免疫双扩散,赵增连、陈海燕等分别开展了禽流感病毒快速定型双扩散法的研究,不仅提高了其敏感度,且快速省时,在此方法基础上建立的AGP诊断技术及其诊断试剂盒,在全国范围内得到推广应用,并取得良好的效果。

2.2 血凝(HA)和血凝抑制试验(HI)

一般情况下,新分离毒株要先鉴定出特异性NP或.MP抗原型(用AGP)确定禽流感病毒,再做HA亚型的鉴定[3]。

现已有人采用改进HA试验方法,称为HA加敏法。该法测抗体效价比常规性高2-4倍,若抗原用乙醚裂解其敏感性比常规法高4-6倍,但观察时以30min内为好,否则易出现假阳性。另外,还应注意在HI试验时,应先除去特异性凝集反应。许多禽类血清都含有非特异性因子,能和红细胞表面受体竞争性地作用于病毒表面的血凝素而发生非特异性凝集反应。通常用受体破坏酶(RED)即霍乱菌培养液处理法或高碘酸钠法制备血清[4]。

HA、HI 特异性好,是亚型鉴定的常用方法,但其操作过程繁琐费时,并且由于用已知HA亚型的抗血清不能检出新的HA亚型的禽流感病毒,所以用该方法鉴定不如琼脂扩散实验简便和快捷。

2.3 神经氨酸酶抑制试验(NIT)

根据A 型流感病毒的表面抗原特性,特别是血凝素(HA)和神经氨酸酶(NA)特性,不仅可通过HI试验对病毒进行坚定,而且可通过NI试验进行鉴定。1983 R.A.Van.Densen介绍了NI试验的一种改进法-平板微量NI试验,此法虽不能提供常量法的定量,但却是A型流感病毒的病毒分类和抗体检测的快捷方法, 试验证明微量NI试验能对分离物做出准确鉴定而常量NI试验检测亚型混合物似更敏感[5]。

目前国家兽医实验所已将微量NI试验列为流感病毒分离物定型及筛选畜禽血清9型NA抗体的常规方法,诊断中也已广泛采用此法特别是美国在80年代火鸡发生流感病毒期间,每次流行所得的血清样本用微量NI试验所作出的A型流感病毒亚型鉴定结果已为病毒分离、疫苗接种和流行病学资料所证实。这种方法已被证明是快速的且成本较低和有可重复性。这种技术的可靠性将导致NI试验的广泛应用。

2.4 中和试验(NT)

病毒中和实验技术是反映机体抵抗特定病毒感染能力的最可靠方法。流感病毒中和实验技术有以下优点:(1)由于中和抗体作用于流感病毒表面血凝素蛋白(HA),使流感病毒失去感染能力,因此,流感病毒中和实验主要用于检测血清中的特异性抗血凝素蛋白抗体。(2)流感病毒中和实验既能检测病毒株的功能性变化,又能反映机体的抗病毒水平。(3)该方法主要使用感染性病毒,不需要进行病毒或病毒蛋白的纯化,因此,可以被迅速用于检测新病毒或人群免疫状态[6]。

以中和试验(NT)来鉴定或滴定流感病毒时常用鸡胚或组织培养细胞,操作方法与其他病毒(如NDV)的中和试验相同。病毒中和实验技术是一个相当复杂的过程,参与中和反应的因素有病毒、抗血清和宿主细胞。这些因素的变化都会影响中和实验的结果。因此,对中和实验的整个过程进行严格的质量控制。每次测定必须设立阳性和阴性血清对照,阳性和阴性细胞对照,以及对病毒使用剂量进行滴定。

NT试验是最敏感而特异的血清学方法,只有抗体与病毒颗粒上的表面抗原相对应,特别是与吸咐到宿主细胞上的病毒表面抗原相对应,才能在实验中取得满意的显示效果。 因此,某一个血清型的中和试验抗体只与同组内地其他病原表现出有限的交叉反应。病毒中和试验操作繁琐耗时费料,临床上几乎不用。但作为经典方法在病毒鉴定中起着重要作用,许多新的检测方都要与之为标准进行比较[7]。

2.5免疫荧光技术(IFT)

免疫荧光技术就是荧光抗体技术(FAT)。 IFT早在1961年就开始用于人类流感的快速诊断。1984年滨西法尼亚州爆发禽流感时,Skeeles将IFT首次用于AIV的检测。IFT最早用于病毒的鉴定和定位病毒感染细胞中特异性抗原。主要是核内荧光:用MP抗原的荧光抗体主要出现胞质荧光,核内也有部分荧光[8]。

用于禽流感病毒的诊断常用直接荧光抗体法即在组织触片上直接染色,以荧光显微镜检查荧光 。一种AIV的荧光抗体可用来检测不同亚型的其他病毒。

IFT用于诊断具有快速、简便、敏感性好的特点,而且费用较低,其敏感度同病毒的分离鉴定相当,有时高于用鸡胚进行的病毒分离。但是需要注意的是如何避免和降低标本中出现的假阳性(非特异性荧光)问题。

对一株杂交瘤细胞分泌的流感病毒的单克隆抗体进行检测时,发现间接固相免疫荧光技术的敏感性比HI 高40-150倍。间接免疫荧光技术也可以用来检测核蛋白(NP)基质蛋的(MP)抗原与抗体的反应,其敏感性很高。但对抗原制备要求较高,需用非离子型去污剂对纯化的病毒粒子进行裂解[9]。

2.6 酶联免疫吸附法(ELISA)

ELISA的基本原理是:酶结合物与相应抗体或抗原特异性结合,再遇酶底物时,在酶的强烈催化下使原来无色的底物产生化学反应,即形成有色的产物,便可用肉眼或分光光度计定量检测其含量。该方法具有特异性、敏感性、快速性和简易性等优点。在流感病毒微量中和实验中,酶结合物(HRP标记的羊抗鼠IgG抗体)与存在于MDCK细胞膜上的病毒核蛋白抗原-核蛋白单克隆抗体复合物结合,HRP酶催化OPD,使无色底物形成橙黄色化合物,再由ELISA检测仪测定吸光度值,从而获得中和抗体滴度[11]。

1974年Jenning等首先用ELISA对注射流感病毒所产生的抗体消长规律进行了检测。Lanbre认为ELISA的敏感性远高于HI补给结合反应 。Meulemans(1987)对ELISA、AGP、HI检测AIV抗体进行了比较研究。发现AGP和ELISA一样均能检测型特异性抗原(抗体),但敏感性远低于ELISA,HI适用于亚型的检测,其敏感性不如ELISA。1993 年Shodihall用混合纤维素脂膜或硝酸纤维素膜代替微量反应板,建立了快速诊断的DAS-ELISA大大缩短了诊断时间,并可保留ELISA的特异性、敏感性,其结果又不需要特殊仪器分析、可用肉眼判定。

随着分子生物技术的发展,中国农业科学院哈尔滨兽研所的李海燕等用表达禽流感病毒核蛋白的杆状病毒感染S9昆虫细胞,以其表达产物制备抗原,建立了以杆状病毒系统表达的AIV核蛋白为抗原的禽流感间接(重组核蛋白)ELISA诊断技术(rNP-ELISA)确定了其最适工作条件,并对3138份鸡血清进行了检测。实验证明rNP-ELISA与全病毒间接ELISA(AIV-ELISA),AGP及HI的符合率分别为99.9%、97.8%、98.8%,并能100%检出AGP阳性及疑似HI阳性的血清样品。 这证明了rNP-ELISA是检测A型禽流感病毒血清特异性抗体的一种特异、敏感、微量、快捷、经济的血清学诊断技术[11]。

ELISA方法的敏感性和特异性与抗原的纯度直接相关 。1984年Abraham等报道了抗原快速提纯法,所需时间比常规法缩短10倍,并且研究结果表明应用提纯抗原几乎全部排除了假阳性反应。

目前美国Kiregard Reery和Labortories有试剂盒出售。ELISA成为AI流行病学普查及早期快速诊的最有效和最实用的方法。

3 分子生物学技术

近年来,随着现代生物技术的发展,分子生物技术已被大量应用于禽流感的快速诊断。

3.1聚合酶链反应(PCR)及反转录---聚合酶链反应(RT—PCR)

PCR是近来发展成熟起来的一种体外基因扩增技术,能在数小时内使DNA呈指数增加。已成功地用于多种病毒的基因检测和分子流行病学调查等其检测原理为:寻找传染性因子的特异DNA序列。对待测样品进行PCR扩增, 如果检测出了相应的扩增带,则判为阳性反应;反之,无扩增带则为阴性反应。

鉴于引起致病的禽流感病毒多是H5和H9血清亚型,在PCR技术的基础上,崔尚金等(1998)建立了一种直接检测禽粪样和鸡胚尿囊液中AIV—H9亚型RNA的RT-PCR反应,并将此法与AGP和电镜技术作了比较,结果表明引物的特异性决定了产物的特异性,并且该方法灵敏度高,检测过程仅需8h左右,并且大大缩短了感染后的检出时间。

应用毛细管PCR(15min30个循环)代替常规PCR(2.5个小时30个循环)以进一步缩短检测时间的研究也已展开并进入更深入的领域,以期用于不同样品(组织、组织液、分泌液、粪便等)的检测,区分高致病力毒株和低致病力毒株与非致病力毒株,从而深入探讨该方法在AIV的临床早期诊断,流行病学调查及发病机制中的应用价值,为我国制定AIV的综合防制措施做出贡献[12]。

3.2 核酸探针技术/核酸分子杂交技术

这项技术是目前生物化学和分子生物学研究应用最广泛的技术之一,是定性和定量检测特异DNA或RNA的有力工具。

核酸探针技术的原理,在进行杂交时,用一种预先分离纯化的已知DNA或RNA序列片段去检测末知的核酸样品,对作检测用的已知DNA或RNA序列片段加以标记的片段就称为核酸探针。作为核酸探针的DNA或RNA是各种病原微生物基因的一部分。 在变性分开的待检DNA或RNA单链中加入与其有互补作用的核酸探针。探针在一定条件下就能与原来变性分开的DNA或RNA单链上的互补区段形成氢键,从而结合成杂交双链,通过洗涤,除去未杂交上的标记物,然后进行放射自显影,即可确定原待检样品有无与探针互补的DNA或RNA序列。

Bashiruddin等(1991)报道了扩增HA基因来分析致病毒株与非致病毒株的差异,证实了致病毒株与非致病毒株氨基酸的差异,显示了本方法的应用前景[13]。

3.3荧光PCR法

利用生物学手段,用荧光PCR方法快速检测禽流感病毒的方法已在北京通过专家鉴定,这一研究成果不仅在国内属于首次,而且在国际上也属于先进水平。它与国际标准方法鸡胚病毒分离相比,不仅无需做鸡胚病毒分离培养,而且时间也由原来最短的21d缩短为4h。

4 电镜技术

由于流感病毒为正粘病毒,属于形态特征性强的病毒,因而可用电镜技术来诊断。为提高禽流感的检出率,除样品制备技术外,取病料的部位和时间也是获得准确检验结果的关键。病料的采集部位及取材时间应根据禽流感病毒在动物体内分布特征及其感染特性而定[15]。

5 流感实验室检测中应注意的若干问题(高致病性流感病毒)

(1)禁止在同一实验室,更不应在同一接种柜中,同时处理接种未知临床标本、已知阳性标本

(2)禁止在同一实验室,同一时间处理,接种采自不同动物的标本;动物标本(如禽、猪等)必须与人的标本分别保存。

(3)接种后剩余原始标本,尤其分离出病毒的标本需暂时冻存,有条件的应置-70℃或以下保存,以便需要时可进行复查,待分离物经国家流感中心鉴定完后方可处理掉。分离阴性的标本应随时弃之。

(4)严禁实验室交叉污染:在病毒分离时严禁设阳性对照及操作在人群中已消失的流感病毒。

(5)向国家流感中心送毒株时,量至少需5 ml,同时需自己保存一些,以便寄送过程发生意外时可继续补送。

(6)流感病毒在-20℃~-40℃ 时不稳定,故不宜在此温度下长期保存。

(7)鸡胚中分离出的流感病毒,应尽量别在MDCK细胞上传代。因当今国内所用的MDCK细胞属肿瘤细胞系,一旦病毒通过它传代就无法用于疫苗制备。

(8)寄送毒株时一定需附上送检表。寄送毒株需及时,尤其鉴定不出的,异常的毒株应尽快向国家流感中心寄送。寄送时用快速直送国家流感中心[16]。

总结

使用常规方法检测禽流感及其抗体仍是目前世界上普遍接受的方法。这些方法包括病毒的分离、琼脂扩散实验鉴定病毒和测定特异性的血清抗体,血细胞凝集及其抑制试验鉴定病毒或血清抗体亚型。 采用鸡胚中和试验来鉴定病毒或血清抗体亚型也是一种可以接受的方法,但相对血凝抑制试验较为麻烦。随着科学技术的发展,检测该病毒和血清的方法出现了免疫光法和ELISA法,这些方都有快捷的特点,特别是日益完善并趋向成熟的ELISA检测方法,因其简捷、敏感、特异性强等优点而越来越得到广泛的重视和应用。随着分子生物学的发展,核酸序列分析法越来越可能成为一种更准确可行的方法,特别是它能从分子生物学的发展,核酸序列分析法越来越可能成为一种更准确可行的方法,特别是它能从分子水平揭示HPAIV甚至潜在HPAIV毒株。这种方法虽然在一般实验室还不能应用,但RT-PCR技术为从基因水平检测禽流感病毒RNA提供了灵敏、特异和快捷准确的方法。正在进行的应用毛细管PCR代替常规PCR,以进一步缩短检测时间的研究和根据禽流感NP的高度保守性而建立的rNP-ELISA检测法,不仅具有与AGP、HI同样的特异性,而且具有更高的灵敏性,可在微克水平上进行检测!都是很有前途的方法。将rNP-ELISA检测技术及其成套的成品试剂组装成诊断试剂盒,也取得了很好的实验效果。

在以上各种检测方法及科学技术发展的基础上,将PCR技术与ELISA技术结合起来,建立一种新的实验室检测AIV的方法,将有较大的研究价值其实。其实验原理(以此类方法中最简单的双引物双标记法为例)如下:

PCR的一对引物中!其中一种引物用生物素标记,另一种引物用地高辛标记,酶标微孔板上用生物素的亲和素包被(生物素的亲和素与生物素特异的结合)。PCR扩增后纯化片段加入微孔板中。此时,微孔板上包被的生物素亲和素将与引物上的生物素结合而捕捉了PCR片段,再在微孔板中加入辣根过氧化物酶标记的抗地高辛抗体,该抗体将与另一引物上的地高辛结合,从而形成生物素亲和素-生物素-PCR片段地-高辛-抗地高辛-酶的复合物。加入酶的相应底物进行显色,便可判断PCR扩增的有无。由于该方法是PCR技术和ELISA技术的结合,所以它是一种两级放大系统,即PCR放大和ELISA放大。故而它的灵敏度更高,同时这种方法避免了PCR产物分析时的电极及染色过程,所以更为快捷、简便、灵敏。

谁能给我完整的绘画软件sai使用说明书啊……: 格式是:

1,blotmap\扩散.bmp

1,blotmap\扩散和噪点.bmp

使用矢量化的矢量绘图工具,可以对笔画、锚点、笔压效果进行编辑。使用钢笔图层,可在绘制曲线后对曲线进行反复编辑,像Photoshop的钢笔工具那样。

SAI提供了旋转画布功能,通过使用快捷键,可以以任意角度旋转画布,在一边作画时可随时旋转画布。

据说日本的很多漫画插画大师使用这个软件。根据今天的搜索结果,使用SAI的确实以CG达人居多。有人说它画的线条比ps好看,我看了下,其实是因为它和AI一样会自动调节,虽然程度没有ai那么过分。坦率的说,我的鼠绘技术本来就不怎么样,长期的ai熏陶导致离开贝塞尔曲线什么都画不好。无论是painter还是今天SAI,都是以细致的笔触见长,应该比较适合有手写板的同志。

这个软件在线条绘制方面比目前已用过的任何软件都更作弊、更逆天,线条废柴们的福音!该软件在有名的《数码绘的文法》中有相应介绍,初音的某人气同人画手也惯用它。无论是赛璐璐CG风还是水彩风用SAI都能很好的表现,逆天的线条功能配合二值笔也可以代替ComicStudio绘制漫画线条。体积轻便小巧功能强大,实乃居家旅行杀人灭口(啥?)之必备良品。 可以任意旋转、翻转画布,缩放时反锯齿。 强大的墨线功能。

草稿怎么画教程

1、首先在你的草稿图层上面建一个新的图层 然后再回到你的草稿那图层里 把不透明度渐到15%左右即可

2、再回到那新建的图层里 用笔工具进行描线 (“笔”那些纯属个人喜好 你也可以用其他笔进行描线 我那个只是个推荐)就可以了

1.让人感动流泪的手抖修正功能!有效的改善了用手写板画图时最大的问题。(终于能画出完美的直线)

2.矢量化的钢笔图层,能画出流畅的曲线并像PS的钢笔工具哪有任意调整。

笔刷的设置也是相当详细的哦。工具变换这功能也很贴心,例如长按着E会暂时变成橡皮擦,松开后又变回画笔,快速按键则切换工具。

sai绘图软件,笔刷图案丰富逼真,笔触直硬,适合漫画爱好者使用

电磁感应法基础:

7.1.1 岩、矿石在电磁场中的电学性质

在交变电磁场中,岩、矿石除显示与电阻率有关的传导电流外,还显示与介电常数有关的位移电流。因此,总电流密度为

勘查技术工程学

jP和jD分别表示传导电流密度和位移电流密度,且有

勘查技术工程学

式中:D为观测点的电位移;E为电场强度。

设E为谐变场,E=E0e-iωt,则jD=-iωεE,于是(7.1-1)式变为

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定义j=σ*E,则有复电导率σ*

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或复电阻率ρ*

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定义j=-iωε*E,则有复介电常数ε*

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上式中虚部对实部的比给出了称为介质的“电磁系数(m)”或“损耗角正切(tanδ)”的物理量,即

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式中:εr为相对介电常数(εr=ε/ε0,ε0≈8.85×10-12 F/m.为其空中的介电常数)。

我们知道,任何介质都不同程度地具有导电性和介电性,结果是导致了部分电磁能量转变为热量而损耗,损耗角δ就是衡量这一损耗的参数。它的另一功能(用电磁系数m表示)则是表明介质的性质。tanδ(或m)=1,表示传导电流和位移电流具有同等重要性,即介质导电性和介电性相当。tanδ(或m)>1表示产生热损耗的传导电流变得更重要,介质类似于导电体。tanδ(或m)<1,表示产生热损耗的位移电流变得更重要。介质类似于介电体。m=1对应的频率很重要,它区分了导电体和介电体,故称这个频率为临界频率。

由表7-1可见,绝大多数造岩矿物的相对介电常数不超过10~11。然而,一些氧化物、硫化物和碳酸盐的εr值可达20甚至80~170(如金红石)。火成岩的εr变化范围为7~15,其中基性岩和超基性岩相对偏高,酸性岩相对较低,变质岩的εr在5~17范围内变化,而沉积岩变化范围较宽(2.5~40)。除矿物成分是影响坚固和干燥的岩石εr的重要因素外,对广泛分布的岩石,尤其是沉积岩,影响相对介电常数的主要因素是湿度,且水分子的极化是介质极化的主要原因。对大多数疏松沉积岩而言,相对介电常数随岩石湿度的增大而增大,见图7-1。由图可见,随着湿度的增加,εr一开始很快增加,最后达到饱和值100。在低频电场中,湿度较低(1%)条件已出现εr的急剧上升;而在高频电场中,当湿度很高(10%~30%)时才出现εr的急剧上升。

表7-1 20 ℃条件下岩、矿石相对介电常数的损耗角正切

由(7.1-4)式可得到复电阻率的振幅

图7-1 不同频率条件下石英砂的εr与湿度W(%)的关系曲线(虚线表示假设曲线)

勘查技术工程学

从上式可以看出,当 m≥10时,近似地|ρ*|不随频率变化,即

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当m≤0.1时,ρ*反比于频率,即

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此式表明了完全介电体的导电性,在双对数坐标系中是一条斜率为-1的直线,相当于完全干燥的岩石标本情况。在临界频率之前,复电阻率为一水平线,是导电性的特征,岩石中含有水分时的离子导电就是这一情况。

图7-2是湿态和干态辉长岩的相对介电常数、损耗角正切、电阻率等参数与频率依赖关系的标本测量曲线。由图可见,随着频率的增高,湿态标本的介电常数和损耗角下降,且趋近于干态的常数值。相反,对复电阻率曲线而言,湿态标本的电阻率从105~106 Hz开始下降,并趋近于干态的45°角渐近线。这一频率可称为临界频率。由此可见,在低频电磁场(f<n×1000 Hz)中,可以认为电阻率是不随频率变化的。

图7-2 湿态和干态辉长岩电性常数频谱曲线

磁导率是电磁感应法中利用的另一重要物

性参数,它表征物质在磁化作用下集中磁力线的性质。

众所周知,磁感应强度B与磁场强度H间存在如下关系

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其中μ为介质的磁导率,或称绝对磁导率,通常表示为

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式中μ0=4π×10-7 H/m为真空的磁导率;μr为相对磁导率。表7-2列出了几种常见矿物的μr值。

表7-2 常见矿物的相对磁导率

由表可见,除极少数铁磁性矿物(磁铁矿、磁黄铁矿和钛铁矿)外,其他矿物的磁导率μ皆与μ0值相差很小。只当岩石或矿石中含有大量铁磁性矿物时,其相对磁导率μr才明显大于1。

7.1.2 交变电磁场在导电介质中的传播

7.1.2.1 波动方程

麦克斯韦方程组是对电磁场基本定律综合分析的结果,是介质中电磁场必须遵从的共同规律。在国际单位制中,时间域的麦克斯韦方程组可写成

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式中E为电场强度(V/m或N/C);B为磁感应强度(T=N/(A·m)=Wb/m2);H为磁场强度(A/m);D为电位移(C/m2);j为传导电流密度(A/m2);q为自由电荷体密度(C/m3)。

考虑到介质对电磁场的影响,还应加上一组物质方程

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在电导率不为零的均匀介质中,体电荷不能堆积在某一处,经一段时间(t<10-6s)被介质导走,故电法勘探遇到的导电介质中

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这时,应用(7.1-9)式可将麦克斯韦方程组中的五个变量消去三个,并考虑(7.1-10)式,得

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对上式第一式两边做旋度运算,并将第二式代入,得

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利用矢量恒等式▽×▽×H=▽▽·H-▽2H,并考虑(7.1-11)式的第三式,最后得

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同理可得

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(7.1-12)式和(7.1-13)式分别为H和E满足的时间域的波动方程,又称之为电报方程。若场的频率很高并对高阻介质(ρ→∞)而言,则上两式右端的第一项可被忽略。这时方程变为纯波动性的。相反,在低频和良导介质(ρ→0)情况下,右端第二项可忽略,方程变为热传导性的(或扩散性的)。由此可见,在良导电或强吸收介质中,电磁扰动的传播是不按波动规律,而是按扩散规律传播的,类似于热传导过程。

在频率域中讨论波动方程同样具有重要意义,这时最重要的时变函数形式是随时间谐变的交变电磁场。

令 H=,E=,将这些关系式代入(7.1-11)式,得

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式中ε*=ε+i 为复介电常数。

从(7.1-14)式容易得到谐变电磁场的基本微分方程——亥姆霍兹齐次方程

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式中

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称为波数或传播系数,忽略位移电流时

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在求解电磁场边值问题时,利用一对矢量H、E很不方便。如果引入一个矢量位,将使求解过程中未知数减少。由电流源引起的矢量位A是这样引入的:从▽·H=0出发,又利用恒等式▽·▽×A=0,可令

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将(7.1-18)式代入(7.1-14)式的第二式,得

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由于上式括号中的矢量是无旋的,故可用任意标量的梯度表示,即取

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式中U为电磁场的标量位。在直流电场中,由于ω=0,故E=-▽U。

考虑到(7.1-18)式和(7.1-20)式,将(7.1-14)式的第一式写成

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将带有梯度的项归到一起,并令其为零

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即为矢量位的亥姆霍兹方程。将(7.1-21)式代入到(7.1-20)式,得

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由此可见,我们只需解一次矢量位方程(7.1-22),通过(7.1-18)和(7.1-23)的微分运算就可分别得到磁场和电场。这三个式子组成一方程组

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如果采用磁性激发源(磁偶极子、不接地回线等),则在地中产生涡旋电流。其特点是

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故也可引入磁性源的矢量位A*,即取

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经过类似的推导,可得到相应的方程组

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由方程组(7.1-14)、(7.1-24)和(7.1-26)式不难看出,由电性源方程组转到磁性源方程组或相反转换过程的电磁类比关系为

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因此,在许多情况下不一定分别解电性源和磁性源的正演解,而利用类比关系可直接写出另一类解。

7.1.2.2 边界条件

为了求得波动方程的惟一解,必须附加边界条件使之成为定解问题。若有介质1和介质2,它们的电磁学参数分别为μ1、ε1、σ1和μ2、ε2、σ2,在两种介质分界面上选择如下直角坐标系:x和y轴位于界面上,z轴垂直于界面。在这种情况下,电场和磁场的切线分量连续,而电位移和磁感应强度的法线分量连续,即

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式中脚标t表示切向分量,n表示法线分量。上式也可具体地写成

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下面我们将用场矢量的边界条件来导出电性源矢量位A的边界条件,推导时只须用E和H,将(7.1-18)和(7.1-23)式代入(7.1-29),得到

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由上式可得出电性源矢量位A的边界条件

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上式可合并成

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只要以A*代替A,-ε*代替μ,则根据(7.1-27)式,可直接由上式得到磁性源矢量A*的边界条件

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7.1.2.3 均匀各向同性无限介质中平面电磁波的传播

波阵面为平面的电磁波称为平面电磁波。若场量(电场E或磁场H)只沿着它的传播方向变化,而在这一平面内无变化(振幅为常量),则称为均匀平面波,否则为非均匀平面波。

在电阻率为ρ的均匀各向同性无限介质中选择如下的坐标系统:x和y位于波的极化平面上,z轴位于波的传播方向上,由于xoy平面上场的振幅相同,故∂Ai/∂x=∂Ai/∂y=0(i=x,y,z),式(7.1-22)简化为

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显然,上式的解为

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式中第一项为正向波,表示振幅随远离场源而逐渐衰减,第二项是被反射的负向波。由于介质为均匀各向同性无限介质,故不可能出现负向波,即C2=0,故最终解为

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由(7.1-24)式可写出H和E的分量表达式,令∂Ai/∂x=∂Ai/∂y=0,并将上式代入,即可求得电磁场各分量的表达式

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上式为复数式,且沿Z轴的正方向按指数规律衰减。现将波数k分成实、虚部。为此令

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与波数表达式(7.1-16)等同起来,取平方后解得

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式中 m=为介质的电磁系数。

将(7.1-35)式代入(7.1-34)式,对Ex分量得

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其振幅和相位分别为

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上式第一式表明,波在介质中传播时,其振幅是随指数规律减少的,故称k的实部b为衰减系数。由于电场沿z方向前进1/b距离时,振幅衰减1/e倍,习惯上将δ=1/b称为电磁波的趋肤深度。上式第二式表示了被测信号与电流源间的相关关系是随时间变化的,故k的虚部a称为相位系数,令在Δt时间内平面波的波阵面发生Δz的位移,则

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考虑到相位相同,故有等式

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于是,得到相速度

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在良导介质中,或波的频率很低,以至 m≫1时,可以忽略位移电流,由(7.1-17)和(7.1-36)式,有

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在无磁性介质中,μr=1,μ=μ0=4π×10-7 H/m,则

相速度为

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波长为

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趋肤深度为

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可见电磁波的趋肤深度随电阻率的增加和频率的降低而增大。因此深部地质调查应采用较低的工作频率。

将(7.1-38)第二式代入(7.1-35),则波数可表示为

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考虑到(7.1-39)和(7.1-38)第四式,由上式还可得

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k 的模为

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7.1.2.4 波阻抗

为了消除(7.1-34)式中的未知系数Cx和Cy,取如下比值

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可见这个比值具有阻抗的量纲,它是平面电磁波在均匀各向同性导电介质中传播时遇到的复波阻抗,是介质对电磁波传播的一种物理特性。上式表明,在均匀各向同性介质中,阻抗Zxy和Zyx的振幅相同,相位相反。

利用(7.1-38)第一式,可将(7.1-41)第一式写成

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此式表明,在均匀介质中,电场在相位上落后于磁场π/4。如果介质不均匀,则电场和磁场之间的相位偏离π/4。这就是在电磁法中利用相位特性的依据。

由(7.1-42)式可写出

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上式表明,当平面波垂直入射到均匀各向同性介质时,通过测量相互正交的电场和磁场分量,可确定介质的电阻率。若介质为非均匀的,则计算的电阻率为视电阻率。

由(7.1-43)式还可以看出,如果介质电阻率为已知,则可确定介质的磁导率

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7.1.3 地中交变电磁场的分布

7.1.3.1 人工源谐变电磁场

(1)谐变场的分布特征

在频率域电磁法中常用的波场是谐变场。其中场强、电流密度以及其他量均按余弦或正弦规律变化,即

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这里φH和φE为初始相位。

借助于交流电的发射装置,如振荡器、发电机等,在地中及空气中建立谐变场。激发方式一般为接地式的和感应式的。第一种方式与直流电法一样,利用A、B供电电极将交流电源直接接到大地,见图7-3(a)。由于供电导线和大地不仅具有电阻,而且还具有电感,所以由A、B电极直接传入地中的一次电流场在相位上与电源相位发生位移。地中的分散电流及供电导线中的集中电流均在其周围产生交变一次磁场。后者在地中又感应产生二次电场,它是封闭的涡旋电场。严格地讲,除这两种场外,随着供电电源频率的不同,在地中还产生另一种起因的电场:超低频率时产生激发极化场;超高频率时产生位移电流场。在电磁感应法中一般不考虑这些场,即它们小到可以被忽略。如果地下介质不均匀,则在覆盖层、围岩及局部导体上均产生涡旋电场。其电流密度大小取决于各地质体的电阻率,即由欧姆定律决定。由此可见,欧姆定律和法拉第电磁感应定律是电磁法的物理基础。除涡旋电场外,被电流线穿过的电阻率分界面上产生的积累电荷和具有不同磁导率的分界面上产生的感应磁荷,也是电磁法的异常源。

图7-3 谐变场的激发方式

传导类电场和感应类电场是叠加在一起的。如果观测是在 A、B 连线附近(即近区)进行,则观测到两种场叠加的总合场。为了削弱传导类场可将 A、B 供电电极埋置在远离测区的地方,这时在测区范围内与感应场比较可忽略传导类电场,即研究纯感应场。这种方法称之为无限长导线法。如果观测点是在距 A、B 连线外的很远处,则 A、B 供电电极已成为电偶极子。交变电磁场的第二种激发方式是,在地表敷设通有交变电流的不接地回线或者多匝的小型发射线圈———磁偶极子(见图7-3(b))。在回线或线圈周围产生交变磁场,由它激发地中的二次电场,从而又产生二次磁场。感应激发方式多半用于接地条件较差的地方。这时可彻底摆脱接地的困难。电源的一次磁场和地中二次磁场叠加在一起,形成总合磁场。在远离发射源的地方(远区),二次磁场占优势。磁场在地表具有不均匀平面波的特点,并由地表垂直地向地下深处传播(见图7-4)。特别地,我们将这种具有垂直向下传播的平面波的“远区”又称为“波区”。图中的 A、B 供电电极可用发射线框代替。

图7-4 在远区形成不均匀平面波示意图

(2)谐变场的结构特征

地中二次电、磁场的频率与激发它们的一次电、磁场的频率相同,但二次场的相位比一次场滞后一个相位φ。相位滞后是由于地下介质的电阻性和电感性造成的。由于一次场和二次场在观测点上的空间取向不同,所以这两种场的合成结果必然形成椭圆。总磁场(或总电场)矢量端点随时间变化的轨迹为椭圆的场叫做椭圆极化场。设有水平方向的一次磁场H1=H10cosωt,二次磁场有相位移φ,则H2=H20cos(ωt+φ)。总磁场的水平分量为

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式中H2x0为二次磁场振幅在水平方向的分量。总磁场的垂直分量为

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由此可见,有相位差的两个矢量合成的总合场在直角坐标系中的各分量,不仅其振幅不同,而且相位也不同。在一般情况下可写成

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下面讨论XOZ平面内Hx和Hz场的极化情况。由于

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故利用(7.1-45)式,将上式整理成

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两端平方后,整理得

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此式乃为以Hx和Hz为变量的椭圆方程。当φx=φz时,即在XOZ平面内无相位差时,上式变为

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这意味着椭圆蜕化为直线,即为线性极化场,但在其他两个平面内仍可能呈椭圆极化。如果φx-φz=π/2及Hx0=Hz0,则场在XOZ平面内呈圆极化。

设极化椭圆长轴与X轴的夹角为θ,由解析几何的转轴公式可导出θ与长半轴a、短半轴b的表达式

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地中电磁场的椭圆极化现象是电磁感应场的重要结构特征。它可反映地下不同导电地质体的存在,并且其变化反映了电参数的变化。一般情况下,H2≪H1,则可推导出如下近似关系式

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由此可见,椭圆极化率b/a及椭圆倾角θ分别与二次场虚分量和实分量对一次场H1之比有关。

7.1.3.2 瞬变电磁场

在图7-3所示的装置中输入阶跃电流,这时在阶跃变化电流源(通电或断电)作用下,地中产生过渡过程的感应电磁场将具有瞬时变化的特点,这种电磁场就称为瞬变电磁场。与谐变场情况一样,瞬变场的激发也有接地式和感应式两种方式。

(1)瞬变场随时间的变化规律

在过程的早期,瞬变场频谱中高频成分占优势,因此涡旋电流主要分布在地表附近,且阻碍电磁场的深入传播。在这一时间内,电磁场主要反映浅层地质信息,且具有很强的分层能力。随着时间的推移,介质中场的高频部分衰减(热损耗),而低频部分的作用相对明显起来,增加了穿透深度。在往下传播过程中,若遇到良导地层时,就会产生较强的涡旋电流,且其持续时间也较长。

在过程的晚期,局部的涡流实际上衰减殆尽,而各层产生的涡流磁场之间的连续相互作用使场平均化,几乎同步衰减,则可以将整个层状断面等效为具有总纵向电导S的一个层,这时只能确定沉积盖层的总纵向电导和总厚度,有利于确定基底起伏。

瞬变电磁场状态的基本参数是时间。这一时间依赖于岩石的导电性和发-收距。在近区的高阻岩石中,瞬变场的建立和消失很快(几十到几百毫秒)。在良导地层中,这一过程变得缓慢。在远区这一过程可持续到几秒到几十秒,而在较厚的导电地质体中可延续到一分钟或更长。

由此可见,研究瞬变电磁场随时间的变化规律,可探测具有不同导电性的地层分布(各层的纵向电导或地层总的纵向电导),也可以发现地下赋存的较大的良导矿体。

(2)瞬变场的结构特征

瞬变电磁场是通过两种途径传播的。第一种途径是电磁波在空气中以光速很快传播到地表各点,根据惠更斯原理,地表每个波前点成为球面波源,将部分电磁能量传入地下。在距发射装置足够远处(即远区),在地表上形成垂直向下传播的不均匀平面波。第二种途径是,由发射装置接地处流入地下的电流或一次磁场在导电介质中感应的电流形成磁场,直接将电磁能量传入地中,由于大地的电抗作用,这时建立的瞬变场比第一种途径建立的瞬变场迟缓。因而在过程早期,上述两种激发建立的场在时间上是分开的。随着时间的推移,这两种场相互叠加且以场强的极大形式显示出来。在晚期,第一种途径建立的场在各处衰减殆尽,第二种途径建立的场在地中占据主导地位。

瞬变场与谐变场比较,在结构上差别很大。谐变场的结构由固定频率的涡旋电流磁场的相互作用来确定。瞬变场的结构则从过程的一开始就由多种频率的涡旋电流磁场的相互作用决定。第一种途径激发产生的地中电场结构与谐变场一致,只是频率成分不同。第二种途径激发产生的地中电场服从热传导的规律,其结构特点是,随时间的推移,场向深处传播过程中逐渐向外扩散,故可借用“烟圈”效应来描述其涡旋电流。图7-5形象地给出了谐变场和瞬变场的涡旋电流的结构。

图7-5 谐变场(远区)和瞬变场(晚期)涡旋电流的结构

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