Thiết bị này đã và còn đang được sử dụng rộng rãi trong khảo sát điện trở
suất và phân cực kích thích do tương tác điện từ yếu giữa các mạch điện thế và mạch dòng điện. Sự sắp xếp các điện cực của thiết bị này được trình bày trong hình 1.7, khoảng cách của các điện cực dòng C1 −C2 và điện cực thế P1 −P2 là “a”, thừa số “n” là tỷ số giữa khoảng cách các điện cực C1−P1 và chiều dài lưỡng cực
2 1 C
C − (hoặc P1 −P2). Khi tiến hành khảo sát bằng thiết bị này, khoảng cách “a”
được thiết lập ở khoảng cách đơn vị nhỏ nhất, thừa số “n” được thay đổi trong khoảng từ 1 đến 6 để tăng chiều sâu nghiên cứu.
Hình 3.7 biểu diễn mặt cắt độ nhạy của thiết bị này ứng với giá trị của n từ 1
đến 6, giá trị độ nhạy lớn nhất thường phân bố ở giữa hai cặp điện cực C1−C2 và
2 1 P
P − , nghĩa là thiết bị này nhạy nhất đối với sự thay đổi điện trở suất tại vùng bên dưới nằm giữa hai cặp điện cực C −C và P −P . Khi thừa số “n” tăng, các giá trị
độ nhạy lớn tập trung nhiều hơn bên dưới các lưỡng cực C1−C2 và P1−P2, trong khi đó giá trị độ nhạy ở dưới tâm thiết bị giữa hai cực C1 và P1 lại giảm. Khi n>2, giá trị độ nhạy của đồ thị mặt cắt giả định là không đáng kể, các đường cong contour của hàm độ nhạy hầu như có dạng thẳng đứng. Do vậy, thiết bị lưỡng cực rất nhạy với sự thay đổi điện trở suất theo phương nằm ngang, nhưng ít nhạy với sự
thay đổi điện trở suất theo phương thẳng đứng. Điều này có nghĩa là thiết bị này có thể sử dụng khá tốt trong việc đo và vẽ các cấu trúc thẳng đứng, như là các rãnh, lỗ
hổng, nhưng lại kém hiệu quả khi khảo sát và vẽ các cấu nằm ngang như các thểđịa chấn dạng tấm hay trầm tích. Chiều sâu nghiên cứu của thiết bị này phụ thuộc vào hai tham số: khoảng cách “a” và thừa số “n”.
Hình 3.7: Các mặt cắt của đường cong độ nhạy 2D của thiết bị lưỡng cực. Các mặt cắt ứng với a) n=1, b) n=2, c) n=4, d) n=6.
Nói chung, chiều sâu nghiên cứu của thiết bị này nhỏ hơn so với thiết bị
Wenner, ví dụ n=1, độ sâu nghiên cứu của thiết bị này là 0,416a; còn với thiết bị
Wenner chiều sâu nghiên cứu là 0,512a. Do hình dạng các đường contour độ nhạy của thiết bị này hầu như phân bố theo chiều thẳng đứng nên ít nhạy đối với sự thay
đổi điện trở suất theo chiều thẳng đứng, do đó độ sâu khảo sát (trung bình ngang 1D của các giá trị độ nhạy) đối với thiết bị lưỡng cực thì không có ý nghĩa đặt biệt khi giá trị n>2. Từ kinh nghiệm và các dữ liệu thực tế, có thể đánh giá thấp chiều sâu khảo sát của thiết bị này vào khoảng 20% - 30% đối với các thừa số n lớn. Tuy nhiên, đối với các khảo sát 2D thiết bị này có mức độ bao phủ dữ liệu ngang tốt hơn thiết bị Wenner, thuận lợi khi tiến hành khảo sát với hệ thống có sốđiện cực ít. Một bất lợi của thiết bị này là khi giá trị thừa số “n” lớn thì cường độ tín hiệu của thiết bị rất nhỏ, điện thế tỷ lệ nghịch với n luỹ thừa 3. Với cùng dòng điện, điện thế đo được bởi thiết bị này giảm 56 lần khi n tăng từ 1 đến 6, điều này được thể
hiện trong bảng 2.1. Có một cách để khắc phục vấn đề này là tăng khoảng cách “a” giữa các cực C1−C2 hoặcP1 −P2 nhằm hạ thấp sự suy giảm điện thế khi tăng chiều dài của toàn bộ thiết bị để gia tăng chiều sâu khảo sát. Hình 3.8 biểu diễn hai cấu hình khác nhau cho thiết bị lưỡng cực, với cùng chiều dài thiết bị nhưng các thừa số
“a” và “n” khác nhau, cường độ tín hiệu của thiết bị với n nhỏ mạnh gấp 28 lần so với cường độ tín hiệu của thiết bị có thừa số n lớn hơn. Muốn sử dụng thiết bị này có hiệu quả, máy thăm dò điện trở suất phải có độ nhạy khá cao, mạch loại trừ nhiễu tốt và các điện cực phải tiếp xúc tốt với môi trường. Nhờ các kỹ thuật và thiết bị
thích hợp, phương pháp trên đã được sử dụng khá thành công cho nhiều vùng nhằm phát hiện các lỗ hổng khi mà độ phân giải ngang của thiết bị này chiếm ưu thế. Một chú ý là, trong hầu hết các sách, các điện cực của loại thiết bị này được sắp xếp theo thứ tự C1-C2-P1-P2, với cách sắp xếp này khi tính toán theo công thức thực tế sẽ cho điện trở suất âm, do đó ở đây ta giả thiết sắp xếp là C2-C1-P1-P2 .
Hình 3.8: Có hai cách sắp xếp khác nhau đối với thiết bị lưỡng cực trong đo đạc. Cả hai cấu hình có cùng chiều dài nhưng có thừa số “a” và “n” khác nhau, kết quả
là cường độ tín hiệu rất khác nhau.