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地下水地球物理勘查技術模式

更新時間：2020-09-04　點擊量：1069

地下水，從儲存介質方面可分為孔隙水、裂隙構造水、巖溶構造水。無論哪種類型的地下水，其勘查步驟一般有以下兩個方面：首先判斷地下水儲存體的空間分布特征，包括松散含水層埋深、厚度及其巖性，蓄水構造產(chǎn)狀、性質及其規(guī)模等；其次，要分析判斷地下水儲存體的富水性，進而確定宜井孔位。地下水地球物理勘查技術方法較多，包括重、磁、電、震等幾十種方法，尋求一種有效、快速的勘查技術模式是提高地下水勘查工作效率的重要保障。從地下水勘查要解決的具體問題出發(fā)，選用音頻大地電磁測深法（ＥＨ４電導率成像系統(tǒng)）和激發(fā)極化法組合，形成一種有效、快速的地下水勘查技術模式，具有理論依據(jù)和實現(xiàn)的可行性，前者可精細查明地下水儲存體的空間分布特征，后者可分析判斷地下水儲存體的富水性。

　　１技術方法原理簡介

　?。牛泉玻措妼食上裣到y(tǒng)是由美國ＧＥＯＭＥＴＲＩＣＳ和ＥＭＩ公司聯(lián)合生產(chǎn)的。該系統(tǒng)屬于部分可控源與天然場源相結合的一種大地電磁測深系統(tǒng)，觀測的基本參數(shù)為時間域正交的電場分量Ｅｘ、Ｅｙ和磁場分量Ｈｘ、Ｈｙ，通過頻譜分析及一系列運算，求得不同頻率的視電阻率，通過改變頻率可以達到測深的目的。該系統(tǒng)由于配置不同而具有不同的勘探深度，其基本配置（頻率為１０～１００Ｈｚ）的勘探深度為幾十至一千多米，低頻配置（頻率０．１Ｈｚ～１ｋＨｚ）的勘探深度達３０００多米。在地下水勘查方面主要用于劃分地層巖性，確定含水體埋深、厚度，查明構造規(guī)模、性質、產(chǎn)狀及其裂隙發(fā)育程度等。

　　激發(fā)極化法找水通常被人們認為是一種直接找水方法，其基本原理是：利用人工場（稱之為一次場），激發(fā)地質體，產(chǎn)生極化場（稱之為二次場），通過測量反映二次場振幅大小及衰減快慢的視電阻率、半衰時、極化率、綜合參數(shù)等物理參數(shù)，來判斷含水體富水性。

　?。?組合模式

　?。玻?組合原則

　　音頻大地電磁測深法（ＥＨ４電導率成像系統(tǒng)）工作效率高，是一種快速有效的、可連續(xù)勘查較大深度地質體的技術方法，而激發(fā)極化法相對來說工作繁瑣，效率低，因此，二者組合原則是：首先用ＥＨ４電導率儀器快速進行剖面勘查工作，查明地下含水體的空間分布特征，圈定異常區(qū)，然后在異常點進行激發(fā)極化測量，從而判定含水體富水性。

　?。玻?工作原則

　　音頻大地電磁測深剖面垂直地質構造走向，選擇不同極距（ＭＮ分別為１５、２５、３０、５０ｍ等）工作方式。為準確確定斷層走向、傾斜和孔位定位，點距應根據(jù)不同地下水類型而確定，孔隙類地下水的測量點距可適當大些，一般可為５０～１００ｍ，構造類地下水的點距要小，一般１０～３０ｍ較好。激發(fā)極化法要選用合理有效的工作方式，其裝置類型應結合實際情況而確定，一般可采用等比裝置。關健技術之一是采用不極化電極，電極極差穩(wěn)定且小。

　?。玻?資料解釋原則與孔位的確定

　　在進行資料解釋之前，應做好以下幾個方面的工作：①熟悉和了解工作區(qū)的地質、水文地質條件，首先了解地層巖性、地質構造的分布情況，還要分析水文地質條件，地下水的補給、排泄、徑流條件以及尋找地下水儲存好的場所；②分析判斷ＥＨ４電導率圖像的電阻率曲線的異常性質，在不同巖性體反映的視電阻率數(shù)值是不同的，應結合地質資料，分析判別引起電阻率數(shù)值變化的主要原因；③認真分析激電異常，去假存真，尤其是多個激電參數(shù)的對應關系，若各個參數(shù)都在相應部位存在異常，說明其可靠性好，結合地質資料，就可以確定孔位。音頻大地電磁測深法的資料解釋是以測量的地層電阻率值為依據(jù)。對于松散含水體，以尋找顆粒較粗的細砂、中細砂、粗砂等為主要目標體，反映電阻率值為高值特征；而對于裂隙構造水、巖溶水，以尋找裂隙發(fā)育程度高、斷層破損程度高的低電阻率值為主要目標體。

　　判斷電阻率值的高低要考慮以下因素：一是區(qū)域地層巖性背景電阻率值的大小，所謂的高低只是相對背景值而言；二是區(qū)域地下水礦化度值，礦化度大小也是決定地層電阻率高低的重要影響因素之一，必須加以綜合分析與判斷；三是區(qū)域環(huán)境影響因素，如地形起伏、電力線、游散電流、地下金屬管道等，都會造成電阻率值具有較大誤差。因此，對所得資料必須加以綜合判斷，采用相應的資料處理手段，以保證所測電阻率的真實性。對于含水巖層（帶），激發(fā)極化法的各個參數(shù)中，視電阻率反映為低值異常，而極化率、半衰時、衰減度、綜合參數(shù)均反映為高值。若某些參數(shù)反映為高值，另一部分反映為低值，則說明含水巖層（體）充填泥質成分，出水量將會降低。

　　孔位的確定以ＥＨ４電導率圖像曲線為主，結合激電異常參數(shù)綜合考慮。對于松散孔隙類地下水，孔位一般布置在埋深相對較小、富水性好的地段，對于構造類地下水，孔位一般布置在裂隙發(fā)育、破損程度高以及富水性好的地段，包括張性斷層的上盤或者逆性斷層的迎水盤（或影響帶）等。一些大的斷層，往往富水性并不好，一般次級構造較為富水。因此，孔位的確定要依據(jù)水文地質條件，結合物探成果綜合考慮。

　?。?應用實例

　　西南滿村位于保定市西部順平縣，該村坐落于灰?guī)r分布區(qū)，地形大致平坦，第四系覆蓋為１００～１５０ｍ，主要巖性為震旦系白云巖。由于受多次構造的影響，存在一條規(guī)模較大（稱之為山前大斷層）的斷層，斷層寬度約１００ｍ且延伸遠，走向為北東向，大部分被黏土或風化物充填。從水文地質條件判斷，該區(qū)域有比較豐富的地下水，但從地表無法判斷斷層的位置，不能確定具體孔位。本次采用上述勘查技術模式進行野外勘查，取得了成功。圖１的電阻率剖面為ＥＨ４電導率成像系統(tǒng)勘查數(shù)據(jù)經(jīng)隨機附帶的反演軟件進行擬反演后的結果。圖中可以看出，在埋深１００ｍ、水平位置１００m處存在高值電阻率與低阻電阻率拐點，反映為斷層影響帶，推斷該處斷層破碎帶發(fā)育良好。從激發(fā)極化勘查結果（圖２）可見，視電阻率ρｓ在ＡＢ／２為１３０～１７０ｍ范圍內，激化率ηｓ分別在ＡＢ／２為５０、６５、１００、１３０ｍ附近存在３處高值異常，而半衰時Ｓｔ和綜合參數(shù)ｍ分別為１７０～２００ｍ的范圍出現(xiàn)高值異常。綜合３個激電參數(shù)高值異常分析，推斷剖面１００ｍ處斷層富水性好。因此，在ＥＨ４電導率成像圖１００ｍ處布設１個孔位。鉆探表明０～６５ｍ為第四系，７０～９０ｍ為第三系，１３０～２２０ｍ為震旦系白云巖裂隙發(fā)育，終孔２２０ｍ，出水量達１００ｍ３／ｈ，水量豐富，解決了該村農田用水問題。

　　４結語

　　通過理論和實踐表明，音頻大地電磁測深法與激發(fā)極化法組合勘查地下水技術模式是一種可行有效的技術手段。發(fā)揮音頻大地電磁測深法具有的快速高效、準確查明地下水儲存體的空間分布特征、圈定異常范圍的優(yōu)勢，再利用激發(fā)極化法綜合參數(shù)可定量判斷富水性的特點，結合水文地質條件，即可確定宜井孔位。二者組合是一種行之有效的地下水勘查技術模式。

全自動野外地溫監(jiān)測系統(tǒng)/凍土地溫自動監(jiān)測系統(tǒng)

地源熱泵分布式溫度集中測控系統(tǒng)

礦井總線分散式溫度測量系統(tǒng)方案

礦井分散式垂直測溫系統(tǒng)/地熱普查/地溫監(jiān)測哪家好選鴻鷗

礦井測溫系統(tǒng)/礦建凍結法施工溫度監(jiān)測系統(tǒng)/深井溫度場地溫監(jiān)測系統(tǒng)

TD-016C型地源熱泵能耗監(jiān)控測溫系統(tǒng)

產(chǎn)品關鍵詞：地源熱泵測溫，地埋管測溫，淺層地溫在線監(jiān)測系統(tǒng)，分布式地溫監(jiān)測系統(tǒng)

此款系統(tǒng)專門為地源熱泵生產(chǎn)企業(yè)，新能源技術安裝公司，地熱井鉆探公司以及節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)等單位設計，通過連接我司單總線地熱電纜，以及單通道或多通道485接口采集器，可對接到貴司單位的軟件系統(tǒng)。歡迎各類單位以及經(jīng)銷商詳詢！此款設備支持貼牌，具體價格按量定制。

RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監(jiān)測系統(tǒng)【產(chǎn)品介紹】

地源熱泵空調系統(tǒng)利用土壤作為埋地管換熱器的熱源或熱匯,對建筑物進行供熱和供冷.在埋地管換熱器設計中,土壤的導熱系數(shù)是很重要的參數(shù).而對地溫進行長期可靠的監(jiān)測顯得特別重要。在現(xiàn)場實測土壤導熱系數(shù)時測試時間要足夠長,測試時工況穩(wěn)定后的流體進出口及不同深度的溫度會影響測試結果的準確性。因此地埋測溫電纜的設計顯得尤其重點。較傳統(tǒng)的測溫電纜設計方法，單總線測溫電纜因為接線方便、精度高且不受環(huán)境影響、性價比高等優(yōu)點，目前已廣泛應用于地埋管及地源熱泵系統(tǒng)進行地溫監(jiān)測，因可靠性和穩(wěn)定性在諸多工程中已得到了驗證并取得了較好的口啤。

采集服務器通過總線將現(xiàn)場與溫度采集模塊相連，溫度采集模塊通過單總線將各溫度傳感器采集到的數(shù)據(jù)發(fā)到總線上。每個采集模塊可以連接內置1-60個溫度傳感器的測溫電纜相連。本方案可以對大型試驗場進行溫度實時監(jiān)測，支持180口井或測溫電纜及1500點以上的觀測井溫度在線監(jiān)測。

RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監(jiān)測系統(tǒng)：

1. 地埋管回填材料與地源熱泵地下溫度場的測試分析

2. U型垂直埋管換熱器管群間熱干擾的研究

3. U型管地源熱泵系統(tǒng)性能及地下溫度場的研究

4. 地源熱泵地埋管的傳熱性能實驗研究

5. 地源熱泵地埋管換熱器傳熱研究

6. 埋地換熱器含水層內傳熱的數(shù)值模擬與實驗研究，埋地換熱器含水層內傳熱的數(shù)值模擬與實驗研究。

豎直地埋管地源熱泵溫度測量系統(tǒng)，主要是一套*基于現(xiàn)場總線和數(shù)字傳感器技術的在線監(jiān)測及分析系統(tǒng)。它能有對地源熱泵換熱井進行實時溫度監(jiān)測并保存數(shù)據(jù)，為優(yōu)化地源熱泵設計、探討地源熱泵的可持續(xù)運行具有參考價值。

二、RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監(jiān)測系統(tǒng)本系統(tǒng)的重要特點：

１．結構簡單，一根總線可以掛接1-60根傳感器，總線采用三線制，所有的傳感器就燈泡一樣，可以直接掛在總線上．

２．總線距離長．采用強驅動模塊，普通線，可以輕松測量500米深井.

３．的深井土壤檢測傳感器，防護等級達到ＩＰ６８，可耐壓力高達5Mpa.

４．定制的防水抗拉電纜，增強了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠特點總結：高性價格比，根據(jù)不同的需求，比你想象的*．

針對U型管口徑小的問題，本系統(tǒng)是傳統(tǒng)鉑電阻測溫系統(tǒng)理想的替代品. 可應用于：

１.地埋管回填材料與地源熱泵地下溫度場的測試分析

2.U型垂直埋管換熱器管群間熱干擾的研究

3. U型管地源熱泵系統(tǒng)性能及地下溫度場的研究

4. 地源熱泵地埋管的傳熱性能實驗研究

5. 地源熱泵地埋管換熱器傳熱研究

6. 埋地換熱器含水層內傳熱的數(shù)值模擬與實驗研究。

本系統(tǒng)技術參數(shù)：支持傳感器：18B20高精度深井水溫數(shù)字傳感器，測井深：1000米，傳感器耐壓能力：5Mpa ,配置設備：遠距離溫度采集模塊＋測井電纜＋傳感器，

RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)功能：

1、溫度在線監(jiān)測

2、報警功能

3、數(shù)據(jù)存儲

4、定時保存設置

5、歷史數(shù)據(jù)報表打印

6、歷史曲線查詢等功能。

【技術參數(shù)】

1、溫度測量范圍：-10℃ ～ +100℃

2、溫度精度：正負0.5℃ (-10℃ ～ +80℃)

3、分辨率： 0.1℃

4、采樣點數(shù)：小于128

5、巡檢周期：小于3s（可設置）

6、傳輸技術： RS485、RF(射頻技術)、GPRS

7、測點線長：小于350米

8、供電方式： AC220V /內置鋰電池可供電1-3年

9、工作溫度： -30℃ ～ +80℃

10、工作濕度：小于90%RH

11、電纜防護等級：IP66

使用注意事項：

防水感溫電纜經(jīng)測試與檢測，具備一定的防水和耐水壓能力，使用時，請按以下方法操作與使用：
1．使用時，建議將感溫電纜置于U形管內以方便后期維護。
若置與U形管外，請小心操作，做好電纜防護，防止在安裝過程中電纜被劃傷，以保持電纜的耐水壓能力和使用壽命。
2. 電纜中不銹鋼體為傳感器所在位置，因溫度為緩慢變化量，正常使用時，請等待測物熱平衡后再進行測量。
3. 電纜采用三線制總線方式，紅色為電源正，建議電源為3-5V DC，黑色為電源負，蘭色為信號線。請嚴格按照此說明接線操作。
4. 系統(tǒng)理論上支持180個節(jié)點，實際使用應該限制在150個節(jié)點以內。
5.系統(tǒng)具備一定的糾錯能力，但總線不能短路。
6. 系統(tǒng)供電，當總線距離在200米以內，則可以采用DC9V給現(xiàn)場模塊供電，當距離在500米之內，可以采用DC12V給系統(tǒng)供電。

【北京鴻鷗成運儀器設備有限公司提供定制各個領域用的測溫線纜產(chǎn)品介紹】

由北京鴻鷗成運儀器設備有限公司推出的地源熱泵溫度場測控系統(tǒng)，硬件采取*ARM技術；上位機軟件使用編程語言技術設計，富有人性、直觀明了；測溫傳感器直接封裝在電纜內部，根據(jù)客戶距離進行封裝。目前該系統(tǒng)廣泛應用于地源熱泵地埋管、地源熱泵溫度場檢測、地源熱泵地埋換熱井、地源熱泵豎井及地源熱泵溫度場系統(tǒng)進行地溫監(jiān)測，本系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性在諸多工程中已得到了驗證并取得了較好的口啤。

地源熱泵診斷中土壤溫度的監(jiān)測方法：
　　為了實現(xiàn)地源熱泵系統(tǒng)的診斷，必須首先制定保證系統(tǒng)正常運行的合理的標準。在系統(tǒng)的設計階段，地下土壤溫度的初始值是一個重要的依據(jù)參數(shù)，它也是在系統(tǒng)運行過程中可能產(chǎn)生變化的參數(shù)。如果在一個或幾個空調采暖周期（一般一個空調采暖周期為1年）后，系統(tǒng)的取熱和放熱嚴重不平衡，則這個初始溫度會有較大的變化，將會大大降低系統(tǒng)的運行效率。所以設計選用土壤溫度變化曲線作為診斷系統(tǒng)是否正常的標準。
　　首先對地源熱泵系統(tǒng)所控制的建筑物進行全年動態(tài)能耗分析，即輸入建筑物的條件，包括建筑的地理位置、朝向、外形尺寸、圍護結構材料和房間功能等條件，計算出該區(qū)域全年供暖、制冷的負荷，我們根據(jù)該負荷，選擇合適的系統(tǒng)配置，即地埋管數(shù)量以及必要的輔助冷熱源，并動態(tài)模擬計算地源熱泵植筋加固系統(tǒng)運行過程中土壤溫度的變化情況，得到初始土壤溫度標準曲線。采用滿足土壤溫度基本平衡要求的運行方案運行，同時系統(tǒng)實時監(jiān)測土壤溫度變化情況，即依靠埋置在地下的測溫傳感器監(jiān)測土壤的溫度，并且將測得的溫度傳遞給地源熱泵系統(tǒng)。

淺層地溫能監(jiān)測系統(tǒng)概況：

地源熱泵空調系統(tǒng)利用土壤作為埋地管換熱器的熱源或熱匯，對建筑物進行供熱和供冷，在埋地管換熱器設計中，土壤的導熱系數(shù)是很重要的參數(shù)，而對地溫進行長期可靠的監(jiān)測顯得特別重要。在現(xiàn)場實測土壤導熱系數(shù)時測試時間要足夠長，測試時工況穩(wěn)定后的流體進出口及不同深度的溫度會影響測試結果的準確性。因此地源熱泵地埋測溫電纜的設計顯得尤其重點。較傳統(tǒng)的地源熱泵測溫電纜設計方法，北京鴻鷗成運儀器設備有限公司研發(fā)的數(shù)字總線式測溫電纜因為接線方便、精度高且不受環(huán)境影響、性價比高等優(yōu)點，目前已廣泛應用于地埋管及地源熱泵系統(tǒng)進行地溫監(jiān)測，因可靠性和穩(wěn)定性在諸多工程中已得到了驗證并取得了較好的口啤。

為方便研究土壤、水質等環(huán)境對空調換熱井能效等方面的可靠研究或溫度測量，目前地源熱泵地埋管測溫電纜對于地埋換熱井，有口徑小，深度較深等特點的測溫方式,如果測量地下120米的地源熱泵井，要放12路線PT100傳感器。12根測溫線纜若平均放置，即10米放一個探頭，則所需線材要1500米，在井上需配置一個至少12通道的巡檢儀，若需接入電腦進行溫度實時記錄，該巡檢儀要有RS232或RS485功能,根據(jù)以上成本估計，這口井進行地熱測溫至少成本在8000元，雖然選擇高精度的PT100可提高系統(tǒng)的測溫精度，但對模擬量數(shù)據(jù)采集，提供精度的有效辦法是提供儀器的AD轉換器的位數(shù)，即提供巡檢儀的測量精度，若能夠在長距離測溫的條件下進行多點測溫，能夠做到0.5度的精度，則是非常不容易。針對這一需求，北京鴻鷗成運儀器設備有限公司推出“數(shù)字總線式地源熱泵地埋管測溫電纜”及相應系統(tǒng)。礦井深部地溫監(jiān)測，地源熱泵溫度監(jiān)測研究，地源熱泵溫度測量系統(tǒng)，淺層地熱測溫系統(tǒng)。

地源熱泵數(shù)字總線測溫線纜與傳統(tǒng)測溫電纜對比分析：
傳統(tǒng)的溫度檢測以熱敏電阻、PT100或PT1000作為溫度敏感元件，因其是模擬量，要對溫度進行采集，若需較高精度，需要選擇12位或以上的AD轉換及信號處理電路，近距離時，其精度及可靠性受環(huán)境影響不大，但當大于30米距離傳輸時，宜采用三線制測方式，并需定期對溫度進行校正。當進行多點采集時，需每個測溫點放置一根電纜，因電阻作為模擬量及相互之間的干擾，其溫度測量的準確度、系統(tǒng)的精度差，會受環(huán)境及時間的影響較大。模塊量傳感器在工作過程中都是以模擬信號的形式存在，而檢測的環(huán)境往往存在電場、磁場等不確定因素，這些因素會對電信號產(chǎn)生較大的干擾，從而影響傳感器實際的測量精度和系統(tǒng)的穩(wěn)定性，每年需要進行校準，因而它們的使用有很大的局限性。

北京鴻鷗成運儀器設備有限公司研發(fā)的總線式數(shù)字溫度傳感器，具有防水、防腐蝕、抗拉、耐磨的特性，總線式數(shù)字溫度傳感器采用測溫芯片作為感應元件，感應元件位于傳感器頭部，傳感器的精度和穩(wěn)定性決定于美國進口測溫芯片的特性及精度級別，無需校正，因數(shù)據(jù)傳輸采用總線方式，總線電纜或傳感器外徑可做得很小，直徑不大于12mm,且線路長短不會對傳感器精度造成任何影響。這是傳統(tǒng)熱電阻測溫系統(tǒng)*的優(yōu)勢。所以數(shù)字總線式測溫電纜是地源熱泵地埋管管測溫、地溫能深井和地層溫度監(jiān)測理想的設備。數(shù)字總線式數(shù)據(jù)傳感器本身自帶12位高精度數(shù)據(jù)轉換器和現(xiàn)場總線管理器，直接將溫度數(shù)據(jù)轉換成適合遠距離傳輸?shù)臄?shù)字信號，而每個傳感器本身都有唯的識別ID，所以很多傳感器可以直接掛接在總線上，從而實現(xiàn)一根電纜檢測很多溫度點的功能。

地源熱泵大數(shù)據(jù)監(jiān)控平臺建設

一、系統(tǒng)介紹

1、建設自動監(jiān)測監(jiān)測平臺，可監(jiān)測大樓內室內溫度；熱泵機組空調側和地源側溫度、

壓力、流量；系統(tǒng)空調側和地源側溫度、壓力、流量；熱泵機組和水泵的電壓、電流、功率、

電量等參數(shù)；地溫場的變化等，實現(xiàn)熱泵機組運行情況 24 小時實時監(jiān)測，異常情況預

警，做到真正的無人值守?？蓪岜孟到y(tǒng)的長期運行穩(wěn)定性、系統(tǒng)對地溫場的影響以及能效

比等進行綜合的科學評價，為進一步示范推廣與系統(tǒng)優(yōu)化的工作提供數(shù)據(jù)指導依據(jù)。

具體測量要求如下：

1）各熱泵機組實時運行情況；

2）室內溫度監(jiān)測數(shù)據(jù)及變化曲線；

3）室外環(huán)境溫度數(shù)據(jù)及變化曲線；

4）機房內空調側出回水溫度、壓力、流量等監(jiān)測數(shù)據(jù)及變化曲線；

5）機房內地埋管側出回水溫度、壓力、流量等監(jiān)測數(shù)據(jù)及變化曲線；

6）機房內用電設備的電流、電壓、功率、電能等監(jiān)測數(shù)據(jù)及變化曲線；

7）地溫場內不同深度的地溫監(jiān)測數(shù)據(jù)及變化曲線；

8）能耗綜合分析、系統(tǒng) COP 分析以及系統(tǒng)節(jié)能量的評價分析。

2、自動監(jiān)測平臺建成以后可以對已經(jīng)安裝自動監(jiān)測設備的地熱井實施自動監(jiān)測的數(shù)據(jù)分

析展示，可實現(xiàn)地熱井和回灌井的水位、水溫、流量實施傳輸分析，并可實現(xiàn)數(shù)據(jù)異常情況預

警，做到實時監(jiān)管，有地熱井運行的穩(wěn)定性。

1）開采水量及回水水量的流量監(jiān)測及變化曲線；

2）開采水溫及回水水溫的溫度監(jiān)測及變化曲線；

3）開采井井內水位監(jiān)測及變化曲線；

地下水地球物理勘查技術模式

推薦產(chǎn)品如下：