[發明專利]帶有減噪效果的用于航空地球物理探測的接收器線圈組件

有效

• 申請號: 201080053758.1
• 申請日: 2010-11-26
• 公開（公告）號: CN102763007A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發明（設計）人: P·V·庫茨明;J·多茲
• 申請（專利權）人: 吉歐泰科航空物探有限公司
• 主分類號: G01V3/165
• 分類號: G01V3/165;G01C9/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 浦易文

相關申請的交叉引用

本申請要求2009年11月27日提交的美國臨時專利申請第61/264,762的優先權和權益。

背景技術

本發明的各實施例涉及航空地質填圖和用于此種填圖的接收器系統的技術領域。

諸如時域電磁（TDEM）探測之類的放射源電磁探測是地球物理探測的快速發展區域。其包含基于地面的和航空應用。TDEM地質填圖包括測量地球對于探測系統所發出的初級磁場的磁響應。所發出磁場和響應之間的關系用于計算地球的電阻率結構，從中推出地質信息。

在美國專利7,157,914中示出TDEM探測系統和方法的示例。

通過使用諸如大地電磁（MT）技術之類基于地面的技術來執行天然源電磁探測。最近，實踐上已使用天然源電磁技術來進行航空探測。在這些技術中，測出地球電磁場（可能處于不同位置）由于隨機波動而自然產生的兩個或兩個以上分量，并計算出所測出分量之間基于頻率的傳遞函數。如同在放射源方法中那樣，根據地球的電阻率結構來解釋傳遞函數，并從中推出地質信息。

在美國專利6,876,202中示出天然源電磁探測系統的示例。

放射源電磁探測系統具有發射器和接收器，而天然源系統僅僅具有接收器。通常，發射器包括具有一個或多個匝數電線的線圈。當電流通過電線時，會發出電磁場。在TDEM探測中，使用交變極性的脈動電流，并且在發射器電流脈沖之間的“斷流”期間感測出地球的響應。

接收器或傳感器通常包括一個或多個多匝圈電線圈。在存在變化電磁場的情形下，經過每個線圈的端子出現電壓。此種電壓可被放大并記錄。線圈可具有不同的定向，致使它們對于具有不同方向的磁場分量中的變化較為敏感。在其它事項等同的情形下，隨著線圈在尺寸上按比例增大，接收器線圈的靈敏度和干擾層（噪底）得以改進。與放射源系統相比，用在天然源系統中的信號通常較弱，因而需要較大的接收器線圈。

用在放射源和天然源探測系統中的接收器的運動和振動的結果是產生顯著的干擾源，尤其是在紊流航空環境中，由于信號頻率下降至100Hz以下這變得日益重要。此種類型干擾的主要來源由于接收器線圈相對于靜態地磁場運動而導致。使通過接收器線圈的總地磁通量發生變化的運動或振動致使經過線圈的端子出現電壓。在剛性接收器線圈的情形下，這會由于線圈的轉動而產生。接收器線圈不會是完全剛性的，因此線圈的撓曲也會有助于產生此種電壓。這些電壓會是干擾所希望信號的一種干擾類型。降噪技術是重要的。

在一些電磁探測系統中，接收器對于磁場的一個分量、通常是標稱垂直分量中的變化較為敏感。獨立地測量磁場的兩個或三個基本上正交分量中的變化的接收器提供改進的地質信息，但卻比單軸接收器較為龐大。

希望用于航空地球物理探測系統的改進接收器系統。

發明內容

根據一個示例實施例，一種航空地球物理探測系統包括：接收器線圈組件，該接收器線圈組件由飛行器拖曳，并且包括至少一個接收器線圈和接收器線圈定向感測系統，且至少一個接收器線圈用于感測磁場的磁場分量中的變化，而接收器線圈定向感測系統用于感測接收器線圈的定向變化；以及控制器，該控制器接收代表從接收器線圈所感測出的磁場分量變化以及從接收器線圈定向感測系統所感測出的定向變化的信號，并對所感測出的磁場分量變化進行校正，以提供為由于改變接收器線圈在靜態地磁場中定向而產生的干擾而經校正信號。

根據另一示例實施例，一種執行航空地球物理探測的方法包括：利用飛行器來拖曳接收器線圈組件，該接收器線圈組件包括三個接收器線圈，且每個接收器線圈都具有相對于其它接收器線圈的線圈軸線基本上維持于已知角度的相應線圈軸線；利用接收器線圈中的每個來對磁場的不同磁場分量進行感測；感測接收器線圈在靜態地磁場中的定向變化；以及對所感測出的磁場分量變化進行校正，以提供為由于改變接收器線圈在靜態地磁場中定向而產生的干擾而校正的磁場分量。

根據另一實施例，提供一種用于由執行地球物理探測的飛行器拖曳的接收器線圈組件，且該接收器線圈組件包括：半剛性外殼，該半剛性外殼具有基本上小于其水平長度的標稱垂直長度，該外殼容納多匝圈空芯接收器線圈和至少一個電磁接收器線圈，每個接收器線圈感測不同磁場分量中的變化并且具有相對于其它接收器線圈的軸線處于已知角度的軸線，其中多匝圈空芯接收器線圈具有標稱垂直軸線，而電磁接收器線圈包括具有鐵磁芯部的多匝圈電磁繞組并且具有水平軸線。