[發(fā)明專(zhuān)利]一次場(chǎng)干擾自消的低噪聲瞬變電磁測(cè)量裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310427367.7
• 申請(qǐng)日: 2013-09-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103499839A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐潤(rùn)秋;曹煜;舒玉峰;劉家蓮;郝志超;吳昭;黃蘭英;魏幫俊
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 安徽惠洲地下災(zāi)害研究設(shè)計(jì)院
• 主分類(lèi)號(hào): G01V3/10
• 分類(lèi)號(hào): G01V3/10
• 代理公司: 合肥天明專(zhuān)利事務(wù)所 34115
• 代理人: 奚華保;袁由茂

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及瞬變電磁探測(cè)技術(shù)，具體地說(shuō)是一種一次場(chǎng)干擾自消的低噪聲瞬變電磁測(cè)量裝置。

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背景技術(shù)

眾所周知，瞬變電磁法屬于時(shí)間域電磁法，簡(jiǎn)稱(chēng)TEM。它是利用不接地回線向地下發(fā)送一次脈沖磁場(chǎng)，在一次脈沖磁場(chǎng)間歇期間，利用線圈觀測(cè)感應(yīng)二次電磁場(chǎng)，通過(guò)對(duì)感應(yīng)二次電磁場(chǎng)時(shí)空分布規(guī)律的研究，來(lái)達(dá)到解決探測(cè)對(duì)象電磁性結(jié)構(gòu)分析的方法。隨著地球物理勘探事業(yè)的發(fā)展，復(fù)雜地區(qū)的勘探日益增多，瞬變電磁法數(shù)據(jù)采集越來(lái)越受到工作區(qū)域條件的限制，特別是在隧道、井下超前探測(cè)中，由于施工條件限制，回線邊長(zhǎng)不能太大，使得采集到的信號(hào)非常微弱，探測(cè)的深度大大降低，滿足不了精細(xì)勘探和超前探測(cè)的要求。為滿足以上要求，在線圈大小一定的情況下，不得不增加線圈匝數(shù)，但由此也帶了互感的影響問(wèn)題（引用文獻(xiàn)：肖明輝等.?國(guó)內(nèi)多匝小線框瞬變電磁研究現(xiàn)狀探討.2011，10：158-159）。在瞬變電磁法中，如天然電磁場(chǎng)噪聲、人文干擾和煤礦井下電氣設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)等，均會(huì)嚴(yán)重干擾瞬變電磁設(shè)備的測(cè)量效果，為了抑制干擾必須要找到有效的方法。

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發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決上述背景技術(shù)存在的不足，提出一種有效減少互感、提高信噪比并能利用互感影響來(lái)削弱一次場(chǎng)的瞬變電磁測(cè)量裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一次場(chǎng)干擾自消的低噪聲瞬變電磁測(cè)量裝置，包括發(fā)射線圈和內(nèi)置其中的接收線圈，所述接收線圈由主測(cè)量線圈和若干個(gè)子線圈相互串聯(lián)構(gòu)成，所述子線圈均勻分布于所述發(fā)射線圈和主測(cè)量線圈之間，所述主測(cè)量線圈的繞制方向與子線圈的繞制方向相反。

所述發(fā)射線圈、主測(cè)量線圈和四個(gè)子線圈呈回字形結(jié)構(gòu)，且位于同一平面內(nèi)；所述子線圈分別布置在發(fā)射線圈的內(nèi)角和主測(cè)量線圈的外角之間，其中發(fā)射線圈和主測(cè)量線圈的中心點(diǎn)重合。

所述發(fā)射線圈與主測(cè)量線圈及子線圈之間留有空隙。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明采用獨(dú)特的裝置設(shè)計(jì)，一方面，發(fā)射線圈尺寸大于接收線圈，且發(fā)射線圈與接收線圈之間留有空隙，可有效減少互感影響；另一方面，利用發(fā)射線圈與接收線圈之間的互感效應(yīng)來(lái)降低發(fā)射線圈對(duì)接收線圈的影響，在消弱一次場(chǎng)干擾的同時(shí)，保障了二次場(chǎng)信號(hào)的有效利用；第三方面，其自身具備一定干擾噪聲壓制作用，在一定程度上可提高信噪比，尤其更有利于對(duì)二次場(chǎng)晚期弱信號(hào)識(shí)別和提取；本發(fā)明不改變傳統(tǒng)的中心回線測(cè)量裝置形式，探測(cè)施工便捷。

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附圖說(shuō)明

圖1?是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2?是接收線圈的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3?是本發(fā)明接收線圈繞制方向簡(jiǎn)單示意圖；

圖4?是本發(fā)明測(cè)量得到的感應(yīng)電壓衰減曲線圖；

圖中，1.發(fā)射線圈，2.接收線圈，3.主測(cè)量線圈，4.子線圈，5.主測(cè)量線圈繞制方向，6.子線圈繞制方向，7.主測(cè)量線圈電流方向，8.子線圈電流方向，9.發(fā)射引線，10.接收引線。

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具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

實(shí)施例1：如圖1-3所示，一次場(chǎng)干擾自消的低噪聲瞬變電磁測(cè)量裝置，包括發(fā)射線圈1和接收線圈2，接收線圈2內(nèi)置于發(fā)射線圈1中，兩者分別經(jīng)發(fā)射引線9和接收引線10與接收機(jī)連接。

發(fā)射線圈1的尺寸大于接收線圈2，發(fā)射線圈1與接收線圈2之間留有空隙，兩者呈回字形結(jié)構(gòu)；接收線圈2在繞制時(shí)，繞制成一個(gè)主測(cè)量線圈3，四個(gè)附加子線圈4，子線圈4也呈回字形結(jié)構(gòu)。主測(cè)量線圈3與發(fā)射線圈1位于同一平面，采用共中心點(diǎn)形式擺放，四個(gè)附加子線圈4分別放置于發(fā)射線圈1的頂角內(nèi)側(cè)和主測(cè)量線圈的頂角外側(cè)之間并與主測(cè)量線圈串聯(lián)；主測(cè)量線圈繞制方向5與子線圈繞制方向6相反。

本發(fā)明探測(cè)原理為：激勵(lì)電源對(duì)發(fā)射線圈進(jìn)行激勵(lì)后，四個(gè)附加小接收線圈由于最靠近發(fā)射線圈，受發(fā)射線圈互感影響比較強(qiáng)，一次場(chǎng)強(qiáng)度大，因此，相對(duì)于傳統(tǒng)測(cè)量裝置形式而言，由于四個(gè)附加小接收線圈的存在，且主測(cè)量線圈與四個(gè)附加小線圈的感生電動(dòng)勢(shì)信號(hào)反向，這樣會(huì)達(dá)到削弱一次場(chǎng)的目的。由于繞制反向，環(huán)境噪聲在大、小接收線圈內(nèi)的響應(yīng)亦反向，這樣能壓制噪聲干擾、增加信噪比，有利于有效信號(hào)的識(shí)別。