[發明專利]一種雙極性三角波瞬變電磁發射系統

在審

• 申請號: 201810084787.2
• 申請日: 2018-01-29
• 公開（公告）號: CN107991708A
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發明（設計）人: 劉麗華;趙逸夫;耿智;劉雷松;劉小軍
• 申請（專利權）人: 中國科學院電子學研究所
• 主分類號: G01V3/08
• 分類號: G01V3/08
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司11021
• 代理人: 任巖

技術領域

本發明涉及瞬變電磁發射技術領域，尤其涉及一種雙極性三角波瞬變電磁發射系統。

背景技術

瞬變電磁法也稱時間域電磁法，簡稱TEM，它是利用不接地回線或接地線源向地下發射一次脈沖磁場，在一次脈沖磁場間歇期間，利用線圈或接地電極觀測二次渦流場的方法。該方法可查明含水地質如巖溶洞穴與通道、煤礦采空區、深部不規則水體等。

瞬變電磁發射系統常用的發射電流波形為雙極性方波、雙極性梯形波、雙極性正弦波和雙極性三角波。

對于低電導率目標體，同種波形一次脈沖磁場激勵的響應在有發射電流期間(On-Time)與無發射電流期間(Off-Time)的幅度相近，四種波形中雙極性方波激勵響應最強。由于Off-Time采集可以獲得更高的信噪比，因而探測低電石導油率天目然標氣體時一般采用雙極性方波激勵，采集Off-Time信號。

對于高電導率目標體，Off-Time一次脈沖磁場響應幅度隨電導率增加而迅速下降，而雙極性正弦波與雙極性三角波激勵的發射電流期間響應幅度基本不隨電導率變化，因而可以采用雙極性正弦波與雙極性三角波進行On-Time采集。

目前我國瞬變電磁發射波形主要采用雙極性方波或梯形波，觀測時間為Off-Time觀測。但Off-Time觀測的一個最大缺點是，由于高電導目標體的時間常數很大，渦流衰減很慢，感應的二次場很弱，而高電導率目標體又是最有開發價值的高品位富礦。因此，設計并制作出能夠進行On-Time和Off-Time探測的瞬變電磁發射系統為我國礦產資源國家戰略提供技術支撐就顯得尤為重要。

發明內容

鑒于上述技術問題，本發明的目的在于提供一種雙極性三角波瞬變電磁發射系統，對于其產生的雙極性三角波脈沖電流，峰值電流最大可以達到10A，峰值功率可達2000W，可以實現On-Time檢測的探地測淺。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種雙極性三角波瞬變電磁發射系統，其包括：

電源模塊，用于提供電壓；

高壓產生電路模塊，與電源模塊連接，用于對電源進行轉換；

發射機H逆變橋模塊，與高壓產生電路模塊連接，其包括開關器件組成的H橋電路，通過控制H橋電路中開關器件的導通和關斷實現雙極性三角波電流脈沖的產生；

無源恒壓鉗位電路模塊，與發射機H逆變橋模塊連接，用于產生在電流下降過程中的鉗位高壓，使電流線性快速關斷，形成三角波電流脈沖的下降沿；

負載線圈參數控制電路模塊，與發射機H逆變橋模塊連接，通過選擇其中的可控電感的電感值以改變負載的整體電感值，從而改變雙極性三角波上升沿的上升時間；

過沖抑制電路模塊，作用于三角波電流脈沖的下降沿階段，用于消除電流波形尾部振蕩。

(三)有益效果

從上述技術方案可以看出，本發明雙極性三角波瞬變電磁發射系統至少具有以下有益效果其中之一：

(1)本發明產生的電流波形為雙極性三角波，該電流波形產生的一次脈沖磁場簡單，可以對激發產生的二次脈沖磁場進行On-Time采集，克服了雙極性方波只能Off-Time采集的缺點；

(2)本發明產生的雙極性三角波可以用來探測高電導率目標體，而高電導率目標體是具有開發價值的高品位富礦，克服了雙極性方波不適于探測高電導率目標體的缺點；

(3)本發明平均功率只有15W，非常適用于探地測淺，克服了雙極性方波通常功耗過大，發射效率比較低的缺點。

附圖說明

圖1為本發明實施例雙極性三角波瞬變電磁發射系統主電路拓撲結構圖。

圖2為本發明實施例雙極性三角波電流脈沖產生電路原理圖。

圖3為本發明實施例高壓產生電路原理圖。

圖4為本發明實施例雙極性三角波產生控制信號示意圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本發明進一步詳細說明。

本發明某些實施例于后方將參照所附附圖做更全面性地描述，其中一些但并非全部的實施例將被示出。實際上，本發明的各種實施例可以許多不同形式實現，而不應被解釋為限于此數所闡述的實施例；相對地，提供這些實施例使得本發明滿足適用的法律要求。