[發明專利]一種可控下降沿的雙梯形波發射系統和控制方法

有效

• 申請號: 201810105902.X
• 申請日: 2018-02-02
• 公開（公告）號: CN108227011B
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發明（設計）人: 嵇艷鞠;姜元;杜尚宇;王遠;黎東升;關珊珊;欒卉
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01V3/08
• 分類號: G01V3/08
• 代理公司: 沈陽銘揚聯創知識產權代理事務所(普通合伙) 21241
• 代理人: 屈芳

本發明涉及瞬變電磁發射領域，具體為一種可控下降沿的雙梯形波發射系統和控制方法。所述系統包括：主控電路、光耦驅動電路、發射橋路、高壓瞬態抑制二極管、低壓瞬態抑制二極管電路、串聯電池組以及發射線圈，其中：所述主控電路通過光耦驅動與發射橋路連接，發射橋路和發射線圈連接；串聯電池組與發射橋路連接為發射提供電力，高壓瞬態抑制二極管、低壓瞬態抑制二極管電路并聯在發射線圈兩端。本發明能夠同時產生一組不同關斷時間的梯形波發射電流，分別用于激勵和測量感應場信號和極化響應，實現電阻率與極化率雙參數同時探測，提高了探測精度。

技術領域

本發明涉及瞬變電磁發射領域，具體為一種可控下降沿的雙梯形波發射系統和控制方法。

背景技術

傳統的瞬變電磁法由于探測系統的限制僅能激發測量電磁感應信號，測量參數單一，解釋參數單一，數據解釋的準確性較低，是目前瞬變電磁法發展的瓶頸。多參數聯合探測是提高TEM探測精度的有效方法，激發極化效應是存在于大地的一種常見現象，同時探測瞬變電磁與激發極化信號能夠有效提高對大地的解釋精度。時間域電磁感應法(TEM)是通過激勵大地產生二次場，測量二次感應磁場得到地下介質的電導率信息；激發極化法(IP)是通過對大地通電，激勵產生激發極化場，通過測量激發極化場得到地下介質的極化率參數。TEM和IP都對于水資源、金屬礦探測優勢明顯，在低頻時域電磁探測時，發現感應場和極化場同時存在。電流關斷后早期感應場快速衰減，表現為感應場與極化場共存，極化場放電；晚期感應場幾乎沒有，主要為極化場。磁性源發射電流下降沿存在極化充電效應，在發射電流大小相同的情況下，對于短下降沿發射，極化充電時間短，激發極化場弱，適用于感應場測量；對于長下降沿發射，極化充電時間更長，激發極化場強，適用于極化場場測量。因此發射一組不同關斷時間的梯形波電流是一種同時檢測IP與TEM雙場的可行方法。

為了使探測時接收系統能夠準確采集到發射電流激發的磁場信號，需要對接收與發射系統進行同步，對于發射與接收裝置相距較遠的情況常采用GPS同步方式，但在一些信號不良地區，如偏遠山區、叢林、有高大建筑物遮擋的市區等地，GPS信號有時會出現丟失，常規的瞬變電磁發射系統常常出現因接收不到同步信號使得系統無法工作的情況。

中國專利CN105510979A公布了一種負載并聯放電的瞬變電磁發射機電路，是通過改變負載線圈連接方式，縮短了負載線圈放電時間，減小了發射機的關斷延時，但僅能對感應場信號進行測量。

中國專利CN?105119588?A公布了一種瞬變電磁法脈沖電流發射電路，通過饋能恒壓鉗位電路，提高了電流下降沿鉗位電壓，縮短了下降沿時間，提高了下降沿線性度，但仍舊無法實現電阻率與極化率雙參數同時探測。

發明內容

本發明提供一種可控下降沿的雙梯形波發射系統和控制方法，解決無法實現電阻率與極化率雙參數同時探測的問題。

本發明是這樣實現的，

一種可控下降沿的雙梯形波發射系統，所述系統包括：

主控電路、光耦驅動電路、發射橋路、高壓瞬態抑制二極管、低壓瞬態抑制二極管電路、串聯電池組以及發射線圈，其中：所述主控電路通過光耦驅動與發射橋路連接，發射橋路和發射線圈連接；串聯電池組與發射橋路連接為發射提供電力，高壓瞬態抑制二極管、低壓瞬態抑制二極管電路并聯在發射線圈兩端。

進一步地，所述發射橋路由一個大功率二極管D1和四個功率場效應管組成，其中功率場效應管S1與功率場效應管S3串聯，功率場效應管S2與功率場效應管S4串聯，兩個串聯電路再并聯，功率場效應管S1與功率場效應管S3的連接處與功率場效應管S2和功率場效應管S4的連接處的作為發射電路的輸出與發射線圈連接，大功率二極管D1正級與串聯電池組正極連接，負極與功率場效應管S1和功率場效應管S2的公共端連接，串聯電池組負極與功率場效應管S3和功率場效應管S4的公共端連接，主控電路的四個控制信號分別控制四個功率場效應管導通，從而控制發射線圈上產生正向或負向的電流梯形波。