[發明專利]快速移動式堤防孔洞瞬變電磁連續探測系統及方法

有效

• 申請號: 201910080934.3
• 申請日: 2019-01-28
• 公開（公告）號: CN109655925B
• 公開（公告）日: 2023-10-03
• 發明（設計）人: 周黎明;陳志學;李玉婕;肖國強;付代光;王法剛;周華敏;張楊;易天佐;楊君;王復興;張敏;羅潔
• 申請（專利權）人: 長江水利委員會長江科學院
• 主分類號: G01V3/08
• 分類號: G01V3/08
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 潘杰;李滿

本發明所設計的快速移動式堤防孔洞瞬變電磁連續探測系統，它包括移動載具及設置在移動載具上的瞬變電磁儀、數據處理器、發射天線和接收天線，其中，瞬變電磁儀的脈沖磁場信號輸出端連接發射天線的信號輸入端，接收天線的信號輸出端連接瞬變電磁儀的瞬變電磁感應電動勢信號輸入端，瞬變電磁儀的瞬變電磁感應電動勢信號輸出端連接數據處理器的信號輸入端；本發明可提升堤防孔洞探測效率，通過采集X、Y、Z三個方向的感應電動勢信號可以更精確地探測堤防孔洞發育情況。

技術領域

本發明涉及地球物理探測技術領域，具體地指一種快速移動式堤防孔洞瞬變電磁連續探測系統及方法。

技術背景

堤防工程是指沿河、渠、湖、海岸或行洪區、分洪區、圍墾區的邊緣修筑的擋水建筑物，是抵御洪水保證人民生命和財產安全的重要保障，但由于堤防路線長、修建年代久遠，普遍存在孔洞、裂縫、松散體、滲漏等安全隱患。當遭遇洪水時，存在隱患的區域極易誘發管涌、滑坡、崩岸等險情，及時探查堤防質量狀況，消除堤防隱患，是現代水利工程迫切需要解決的技術難題。瞬變電磁法作為一種有效地探尋高阻孔洞的方法已應用于堤防隱患探測工作中，但在數據采集時采用逐點非連續式采集方式，耗時較長且效率低下，每日探測的堤防里程有限。常規瞬變電磁法一般只采集Z方向的感應電動勢數據，從而僅能獲取堤防視電阻率信息，無法準確判斷電阻率異常區域是否為堤防孔洞，同時，缺少孔洞空間分布特征。

綜上所述，采用常規的瞬變電磁法探測堤防孔洞，工作效率低且采集數據受限，無法達到全面探測復雜堤防孔洞的目的，亟需一種快速的針對堤防孔洞的全面探測系統。

發明內容

本發明的目的就是，針對現有的瞬變電磁法探測堤防孔洞效率低精度低等難題，提供一種快速移動式堤防孔洞瞬變電磁連續探測系統及方法，可提升堤防孔洞探測效率，通過采集X、Y、Z三個方向(X指的是沿測線方向，Y指垂直于測線方向，Z指豎直方向)的感應電動勢信號可以更精確地探測堤防孔洞發育情況。

為實現此目的，本發明所設計的一種快速移動式堤防孔洞瞬變電磁連續探測系統，其特征在于，它包括移動載具及設置在移動載具上的瞬變電磁儀、數據處理器、發射天線和接收天線，其中，瞬變電磁儀的脈沖電流信號輸出端連接發射天線的信號輸入端，接收天線的信號輸出端連接瞬變電磁儀的瞬變電磁感應電動勢信號輸入端，瞬變電磁儀的瞬變電磁感應電動勢信號輸出端連接數據處理器的信號輸入端；

所述發射天線用于在堤防各個測點向堤防當前測點的正下方發射脈沖電流激發的磁場信號；

所述接收天線用于在堤防各個測點接收堤防當前測點返回的沿測線方向、垂直于測線方向和豎直方向的瞬變電磁感應電動勢信號；

所述數據處理器用于根據接收的堤防各個測點返回的豎直方向的瞬變電磁感應電動勢信號反演出堤防各個測點對應測試區域的視電阻率，并根據接收的堤防各個測點返回的沿測線方向和垂直于測線方向的瞬變電磁感應電動勢信號生成瞬變電磁場剖面圖。

一種基于上述系統的堤防孔洞瞬變電磁連續探測方法，它包括如下步驟：

步驟1：在被測堤防的頂部沿堤防長度方向預設測線，使移動載具沿測線勻速直線移動；

步驟2：移動載具上的瞬變電磁儀每隔預設時間通過發射天線向堤防當前位置的正下方發射脈沖磁場信號，發射天線發射脈沖磁場信號對應的堤防當前位置即為測點；接收天線接收對應測點返回的沿測線方向、垂直于測線方向和豎直方向的瞬變電磁感應電動勢信號；