[發明專利]一種基于可控源補償的瞬變電磁勘探系統及方法

在審

• 申請號: 201910256821.4
• 申請日: 2019-04-01
• 公開（公告）號: CN109946744A
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發明（設計）人: 張洋;皮帥;張博;陳健;林君
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01V3/10
• 分類號: G01V3/10
• 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

1.一種基于可控源補償的瞬變電磁勘探系統，其特征在于，

發射裝置，包括發射控制器以及由發射控制器控制激發電流的發射線圈；

接收裝置，包括接收控制器以及與發射線圈共中心的接收線圈；

補償裝置，包括與發射線圈共中心的磁傳感器和補償線圈，以及接收磁傳感器電流進行自適應計算和調整補償線圈中補償電流的補償控制器，所述磁傳感器用于檢測線圈中心處的磁場，產生調控補償電流時的反饋信號；

工控機，與所述接收控制器通訊連接用于顯示系統工作模式，存儲TEM信號；

所述接收控制器向發射控制器和補償控制器發送同步信號、控制指令和系統參數。

2.按照權利要求1所述的系統，其特征在于，所述接收裝置還包括：

前置放大器，用于放大接收線圈上感應到的TEM信號；

信號調理電路，用于對前置放大器輸出的差分信號進行放大和轉換；

數據采集卡，用于模數轉換，在同步信號觸發下，將調理后的模擬信號轉換成數字信號，并將其傳送至工控機。

3.按照權利要求1所述的系統，其特征在于，所述發射裝置還包括：可調恒流DC-DC變換器與第二H橋斬波電路，所述可調恒流DC-DC變換器在發射控制器控制下，用于電壓變換，恒流驅動第二H橋斬波電路。

4.按照權利要求1所述的系統，其特征在于，所述補償裝置還包括：

信號放大電路用于將磁傳感器的信號進行放大處理；

A/D轉換器用于將信號放大電路放大的信號轉換后傳遞至補償控制器；

可調恒流DC-DC變換器，用于電壓變換，恒流驅動一第一H橋斬波電路對補償線圈進行激發。

5.按照權利要求1所述的系統，其特征在于，所述接收線圈的半徑小于發射線圈的半徑的1/10，所述補償線圈滿足：r_B＝r_X+10cm，L_B＝L_T，R_B＝R_T，其L_B為補償線圈的電感，電阻R_B為補償線圈的電阻，r_B為補償線圈的半徑，r_X為接收線圈的半徑，L_T為發射線圈的電感，R_T為發射線圈的電阻。

6.按照權利要求4所述的系統，其特征在于，接收控制器根據系統補償參數計算出補償線圈上的激發電流的預設初值I_B，I_B方向與發射電流I_T方向相反，接收控制器將計算得到的激發電流I_B與系統補償參數和補償控制指令一并發給補償控制器和發射控制器。

7.按照權利要求1所述的系統，其特征在于，磁傳感器感應出的信號經過放大后經A/D轉換器轉換后，傳送給補償控制器與系統本底噪聲e_n比較，當采集到的信號大于本底噪聲時，補償控制器自適應調整補償線圈電流I_B，重復發射電流和調整后的補償電流激發的過程，直到回傳數據小于系統本底噪聲e_n，完成補償參數調整，補償控制器記錄該條件下的補償線圈電流I_B。

8.一種基于可控源補償的瞬變電磁勘探方法，其特征在于，該方法包括：

布置共中心的發射線圈、接收線圈、補償線圈以及磁感應線圈；

通過發射線圈，補償線圈通入方向相反的激發電流；

采用磁感應線圈接收檢測線圈中心處的磁場，產生調控補償電流時的反饋信號；

將反饋信號與系統本底噪聲比較，當采集到的信號大于本底噪聲時，調整補償線圈中的線圈電流，重復發射電流和調整后的補償電流激發的過程，直到回傳數據小于系統本底噪聲，完成補償參數調整；

采用調整后的補償電流進行補償激發以及發射激發，通過接收線圈進行信號的采集。