[發明專利]城市地下空間多線圈拖曳式偶極電磁探測裝置及方法

在審

• 申請號: 201910728497.1
• 申請日: 2019-08-08
• 公開（公告）號: CN110515129A
• 公開（公告）日: 2019-11-29
• 發明（設計）人: 張洋;李蘇杭;陳健;賈文楓;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: 21241 沈陽銘揚聯創知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 屈芳<國際申請>=<國際公布>=<進入國

本發明涉及地球物理電磁探測技術領域，為一種城市地下空間多線圈拖曳式偶極電磁探測裝置及探測方法,該裝置包括：依次通過連接桿連接的拖曳車頭，第一拖曳平臺以及第二拖曳平臺，置于拖曳車頭中的PC和第一GPS，置于第一拖曳平臺上的發射系統攜帶有第二GPS；發射系統包括第一發射線圈Tx1與第二發射線圈Tx2；接收系統包括第一接收線圈Rx1，與第一發射線圈Tx1構成偶極式電磁探測系統；第二接收線圈Rx2，與第二發射線圈Tx2構成偶極式電磁探測系統；PC，用于向發射系統傳送發射參數及發射指令，用于接收發射系統回傳的第二GPS數據，用于接收接收系統回傳的探測信號數據，解決現有的探測存在探測盲區與深度難以兼容、效率低、發射對接收耦合影響大的問題。

技術領域

本發明涉及地球物理電磁探測技術領域，具體地來講為一種城市地下空間多線圈拖曳式偶極電磁探測裝置及探測方法。

背景技術

隨著城市發展建設，地下空間使用率逐年增長，合理規劃地下空間迫在眉睫。想要合理開發地下空間，就必須先對地下結構進行探測，因此，非入侵式城市地下結構探測具有重要意義。電磁探測方法是一種典型的非入侵式地球物理探測方法，廣泛應用在野外地質結構探測中。在電磁探測工作過程中，線圈尺寸、匝數、發射電流和發射頻率決定著探測深度，尺寸越大、匝數越多、發射電流越大，發射頻率越低，探測深度越深，但大電流、大線圈和多匝數會導致關斷時間變長、探測盲區變大；另外，傳統的中心回線和重疊回線方式存在發射對接收的耦合影響，接收放大器飽和、盲區大等問題。

傳統的電磁探測方法在形式上多采用單發射單接收的結構，存在難以兼顧探測深度和探測盲區兩個指標的缺點。由于一次探測中線圈的尺寸等參數為預設值，難以改變，導致探測存在由線圈參數結構決定的固有探測盲區。此外，在電磁探測工作過程中多采用人工搬運，定點測量的方式，耗時耗力，工作效率低，阻礙交通，因此不適用于城市環境。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提供一種城市地下空間多線圈拖曳式偶極電磁探測裝置及方法，解決現有的探測存在探測盲區與深度難以兼容、效率低、發射對接收耦合影響大的問題。

本發明是這樣實現的，

一種城市地下空間多線圈拖曳式偶極電磁探測裝置，

該裝置包括：依次通過連接桿連接的拖曳車頭，第一拖曳平臺以及第二拖曳平臺，置于拖曳車頭中的PC和第一GPS，置于第一拖曳平臺上的發射系統攜帶有第二GPS；

所述發射系統包括第一發射線圈Tx1，為多匝大線圈，用于發射低頻、小占空比、大電流脈沖信號；第二發射線圈Tx2，為單匝小線圈，用于發射高頻、大占空比、小電流脈沖信號；

所述接收系統包括第一接收線圈Rx1，與第一發射線圈Tx1構成偶極式電磁探測系統，探測深部地質信息；第二接收線圈Rx2，與所述第二發射線圈Tx2構成偶極式電磁探測系統，探測淺層地質信息；

所述PC，用于向發射系統傳送發射參數及發射指令，用于接收發射系統回傳的第二GPS數據，用于接收接收系統回傳的探測信號數據。

進一步地，所述PC控制拖曳車頭根據第一GPS的位置信息按照既定路線拖曳電磁探測系統以預先設置的速度勻速運動，在運動過程中，發射系統通過第一發射線圈Tx1和第二發射線圈Tx1交替發射信號，以及接收系統分別通過第一接收線圈Rx1和第二接收線圈Rx2交替接收激發信號。

進一步地，所述拖曳車車頭末端與第一拖曳平臺前端間距為L1至少為2m；第一發射線圈Tx1中心與第二發射線圈Tx2中心距離為L2至少為1m；第二發射線圈Tx2中心與第二接收線圈Rx2中心距離為L3至少為2m；第二接收線圈Rx2中心與第一接收線圈Rx1中心距離為L4至少為1m。