[發明專利]一種基于全程采集技術的拖曳式瞬變電磁探測裝置及方法

有效

• 申請號: 202010047090.5
• 申請日: 2020-01-16
• 公開（公告）號: CN111175834B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 張洋;殷光耀;嚴復雪;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

本發明涉及一種基于全程采集技術的拖曳式瞬變電磁探測裝置及方法，采用拖車平臺，在拖車平臺上設置有一與拖車平臺平行放置的圓平臺；將發射線圈為矩形鋪設于拖車平臺上，圓形的中心線圈鋪設在發射線圈中心位置，圓形的偏心線圈鋪設于圓平臺上，且偏心線圈跨發射線圈鋪設，由所述發射機控制通過發射線圈發射電流，通過偏心線圈和中心線圈感應電信號經由各自的放大器放大后傳輸至接收機。采用雙平臺結構以實現早期和晚期的純二次場信號，并實現接收線圈內的磁通量的精密調節，實現接收不受一次場的影響，獲取早期的純二次場信號；通過開關和調控時序控制中心線圈在避開一次場影響后的時間段內啟動工作，獲取晚期的純二次場信號。

技術領域

本發明涉及地球物理勘探設備領域，具體而言，涉及一種基于全程采集技術的拖曳式瞬變電磁探測裝置及方法。

背景技術

瞬變電磁法(Time domain electromagnetic methods，TEM)是一種基于楞次定律的地球物理勘探方法，由于其對低阻體敏感的特性，已經成為解決地質結構探測，地質資源勘探等問題的重要方法。由于發射線圈對接收線圈耦合作用，使得接收系統獲取的信號不僅包括有用的二次場早期信號，還包括無用的一次場信號。然而一次場信號往往信號強度很高，掩蓋了攜帶淺層地層信息的二次場早期信號，造成了淺層地層信息的丟失；同時，二次場晚期信號極其微弱，難以精確檢測。；二次場信號的動態范圍大，早期到晚期的信號幅值可以從幾十毫伏衰減到零點幾微伏，十分容易造成放大器的飽和，所以難以完整的二次場信號。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于一種基于全程采集技術的拖曳式瞬變電磁探測裝置及方法，解決早期信號受一次場干擾嚴重、晚期信號微弱難以檢測，信號動態范圍大導致放大器飽和及二次場信息不準確的問題。

本發明是這樣實現的。一種基于全程采集技術的拖曳式瞬變電磁探測裝置，包括由發射機和接收機構成的發射與接收控制系統，還包括：一拖車平臺，在拖車平臺上設置有一與拖車平臺平行放置的圓平臺；將發射線圈鋪設于拖車平臺上，圓形的中心線圈鋪設方形發射線圈中心位置，圓形的偏心線圈鋪設于圓平臺上，且偏心線圈跨發射線圈鋪設，由所述發射機控制通過發射線圈發射電流，通過偏心線圈和中心線圈感應電信號經由各自的放大器放大后傳輸至接收機。

進一步地，所述中心線圈包括上下同心同徑同匝數的第一中心線圈和第二中心線圈，第一中心線圈的引出端為第一端口和第二端口，第二中心線圈的引出端為第三端口和第四端口，所述第二端口與所述第三端口之間連接第一開關，第三端口通過第三開關連接至一第二前置放大器的一端，所述第一端口連接至第二前置放大器的另一端；所述第四端口通過第四開關連接至第二端口；所述第四端口通過第二開關連接至第三端口銅連接在第二前置放大器，由接收機的接收控制器控制各開關閉合時序，用于測量中晚期二次場信號。

進一步地，偏心線圈的位置的確認包括：通過發射機向發射線圈通入1kHz、2A正弦電流，觀察接收信號，確定偏心線圈的補償效果，若接收信號小于設定值V₁，則認為此時達到預期補償效果，偏心線圈的位置固定；若此時接收信號大于設定值V₁，則將偏心線圈向發射線圈內移動，若發現接收信號減小，說明此時一次場仍有干擾，繼續向內移動偏心線圈直到接收信號最小，此時固定偏心線圈的位置；若偏心線圈向發射線圈內移動時，發現接收信號沒有減小并且增大，此時說明一次場補償過量，則將偏心線圈向發射線圈外移動，直到接收信號達到最小，并且小于設定值V₁，固定偏心線圈的位置。

一種基于全程采集技術的拖曳式瞬變電磁探測方法，包括如下的步驟：

S1線圈鋪設；

S2接收控制器控制中心線圈中的開關使得第一中心線圈與第二中心線圈為并聯結構，通過中心線圈接收信號向第二前置放大器輸入差分信號，防止第二前置放大器飽和；

S3接收控制器給發射控制器發送采集和同步信號，發射機通過發射線圈發射雙極性矩形波；

S4判斷是否達到關斷時間；