[其他]地球物理電、磁變量測量中消除工頻干擾的方法和裝置

無效

• 申請號: 85103827
• 申請日: 1985-05-21
• 公開（公告）號: CN85103827B
• 公開（公告）日: 1988-02-24
• 發明（設計）人: 何朝明
• 申請（專利權）人: 地質礦產部地球物理地球化學勘查研究所
• 主分類號: G01V3/12
• 分類號: G01V3/12
• 代理公司: 地質礦產部專利代理事務所
• 代理人: 米雙杰

本發明屬于應用于地球物理勘探中的電變量、磁變量測量技術。

在地球物理電法勘探中（以下統稱物探），工頻干擾是十分普遍的。（工頻系市電周波頻率。在我國為50周，有些國家為60周，統稱工頻。文中的有關參數均以50周為準）。該干擾來自于高壓輸送電網的工頻電磁場、變壓器接地端所形成的工業游散電流等。工頻干擾除基波外，還伴有較強的多次諧波成分。在我國其周波不穩是突出的特點。因此，對于屬于微弱電、磁信號測量的電法勘探，克服工頻干擾是十分困難的。尤其是工業區或城市，工頻干擾格外強烈，以致成為電法勘探的禁區。

長期以來，物探儀器工作者，為消除工頻干擾做了很多工作。目前國內外電法勘探儀器中，減小工頻干擾的已知方法可歸納為三種：

1.在接收機通道中，設置各種類型的以工頻為中心頻率的陷波器，從而阻止或衰減測量信號中的工頻成分。如DJS-2型、DJS-4型（重慶地質儀器廠）、SJJ-1（上海地質儀器廠）、IPR-8（加拿大SCINREX公司、IPV-3（加拿大PHOWIX公司）等激電儀和PEM（加拿大CRON公司）瞬變電磁場儀，均屬此類。

2.在接收機里設置數字濾波裝置。近年來在智能型物探儀器中，大都采用軟件數字濾波，從而濾除信號中的工頻成分。如DWJ-l型（北京地質儀器廠）、IPR-ll（加拿大SCINTREX公司）、M-4（加拿大HUNTEC公司）等激電儀及EM-37（加拿大CEGEONC公司）瞬變電磁場儀。

3.將工頻干擾看成隨機干擾，採用多次重復測量方式。經N次測量疊加后，使信號中的工頻干擾減小N]]>倍。用犧牲測量時間的辦法，部分地消除工頻干擾。如SEROTEM瞬變電磁場儀（澳大利亞CAR公司）。

（以上諸儀器克服工頻干擾技術資料，來自各自儀器說明書）

這三種技術的共同特點是，抗工頻干擾的措施都是設置在接收機通道中。對于1.2而言，接收通道中的硬軟件濾波措施，不僅衰減了工頻干擾，而且有用信號的工頻成分，也遭到同樣的衰減，致使測量失真。同時，在周波不穩時，其固定中心頻率的濾波器或濾波軟件，都不具備跟蹤工頻干擾的功能，因此濾波效果大大減弱。第3種抗干擾措施，是用犧牲測量時間為代價，工作效率低，其效果也僅僅是降低工頻干擾的N]]>倍。實踐證明，強干擾地區，仍是無效的。

本發明在于，將抗干擾措施設置在發射機里，使發射頻率跟蹤工頻或工頻的倍率。鑒于接收機與發射機同步，則伴有諧波的工頻干擾信號與有用信號相位跟蹤。于是接收機利用雙極性測量疊加原理，將工頻干擾信號最大限度地抵消掉，直至完全抵消，提高了觀測精度。由于接收通道不加工頻濾波硬軟件措施，因此測量不損失有用信號的工頻成分，提高了測量的保真度。

本發明為開展目前急需的城市工程物探，提供了有力的手段;也為提高電法勘探的觀測精度，增加勘探深度，創造了條件。

本發明主要是在已有的發射機里設置一個跟蹤工頻的觸發裝置。結構框圖如圖1所示。圖1-1為工頻諧振線圈或打入地表的電極（強干擾地區僅用兩根導線也可），是用來採集測區內工頻干擾信號的。信號送入以工頻為中心頻率的窄帶濾波器（圖1-2），帶寬為±3HZ。從而獲得干凈的工頻正弦波信號。該信號放大后，經選通開關（圖1-3）送入零交比較器（圖1-4），產生工頻觸發脈沖。將觸發脈沖送入由單穩電路組成的觸發延時電路（1），（圖1-5）前沿觸發，并延時10ms，形成占空比近似1∶1的方波。經多級分頻器及選擇開關（圖1-7），分別可獲得工頻本身及一系列以工頻為倍率的1∶1的方波。如50周、25周、12.5周……等。經雙向微分電路（圖1-8），將方波前后沿轉換成觸發尖脈沖。該脈沖經邏輯分配電路，便可觸發雙極性可控硅主迥路，（圖1-9）從而發射大功率的、跟蹤工頻的雙極性方波，該雙極性方波，系電法勘探中，時間域電法常用的發射波形。其脈寬相等，極性相反，占空比為1∶1。

工頻觸發脈沖同時送入單穩（2）觸發延時電路。（圖1-6）這樣，一旦獲得觸發信號后，單穩（2）立即控制選通開關，使其斷路。單穩（2）延時約18ms后，控制選通開關自動閉合，以便撲捉第二個過零信號。選通開關的作用是，避免發射機發射的強信號，對零交比較器產生誤觸發。該觸發裝置各功能塊的時序圖見圖2-（a）。