一種全程瞬變電磁同步測深裝置製造方法
2023-05-22 22:13:36 2
一種全程瞬變電磁同步測深裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種全程瞬變電磁同步測深裝置，包括發射線圈、雙接收線圈及與之相配套的多通道接收機；所述雙接收線圈由第一接收線圈和第二接收線圈構成，所述第二接收線圈位於所述第一接收線圈內且二者處於同一平面，採用共中心點形式；所述發射線圈位於所述雙接收線圈外圍。採用共中心點或共中心軸形式組合且相互保持間隙。本發明可實現對雙線圈信號的同步採集。發射線圈尺寸大於接收線圈，可以減少互感影響，提高信噪比和靈敏度；採用雙接收線圈—雙通道同步測量裝置，能分別實現對晚期場信號和早期場信號的有效測量，從而在保證中深層探測能力的基礎上，降低探測盲區，改善並提高淺層探測效果；不改變傳統的中心回線測量裝置形式，探測施工便捷。
【專利說明】一種全程瞬變電磁同步測深裝置
[0001]
【技術領域】
[0002]本發明涉及瞬變電磁全深度測量裝置，具體地說是一種全程瞬變電磁同步測深裝置。
[0003]
【背景技術】
[0004]瞬變電磁法屬於時間域電磁法(TEM),它是一種建立在電磁感應原理基礎上的時間域人工源電磁探測方法。利用不接地回線(磁源)或接地線源(電偶源)向地下發送一次脈衝磁場，在其激發下，地下地質體中激勵起的感應渦流將產生隨時間變化的感應電磁場(二次場)，根據二次場衰減曲線的特徵來判斷地下地質體的電性、規模、產狀等(引用文獻:牛之璉.時間域電磁法原理.長沙:中南大學出版社，2007)。從原理上講，它不僅能夠測量淺地表的地質結構，而且能夠測量深層地質構造(引用文獻:李實，李創社等。高性能瞬變電磁儀的研製與應用，2000)。
[0005]對於時間域來說，探測深度是由觀測時間的早晚決定的，目前TEM儀器記錄的幾乎全部是晚期信號，或者在數據處理時僅採用了晚期信號，這種情況將產生兩種後果:第一，它喪失了 TEM方法探測淺部結構的能力，因為淺部結構的信息主要由早期信號攜帶；第二，它降低了 TEM方法的分辨能力，因為電流關斷的影響將使瞬變響應發生畸變，因此，在實際測量中，人們捨棄了畸變的 這段早期信號，只記錄該時刻以後的晚期信號，有效探測深度僅為這一時刻信號所能傳播到達的深度以下，存在著探測盲區。(引用文獻:於生寶，王忠等?瞬變電磁法淺層探測技術? 2006，21 (2):284-285)。
[0006]
【發明內容】
[0007]本發明的目的是為了解決上述【背景技術】存在的不足，提出一種能同步實現對早期場信號和晚期場信號進行有效測量，有效降低互感且施工便捷的瞬變電磁測深裝置。
[0008]為實現上述目的，本發明採用如下技術方案:一種全程瞬變電磁同步測深裝置，包括發射線圈、雙接收線圈及與之相配套的多通道接收機；所述雙接收線圈由第一接收線圈和第二接收線圈構成，所述第二接收線圈位於所述第一接收線圈內且二者處於同一平面，採用共中心點形式；所述發射線圈位於所述雙接收線圈外圍。
[0009]所述發射線圈、所述雙接收線圈處於同一平面，採用共中心點形式組合且相互保持間隔。
[0010]所述發射線圈和雙接收線圈分離平行放置，兩者同中心軸。
[0011]所述第二接收線圈的線圈匝數至少為單匝。
[0012]所述發射線圈、第一接收線圈和第二接收線圈三者分別通過各自引線與多通道接收機連接。
[0013]所述發射線圈與第一接收線圈間隔0.1 m-0.6m,第一接收線圈與第二接收線圈間隔0.05 m-0.3m ;發射、接收線圈採用平行繞制方式、交叉式繞制方式、雙疊式繞制方式或鏈式繞制方式。
[0014]本發明的有益效果:由上述技術方案可知，發射線圈尺寸大於接收線圈，且中間留
0.1-0.6m間隙，可以有效減少互感影響，提高信噪比和靈敏度；採用雙接收線圈(大尺寸、多匝、大磁矩和小尺寸、多匝(或單匝)、小磁矩兩種形式)，一次發射雙通道同步測量裝置，大磁矩接收線圈主要觀測晚期場信號，小磁矩接收線圈觀測早期場信號，實現全深度的有效測量，從而在保證探測目的層能力的基礎上，降低探測盲區，改善並提高淺層探測效果；不改變傳統的中心回線測量裝置形式，探測施工便捷。
[0015]
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是本發明實施例一的結構示意圖；
圖2是本發明實施例二的結構示意圖；
圖3是本發明實施例一測量所得的(歸一化)感應電壓衰減曲線圖。
[0017]圖中，1.發射線圈，2.第一接收線圈，3.第二接收線圈，4.多通道接收機，5.發射引線，6.第一接收引線，7.第二接收引線，8.採集通道。
[0018]
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖和實施例對本發明進行詳細說明。
[0020]實施例一:如圖1所示，本發明包括發射線圈1、雙接收線圈及相匹配的多通道接收機4。雙接收線圈由第一接收線圈2和第二接收線圈3構成；第一接收線圈2位於發射線圈I內，第二接收線圈3位於第一接收線圈2內；發射線圈1、第一接收線圈2和第二接收線圈3三者處於同一平面且其間相互保持間隔。發射線圈I尺寸大於雙接收線圈；第一、第二接收線圈的線圈匝數為多匝，但第一接收線圈規格尺寸和總面積大於第二接收線圈3。所述發射線圈I和雙接收線圈採用共中心點形式進行組合；第一接收線圈2和第二接收線圈3分別經第一接收引線6和第二接收引線7與多通道接收機4的採集通道8相連，在測量時，將發射接收線圈分別接入發射機和多通道接收機4，實現對雙線圈信號的同步採集。
[0021]實施例二:如圖2所示，與實施例一的不同之處在於雙接收線圈由大尺寸、多匝、大接收面積的第一接收線圈2和小尺寸、單匝、小接收面積的第二接收線圈3組成。發射線圈和接收線圈採用共中心點形式進行組合；多通道接收機分別與第一、二接收線圈相連，在測量時，將發射接收線圈分別接入發射機和多通道接收機，實現對雙線圈信號的同步採集。
[0022]實施例三:與實施例一的不同之處在於發射、接收線圈的繞制方式多樣，可採用平行繞制方式，可採用交叉式繞制方式，可採用雙疊式繞制方式，也可採用鏈式繞制方式。
[0023]實施例四:與實施例一的不同之處在於發射線圈和雙接收線圈可以不放置在同一個平面，即發射線圈和雙接收線圈分離放置。
[0024]在具體實施過程中，本發明包括以下步驟: (1)採用共中心點測量裝置形式，並根據實際工作需要，確定發射線圈和兩個接收線圈的匝數、邊長等參數，並確定其固定形式等；
(2)將兩個接收線圈的接頭，分別與接收機相連，發射線圈接頭接入發射機；
(3)當電源對發射線圈進行激勵後，兩個採集通道分別對兩個接收線圈獲得的信號進行全程同步採集，並將採集到的信號傳入接收機，雙線圈同步測量，完成數據採集。
[0025]本發明探測原理為:小尺寸接收線圈受發射線圈互感影響弱，一次場強度小，所測早期場信號無超幅，因此早期場信號有效，但二次場晚期信號質量差，在後期數據處理時可對一次場進行剔除並對接收線圈暫態過程進行校正，以實現淺層探測；大尺寸線圈測量所得的早期場信號超幅，信號失真，無法利用，重點是其晚期場信號有效，可利用，實現對目的層的探測。
[0026]如圖3所示，其為採用同一發射線圈(Tx)，分別採用雙接收線圈(大Rx、小Rx)、雙通道同步測量所得的感應電壓衰減曲線(a)和歸一化感應電壓曲線(b)，Tx與Rx為共中心組合裝置類型。其中曲線I所使用的接收線圈尺寸更大、匝數更多，但兩個接收線圈的繞制形式均相同。
[0027]從上圖可以明顯看出:(I)曲線1、2反映出的早期場信號差異大:曲線I反映的一次場信號非常強，已出現超幅現象，退出飽和信道時間約為32 y s ;曲線2反映的一次場信號未出現超幅現象；(2)曲線2對應的一次場至二次場的過渡時間(約21.S)，比曲線I對應的過渡時間(約132.8 u s)更短；(3)曲線1、2所反映的二次場信號衰減趨勢形態基本一致，但曲線I信號幅值更大，信噪比更高，尤其是二次場晚期信號(曲線尾支)，曲線2尾支受噪聲影響大，晚期有效信號已被噪聲淹沒；
其中，(I)、(2)說明了線圈的尺寸越小、匝數越少，測量的早期場信號完整(曲線2)，提高了早期信號的有效性和可利用度。(3)說明了 Rx尺寸越大、匝數越多，早期出現超幅現象(曲線1)，信號失真，其中所包含的二次場信號也會遺失，而其對應的晚期信號強；將曲線2和曲線I綜合利用就達到對全程信號的信噪比和解析度的統一。
[0028]綜上，利用雙接收線圈-雙通道進行同步測量，不僅可以提高現場探測效率，降低工作量，更重要的是可以充分利用早期場信號實現對淺層地質體的探測，也可滿足通過對晚期場信號的處理實現對中深層地質體的探測。
[0029]上述僅為本發明的實施一例而已，對本領域的技術人員來說，本發明有多種更改和變化。凡在本發明的發明思想和原則之內，作出任何修改，等同替換，改進等，均應包括在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種全程瞬變電磁同步測深裝置，其特徵在於:包括發射線圈、雙接收線圈及與之相配套的多通道接收機；所述雙接收線圈由第一接收線圈和第二接收線圈構成，所述第二接收線圈位於所述第一接收線圈內且二者處於同一平面，採用共中心點形式；所述發射線圈位於所述雙接收線圈外圍。
2.根據權利要求1所述的全程瞬變電磁同步測深裝置，其特徵在於:所述發射線圈、所述雙接收線圈處於同一平面，採用共中心點形式組合且相互保持間隔。
3.根據權利要求1所述的全程瞬變電磁同步測深裝置，其特徵在於:所述發射線圈和雙接收線圈分離平行放置，兩者同中心軸。
4.根據權利要求1所述的全程瞬變電磁同步測深裝置，其特徵在於:所述第二接收線圈的線圈匝數至少為單匝。
5.根據權利要求1所述的全程瞬變電磁同步測深裝置，其特徵在於:所述發射線圈、第一接收線圈和第二接收線圈三者分別通過各自引線與多通道接收機連接。
6.根據權利要求1-5任一項所述的全程瞬變電磁同步測深裝置，其特徵在於:所述發射線圈與第一接收線圈間隔0.1 m-0.6m,第一接收線圈與第二接收線圈間0.05m-0.3m ;發射、接收線圈採用平行繞制方式、交叉式繞制方式、雙疊式繞制方式或鏈式繞制方式。
【文檔編號】G01V3/10GK103499840SQ201310427394
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年9月18日 優先權日:2013年9月18日
【發明者】倪聖軍, 唐潤秋, 劉家蓮, 李純陽, 魏幫俊, 任雲, 胡雄武, 吳昭 申請人:安徽惠洲地下災害研究設計院