一种基于全程采集技术的拖曳式瞬变电磁探测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于全程采集技术的拖曳式瞬变电磁探测装置及方法，采用拖车平台，在拖车平台上设置有一与拖车平台平行放置的圆平台；将发射线圈为矩形铺设于拖车平台上，圆形的中心线圈铺设在发射线圈中心位置，圆形的偏心线圈铺设于圆平台上，且偏心线圈跨发射线圈铺设，由所述发射机控制通过发射线圈发射电流，通过偏心线圈和中心线圈感应电信号经由各自的放大器放大后传输至接收机。采用双平台结构以实现早期和晚期的纯二次场信号，并实现接收线圈内的磁通量的精密调节，实现接收不受一次场的影响，获取早期的纯二次场信号；通过开关和调控时序控制中心线圈在避开一次场影响后的时间段内启动工作，获取晚期的纯二次场信号。

A towed TEM detection device and method based on whole process acquisition technology

【技术实现步骤摘要】
一种基于全程采集技术的拖曳式瞬变电磁探测装置及方法
本专利技术涉及地球物理勘探设备领域，具体而言，涉及一种基于全程采集技术的拖曳式瞬变电磁探测装置及方法。
技术介绍
瞬变电磁法(Timedomainelectromagneticmethods，TEM)是一种基于楞次定律的地球物理勘探方法，由于其对低阻体敏感的特性，已经成为解决地质结构探测，地质资源勘探等问题的重要方法。由于发射线圈对接收线圈耦合作用，使得接收系统获取的信号不仅包括有用的二次场早期信号，还包括无用的一次场信号。然而一次场信号往往信号强度很高，掩盖了携带浅层地层信息的二次场早期信号，造成了浅层地层信息的丢失；同时，二次场晚期信号极其微弱，难以精确检测。；二次场信号的动态范围大，早期到晚期的信号幅值可以从几十毫伏衰减到零点几微伏，十分容易造成放大器的饱和，所以难以完整的二次场信号。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于一种基于全程采集技术的拖曳式瞬变电磁探测装置及方法，解决早期信号受一次场干扰严重、晚期信号微弱难以检测，信号动态范围大导致放大器饱和及二次场信息不准确的问题。本专利技术是这样实现的。一种基于全程采集技术的拖曳式瞬变电磁探测装置，包括由发射机和接收机构成的发射与接收控制系统，还包括：一拖车平台，在拖车平台上设置有一与拖车平台平行放置的圆平台；将发射线圈铺设于拖车平台上，圆形的中心线圈铺设方形发射线圈中心位置，圆形的偏心线圈铺设于圆平台上，且偏心线圈跨发射线圈铺设，由所述发射机控制通过发射线圈发射电流，通过偏心线圈和中心线圈感应电信号经由各自的放大器放大后传输至接收机。进一步地，所述中心线圈包括上下同心同径同匝数的第一中心线圈和第二中心线圈，第一中心线圈的引出端为第一端口和第二端口，第二中心线圈的引出端为第三端口和第四端口，所述第二端口与所述第三端口之间连接第一开关，第三端口通过第三开关连接至一第二前置放大器的一端，所述第一端口连接至第二前置放大器的另一端；所述第四端口通过第四开关连接至第二端口；所述第四端口通过第二开关连接至第三端口铜连接在第二前置放大器，由接收机的接收控制器控制各开关闭合时序，用于测量中晚期二次场信号。进一步地，偏心线圈的位置的确认包括：通过发射机向发射线圈通入1kHz、2A正弦电流，观察接收信号，确定偏心线圈的补偿效果，若接收信号小于设定值V1，则认为此时达到预期补偿效果，偏心线圈的位置固定；若此时接收信号大于设定值V1，则将偏心线圈向发射线圈内移动，若发现接收信号减小，说明此时一次场仍有干扰，继续向内移动偏心线圈直到接收信号最小，此时固定偏心线圈的位置；若偏心线圈向发射线圈内移动时，发现接收信号没有减小并且增大，此时说明一次场补偿过量，则将偏心线圈向发射线圈外移动，直到接收信号达到最小，并且小于设定值V1，固定偏心线圈的位置。一种基于全程采集技术的拖曳式瞬变电磁探测方法，包括如下的步骤：S1线圈铺设；S2接收控制器控制中心线圈中的开关使得第一中心线圈与第二中心线圈为并联结构，通过中心线圈接收信号向第二前置放大器输入差分信号，防止第二前置放大器饱和；S3接收控制器给发射控制器发送采集和同步信号，发射机通过发射线圈发射双极性矩形波；S4判断是否达到关断时间；S5若达到，则接收控制器控制采集卡开始工作，接收机通过偏心线圈检测二次场信号；S6判断是否达到设定时间；S7若达到，则接收控制器控制开关使得第一中心线圈与第二中心线圈串联后，接收机通过中心线圈和偏心线圈同时检测二次场信号；S8判断是否达到设定时间；S9若达到，则接收控制器控制采集卡不接收偏心线圈信号，通过中心线圈检测二次场信号；S10判断是否达到设定时间；S11若达到，则断开中心线圈与采集卡的连接。进一步地，S1中线圈铺设包括：采用拖车平台，在拖车平台上设置有一与拖车平台平行放置的圆平台；将发射线圈铺设于拖车平台上，圆形的中心线圈铺设方形发射线圈中心位置，圆形的偏心线圈铺设于圆平台上，且偏心线圈跨发射线圈铺设，由所述发射机控制通过发射线圈发射电流，通过偏心线圈和中心线圈感应电信号经由各自的放大器放大后传输至接收机。进一步地，S1中确认偏心线圈的位置包括：通过发射机向发射线圈通入1kHz、2A正弦电流，观察接收信号，确定偏心线圈的补偿效果，若接收信号小于设定值V1，则认为此时达到预期补偿效果，偏心线圈的位置固定；若此时接收信号大于设定值V1，则将偏心线圈向发射线圈内移动，若发现接收信号减小，说明此时一次场仍有干扰，继续向内移动偏心线圈直到接收信号最小，此时固定偏心线圈的位置；若偏心线圈向发射线圈内移动时，发现接收信号没有减小并且增大，此时说明一次场补偿过量，则将偏心线圈向发射线圈外移动，直到接收信号达到最小，并且小于设定值V1，固定偏心线圈的位置。进一步地，所述中心线圈包括上下同心同径同匝数的第一中心线圈和第二中心线圈，第一中心线圈的引出端为第一端口和第二端口，第二中心线圈的引出端为第三端口和第四端口，所述第二端口与所述第三端口之间连接第一开关，第三端口通过第三开关连接至一第二前置放大器的一端，所述第一端口连接至第二前置放大器的另一端；所述第四端口通过第四开关连接至第二端口；所述第四端口通过第二开关连接至第三端口铜连接在第二前置放大器，由接收机的接收控制器控制各开关闭合时序，用于测量中晚期二次场信号。本专利技术与现有技术相比，其优点在于：(1)本专利技术采用双平台结构，偏心线圈铺设于拖曳平台之上的圆平台上，此圆平台的磁场强度变化程度相对较平缓，以圆平台的形式实现发射线圈与接收线圈的弱耦合，有利于实现接收线圈内的磁通量的精密调节，进而实现接收不受一次场的影响，获取纯二次场信号；(2)本专利技术采用双接收线圈接收，通过自补偿的偏心线圈接收早期二次场信号，通过连接方式可调的中心接收线圈接收中晚期二次场信号，实现全时段二次场信号的高信噪比采集，为全地层地质解释提供有效数据；(3)本专利技术通过对中心线圈中开关的时序控制，有效防止了前置放大器的饱和，避免了放大器由饱和恢复正常工作状态时间过长对于信号采集的影响，保证接收信号的正确性；(4)本专利技术通过接收机通过中心线圈和偏心线圈重叠检测二次场信号，使两路信号进行相互验证，提高数据准确性，提升后续反演精度。附图说明图1为本专利技术系统结构及线圈铺设方式示意图；图2为本专利技术电路结构及线圈铺设方式平面示意图；图3为本专利技术中心线圈及开关结构示意图；图4为本专利技术信号采集及中心线圈控制时序示意图；图5为本专利技术偏心线圈结构铺设及一次场补偿调节流程图；图6为本专利技术中心线圈开关控制时序及信号采集流程图；具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1所示，一种基于全程采集技术的拖曳式瞬本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于全程采集技术的拖曳式瞬变电磁探测装置，包括由发射机和接收机构成的发射与接收控制系统，其特征在于，还包括：一拖车平台，在拖车平台上设置有一与拖车平台平行放置的圆平台；将发射线圈为矩形铺设于拖车平台上，圆形的中心线圈铺设在发射线圈中心位置，圆形的偏心线圈铺设于圆平台上，且偏心线圈跨发射线圈铺设，由所述发射机控制通过发射线圈发射电流，通过偏心线圈和中心线圈感应电信号经由各自的放大器放大后传输至接收机。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于全程采集技术的拖曳式瞬变电磁探测装置，包括由发射机和接收机构成的发射与接收控制系统，其特征在于，还包括：一拖车平台，在拖车平台上设置有一与拖车平台平行放置的圆平台；将发射线圈为矩形铺设于拖车平台上，圆形的中心线圈铺设在发射线圈中心位置，圆形的偏心线圈铺设于圆平台上，且偏心线圈跨发射线圈铺设，由所述发射机控制通过发射线圈发射电流，通过偏心线圈和中心线圈感应电信号经由各自的放大器放大后传输至接收机。


2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，所述中心线圈包括上下同心同径同匝数的第一中心线圈和第二中心线圈，第一中心线圈的引出端为第一端口和第二端口，第二中心线圈的引出端为第三端口和第四端口，所述第二端口与所述第三端口之间连接第一开关，第三端口通过第三开关连接至一第二前置放大器的一端，所述第一端口连接至第二前置放大器的另一端；所述第四端口通过第四开关连接至第二端口；所述第四端口通过第二开关连接至第三端口铜连接在第二前置放大器，由接收机的接收控制器控制各开关闭合时序，用于测量中晚期二次场信号。


3.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，偏心线圈的位置的确认包括：通过发射机向发射线圈通入1kHz、2A正弦电流，观察接收信号，确定偏心线圈的补偿效果，若接收信号小于设定值V1，则认为此时达到预期补偿效果，偏心线圈的位置固定；若此时接收信号大于设定值V1，则将偏心线圈向发射线圈内移动，若发现接收信号减小，说明此时一次场仍有干扰，继续向内移动偏心线圈直到接收信号最小，此时固定偏心线圈的位置；若偏心线圈向发射线圈内移动时，发现接收信号没有减小并且增大，此时说明一次场补偿过量，则将偏心线圈向发射线圈外移动，直到接收信号达到最小，并且小于设定值V1，固定偏心线圈的位置。


4.一种采用权利要求1-3任意一项所述装置的探测方法，其特征在于，包括如下的步骤：
S1线圈铺设；
S2接收控制器控制中心线圈中的开关使得第一中心线圈与第二中心线圈为并联结构，通过中心线圈接收信号向第二前置放大器输入差分信号，防止第二前置放大器饱和；
S3接收控制器给发射控制器发送采集和同步信号，发射机通过发射线圈发射双极性矩形波；
S4判断是否达到关断时间；

【专利技术属性】
技术研发人员：张洋，殷光耀，严复雪，林君，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22