一种减小瞬变电磁关断时间的信号发射装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种减小瞬变电磁关断时间的信号发射装置，包括发射线圈、控制发射线圈连接方式的电子开关Ⅰ、组成桥臂的电子开关Ⅱ，所述发射线圈为双绞线，双绞线包括第一导线和第二导线，第一导线连接电子开关Ⅱ一端，电子开关Ⅱ另一端连接电子开关Ⅰ的一端，电子开关Ⅰ的另一端连接第二导线，通过电子开关Ⅰ控制第一导线和第二导线两端的连接方式为首首相连、尾尾相连或首尾相连，第一导线和第二导线连接后形成发送回路。本发明专利技术可以显著减小发射电流的关断时间，有效测量早期道信号，提高晚期道的信噪比，实现瞬变电磁浅层和深层地质信息的有效提取。

A kind of signal transmitting device and method to reduce transient electromagnetic off time

【技术实现步骤摘要】
一种减小瞬变电磁关断时间的信号发射装置及方法
本专利技术涉及电法勘探
，特别涉及一种减小瞬变电磁关断时间的信号发射装置及方法。
技术介绍
瞬变电磁法也称时间域电磁法，它是利用不接地回线或接地线源向地下发射一次脉冲磁场，在一次脉冲磁场间歇期间，利用线圈或接地电极观测二次涡流场的方法。二次场的衰减过程一般分为早、中和晚期。早期的电磁场相当于频率域中的高频成分，衰减快，趋肤深度小；而晚期成分则相当于频率域中的低频成分，衰减慢，趋肤深度大。通过测量断电后各个时间段的二次场随时间变化规律，可得到不同深度的地电特征。目前，不接地回线作为瞬变电磁的常用发射天线，其工作方法是由两组用于组成桥臂的开关和一个发射回线连成一个全桥发射电路，实现双极性方波电流的磁场发射，发射回线常用2匝或多匝导线绕制或者布置成方形框或矩形框，根据探测深度不同，发送线框边长通常设计在n×10m～n×1Km范围内。在瞬变电磁线框的发射电压U和天线不变的情况下，线框中发送电流的关断时间几乎不随时间改变。因此，瞬变电磁信号的测量会受到关断时间的影响，造成早期数据畸变，无法提取和识别浅层（近距离）地质信息。关断时间：其中，L为发射回路电感，R为发射回路电阻，I0为关断前的电流，U为关断前的输出电压。目前，减小一次场关断时间的问题仍然是瞬变电磁领域技术人员正在努力探索、试图解决的一个重要问题。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种结构简单、可靠性高的减小瞬变电磁关断时间的信号发射装置，并提供一种减小瞬变电磁关断时间的信号发射方法。本专利技术解决上述问题的技术方案是：一种减小瞬变电磁关断时间的信号发射装置，包括发射线圈、控制发射线圈连接方式的电子开关Ⅰ、组成桥臂的电子开关Ⅱ，所述发射线圈为双绞线，双绞线包括第一导线和第二导线，第一导线连接电子开关Ⅱ一端，电子开关Ⅱ另一端连接电子开关Ⅰ的一端，电子开关Ⅰ的另一端连接第二导线，通过电子开关Ⅰ控制第一导线和第二导线两端的连接方式为首首相连、尾尾相连或首尾相连，第一导线和第二导线连接后形成发送回路。上述减小瞬变电磁关断时间的信号发射装置，所述电子开关Ⅱ包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关，第一开关的一端、第四开关的一端连接在一起后接至电源正极，第一开关的另一端、第二开关的一端连接在一起后并作为电子开关Ⅱ的输出电极B接至电子开关Ⅰ的一端，第四开关的另一端、第三开关的一端连接在一起后并作为电子开关Ⅱ的输出电极A接至第一导线的首端，第二开关的另一端、第三开关的另一端连接在一起后接地。上述减小瞬变电磁关断时间的信号发射装置，所述电子开关Ⅰ为双刀双掷开关，电子开关Ⅰ包括位于中间位置的上静触点和下静触点、位于左侧位置的上动触点Ⅰ和下动触点Ⅰ、位于右侧位置的上动触点Ⅱ和下动触点Ⅱ，所述上静触点与电子开关Ⅱ的输出电极B连接，下静触点与第一导线尾端连接，所述上动触点Ⅰ和下动触点Ⅱ均连接第二导线尾端，下动触点Ⅰ和上动触点Ⅱ均连接第二导线首端。上述减小瞬变电磁关断时间的信号发射装置，发射信号时，电子开关Ⅰ置于左端，双绞线组成的发射回线中的第一导线的尾端与第二导线的首端相连接，第一导线的首端连接电子开关Ⅱ的输出电极A，第二导线的尾端连接电子开关Ⅱ的输出电极B，第一导线和第二导线电流产生的磁场大小相等、方向相同。上述减小瞬变电磁关断时间的信号发射装置，停止发射信号时，电子开关Ⅱ中的第一开关、第四开关断开，第二开关、第三开关导通接地，电子开关Ⅰ置于右端，双绞线组成的发射回线中的第一导线的尾端与第二导线的尾端相连接，第一导线的首端连接电子开关Ⅱ的输出电极A，第二导线的首端连接电子开关Ⅱ的输出电极B，此时电子开关Ⅱ输出的负载变成了双绞线，呈阻性，电感为零，关断后，若双绞线第一导线和第二导线中有电流，电流大小相等方向相反，对外产生的磁场为零。上述减小瞬变电磁关断时间的信号发射装置，所述发送回路为正方形或长方形或圆形或椭圆形。一种减小瞬变电磁关断时间的信号发射装置的信号发射方法，其特征在于，步骤如下：步骤一：判断需要发射信号还是关断信号，若是发射信号，进入步骤二，若是关断信号，则进入步骤三；步骤二：将电子开关Ⅱ中的第二开关和第四开关断开、第一开关和第三开关导通，或者将电子开关Ⅱ中的第一开关和第三开关断开、第二开关和第四开关导通；同时将电子开关Ⅰ置于左端，双绞线组成的发射回线中的第一导线的尾端与第二导线的首端相连接，第一导线的首端连接电子开关Ⅱ的输出电极A，第二导线的尾端连接电子开关Ⅱ的输出电极B，第一导线和第二导线电流产生的磁场大小相等、方向相同；步骤三：将电子开关Ⅱ中的第一开关、第四开关断开，第二开关、第三开关导通接地，同时将电子开关Ⅰ置于右端，双绞线组成的发射回线中的第一导线的尾端与第二导线的尾端相连接，第一导线的首端连接电子开关Ⅱ的输出电极A，第二导线的首端连接电子开关Ⅱ的输出电极B，此时电子开关Ⅱ输出的负载变成了双绞线，呈阻性，电感为零，关断后，若双绞线第一导线和第二导线中有电流，电流大小相等方向相反，对外产生的磁场为零。本专利技术的有益效果在于：本专利技术可以显著减小发射电流的关断时间，有效测量早期道信号，提高晚期道的信噪比，实现瞬变电磁浅层（近距离）和深层（远距离）地质信息的有效提取。附图说明图1为本专利技术信号发射装置的结构示意图。图2为发射电磁信号时的等效电路原理图。图3为发射信号关断时的等效电路原理示意图。图4为瞬变电磁发射的双极性方波电流信号波形图。图5为输出正极性电流时的原理电路图。图6为输出正极性电流时的关键点波形示意图。图7为输出负极性电流时的原理电路图。图8为输出负极性电流时的关键点波形示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的说明。如图1所示，一种减小瞬变电磁关断时间的信号发射装置，包括发射线圈、控制发射线圈连接方式的电子开关Ⅰ、组成桥臂的电子开关Ⅱ，所述发射线圈为双绞线，双绞线包括第一导线和第二导线，第一导线用黑色实线表示，第二导线用虚线表示，第一导线连接电子开关Ⅱ一端，电子开关Ⅱ另一端连接电子开关Ⅰ的一端，电子开关Ⅰ的另一端连接第二导线，通过电子开关Ⅰ控制第一导线和第二导线两端的连接方式为首首相连、尾尾相连或首尾相连，第一导线和第二导线连接后形成发送回路。为描述方便起见，所述发送回路为正方形，也可以为长方形、圆形、椭圆形，亦可组成其他任何规则或不规则形状。所述电子开关Ⅱ包括第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3、第四开关K4，第一开关K1的一端、第四开关K4的一端连接在一起后接至电源正极，第一开关K1的另一端、第二开关K2的一端连接在一起后并作为电子开关Ⅱ的输出电极B接至电子开关Ⅰ的一端，第四开关K4的另一端、第三开关K3的一端连接在一起后并作为电子开关Ⅱ的输出电极A接至第一导线的首端（即1端），第二开关K2的另一端、第三开关K3的另一端连接在一起后接地。采用N沟道增强型高速本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种减小瞬变电磁关断时间的信号发射装置，其特征在于：包括发射线圈、控制发射线圈连接方式的电子开关Ⅰ、组成桥臂的电子开关Ⅱ，所述发射线圈为双绞线，双绞线包括第一导线和第二导线，第一导线连接电子开关Ⅱ一端，电子开关Ⅱ另一端连接电子开关Ⅰ的一端，电子开关Ⅰ的另一端连接第二导线，通过电子开关Ⅰ控制第一导线和第二导线两端的连接方式为首首相连、尾尾相连或首尾相连，第一导线和第二导线连接后形成发送回路。/n

【技术特征摘要】
1.一种减小瞬变电磁关断时间的信号发射装置，其特征在于：包括发射线圈、控制发射线圈连接方式的电子开关Ⅰ、组成桥臂的电子开关Ⅱ，所述发射线圈为双绞线，双绞线包括第一导线和第二导线，第一导线连接电子开关Ⅱ一端，电子开关Ⅱ另一端连接电子开关Ⅰ的一端，电子开关Ⅰ的另一端连接第二导线，通过电子开关Ⅰ控制第一导线和第二导线两端的连接方式为首首相连、尾尾相连或首尾相连，第一导线和第二导线连接后形成发送回路。


2.根据权利要求1所述的减小瞬变电磁关断时间的信号发射装置，其特征在于：所述电子开关Ⅱ包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关，第一开关的一端、第四开关的一端连接在一起后接至电源正极，第一开关的另一端、第二开关的一端连接在一起后并作为电子开关Ⅱ的输出电极B接至电子开关Ⅰ的一端，第四开关的另一端、第三开关的一端连接在一起后并作为电子开关Ⅱ的输出电极A接至第一导线的首端，第二开关的另一端、第三开关的另一端连接在一起后接地。


3.根据权利要求2所述的减小瞬变电磁关断时间的信号发射装置，其特征在于：所述电子开关Ⅰ为双刀双掷开关，电子开关Ⅰ包括位于中间位置的上静触点和下静触点、位于左侧位置的上动触点Ⅰ和下动触点Ⅰ、位于右侧位置的上动触点Ⅱ和下动触点Ⅱ，所述上静触点与电子开关Ⅱ的输出电极B连接，下静触点与第一导线尾端连接，所述上动触点Ⅰ和下动触点Ⅱ均连接第二导线尾端，下动触点Ⅰ和上动触点Ⅱ均连接第二导线首端。


4.根据权利要求3所述的减小瞬变电磁关断时间的信号发射装置，其特征在于：发射信号时，电子开关Ⅰ置于左端，双绞线组成的发射回线中的第一导线的尾端与第二导线的首端相连接，第一导线的首端连接电子开关Ⅱ的输出电极A，第二导线的尾端连接电子开关Ⅱ的输出电极B，第一导线和第二导线电流产生的磁场大小相等、方向相同。

【专利技术属性】
技术研发人员：付国红，傅崧原，程辉，杨天春，
申请(专利权)人：湖南科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43