基于电磁场收发同步的测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于电磁场收发同步的测量装置及方法，所述装置包括：所述装置包括支撑件

【技术实现步骤摘要】
基于电磁场收发同步的测量装置及方法


[0001]本专利技术属于瞬变电磁领域，具体涉及一种基于电磁场收发同步的测量装置及方法
。

技术介绍

[0002]瞬变电磁法因对低阻体敏感的特点，已被广泛应用于各类工程领域地质勘查
。
但受发射电流关断时间内的强一次场干扰，目前该方法通常仅采用发射电流关断后的二次场信号，进而分析地下介质电性特征，存在一定的浅部勘探盲区
。
尽管现有瞬变电磁技术在仪器设备和线圈装置等方面做了大量改进，但盲区问题尚未彻底解决，实际探测应用中仍难以探测浅部
15m
至
20m
的地层地电特征分布
。
研究表明，同发射电流关断时间后的二次场相比，发射电流关断过程中二次场对浅层地电信息响应更为敏感，且响应幅值更高
。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在提供基于电磁场收发同步的测量装置及其测量方法，以提高瞬变电磁法对浅层地电信息的探测能力
。
[0004]本专利技术的技术方案如下：
[0005]基于电磁场收发同步的测量装置，所述装置包括：
[0006]所述装置包括支撑件
、
所述支撑件两端设置有发射线圈和接收线圈；
[0007]所述发射线圈和所述接收线圈共面，均采用漆包线绕制并通过连接线与主机相连；
[0008]所述主机用于发射线性关断电流且关断时间可调，并通过内置
GPS
测量大地坐标
。
[0009]进一步的，所述支撑件包括线圈外壳
、
连接杆和橡胶垫片；
[0010]所述线圈外壳采用绝缘塑料材质，用于固定发射线圈和接收线圈并在底部布设橡胶垫片；
[0011]所述连接杆采用绝缘塑料材质，包括轴承及两侧承重杆，两侧承重杆内部嵌套连接线且外部分别与线圈外壳耦合；
[0012]所述线圈外壳和连接杆可拆卸；
[0013]所述线圈外壳底部黏合橡胶垫片
。
[0014]进一步的，所述线圈外壳包括发射线圈外壳和接收线圈外壳；所述发射线圈外壳用于固定发射线圈；所述接收线圈外壳用于固定接收线圈
。
[0015]进一步的，所述连接杆包括接收线圈承重杆
、
发射线圈承重杆和轴承，所述接收线圈承重杆与发射线圈承重杆内部安装连接线
。
[0016]进一步的，发射线圈半径与接收线圈半径半径比为
1:(0.1
‑
2.0)
，发射线圈中心至接收线圈中心的距离为
S
，发射线圈半径与
S
比值为
1:(2.452
‑
3.387)。
[0017]进一步的，支撑件可通过连接杆的轴承实现旋转折叠
。
[0018]进一步的，所述主机到所述支撑件的垂直距离
≥3m。
[0019]本专利技术还提供一种基于电磁场收发同步的测量方法，所述方法包括以下步骤：
[0020]根据探测要求布设测线和测点；
[0021]开展试验工作，确定电流关断时间
、
发射电流强度和一次场
U1测量试验；
[0022]布设测量装置，在主机设置采集参数，在测点进行数据采集；单个测点完成测量后折叠支撑件，到达下一测点进行数据采集，直至所有测点数据采集完成；
[0023]将实测数据
U
减去
U1，获得二次场
U2，并对
U2进行平滑滤波；在介质电阻率为
ρ
，磁导率为
μ0均匀半空间内，单匝发射线圈发射电流为
I、
关断时间为
t0时，中心点处的
U2理论值可表示为：
[0024][0025]基于上式，采用二分法即可得到中间值
u
，再根据可得视电阻率
ρ
；
[0026]基于视电阻率
ρ
，生成视电阻率等值线图像，根据视电阻率图像分析地下介质地电特性
。
[0027]本专利技术的技术效果：
[0028]1、
本专利技术通过电磁场收发同步，实现了早延时瞬变电磁信号的有效拾取，彻底解决了传统瞬变电磁勘探盲区的难题；
[0029]2、
本专利技术可通过延长发射电流线性关断时间实现大深度探测，较传统瞬变电磁法更具准确性；
[0030]3、
本专利技术与传统瞬变电磁法相比，通过收发线圈的合理布设，大幅度降低了一次场信号幅值且保持稳定，可直接或间接消除一次场对二次场的干扰
。
附图说明
[0031]附图大体上通过举例而不是限制的方式示出各种实施例，并且与说明书以及权利要求书一起用于对所专利技术的实施例进行说明
。
在适当的时候，在所有附图中使用相同的附图标记指代同一或相似的部分
。
这样的实施例是例证性的，而并非旨在作为本装置或方法的穷尽或排他实施例
。
[0032]图1是本专利技术测量装置示意图；
[0033]图2是本专利技术测量装置侧视图；
[0034]图3是本专利技术支撑件示意图；
[0035]图4是本专利技术折叠后的支撑件示意图；
[0036]图5是本专利技术发射线圈与接收线圈示意图；
[0037]图6是本专利技术接收线圈磁通量的变化曲线；
[0038]图7是本专利技术发射电流的变化曲线图；
[0039]图8是模型二次场响应曲线；
[0040]图9是模型计算视电阻率曲线；
[0041]附图标记说明：
[0042]1‑
支撑件，2‑
发射线圈，3‑
接收线圈，4‑
连接线，5‑
主机，6‑
线性关断发射电流，
11
‑
连接杆，
12
‑
发射线圈外壳，
13
‑
接收线圈外壳，
14
‑
轴承，
15
‑
接收线圈承重杆，
16
‑
发射线圈
承重杆，
17
‑
橡胶垫片
。
具体实施方式
[0043]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合
。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请
。
[0044]如图
1、2
所示，一种基于电磁场收发同步的测量装置，包括支撑件
1、
发射线圈
2、
接收线圈
3、
连接线4和主机
5。
如图3所示，支撑件1包括发射线圈外壳
12、
接收线圈外壳
13、
连接杆
11、
橡胶垫片
17。
发射线圈外壳
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
基于电磁场收发同步的测量装置，其特征在于，所述装置包括：所述装置包括支撑件
、
所述支撑件两端设置有发射线圈和接收线圈；所述发射线圈和所述接收线圈共面，均采用漆包线绕制并通过连接线与主机相连；所述主机用于发射线性关断电流且关断时间可调，并通过内置
GPS
测量大地坐标
。2.
根据权利要求1所述的基于电磁场收发同步的测量装置，其特征在于，所述支撑件包括线圈外壳
、
连接杆和橡胶垫片；所述线圈外壳采用绝缘塑料材质，用于固定发射线圈和接收线圈并在底部布设橡胶垫片；所述连接杆采用绝缘塑料材质，包括轴承及两侧承重杆，两侧承重杆内部嵌套连接线且外部分别与线圈外壳耦合；所述线圈外壳和连接杆可拆卸；所述线圈外壳底部黏合橡胶垫片
。3.
根据权利要求2所述的基于电磁场收发同步的测量装置，其特征在于，所述线圈外壳包括发射线圈外壳和接收线圈外壳；所述发射线圈外壳用于固定发射线圈；所述接收线圈外壳用于固定接收线圈
。4.
根据权利要求2所述的基于电磁场收发同步的测量装置，其特征在于，所述连接杆包括接收线圈承重杆
、
发射线圈承重杆和轴承，所述接收线圈承重杆与发射线圈承重杆内部安装连接线
。5.
根据权利要求1所述的基于电磁场收发同步的测量装置，其特征在于，发射线圈半径与接收线圈半径半径比为
1:(0.1
‑
2.0)
，发射线圈中心至接...

【专利技术属性】
技术研发人员：周官群，梁希凯，刘海，胡雄武，余国锋，高永新，韩云春，黄刚，王亚飞，张维鑫，
申请(专利权)人：平安煤炭开采工程技术研究院有限责任公司安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：