带有减噪效果的用于航空地球物理探测的接收器线圈组件制造技术

一种航空地球物理探测系统，该系统包括用于由飞行器拖曳的接收器线圈组件，且接收器组件包括接收器线圈和接收器线圈定向感测系统，该接收器线圈用于感测磁场的磁场分量中的变化，而接收器线圈定向感测系统用于感测接收器线圈的定向变化。控制器接收代表从接收器线圈所感测出的磁场分量变化以及从接收器线圈定向感测系统所感测出的定向变化的信号，并对所感测出的磁场分量变化进行校正，以提供为由于改变接收器线圈在静态地磁场中定向而产生的干扰而校正的信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】带有减噪效果的用于航空地球物理探测的接收器线圈组件相关_请的交叉引用本申请要求2009年11月27日提交的美国临时专利申请第61/264，762的优先权和权益。
技术介绍
本专利技术的各实施例涉及航空地质填图和用于此种填图的接收器系统的
诸如时域电磁(TDEM)探测之类的放射源电磁探测是地球物理探测的快速发展区域。其包含基于地面的和航空应用。TDEM地质填图包括測量地球对于探測系统所发出的初级磁场的磁响应。所发出磁场和响应之间的关系用于计算地球的电阻率结构,从中推出地质信息。 在美国专利7，157，914中示出TDEM探测系统和方法的示例。通过使用诸如大地电磁(MT)技术之类基于地面的技术来执行天然源电磁探測。最近，实践上已使用天然源电磁技术来进行航空探測。在这些技术中，测出地球电磁场(可能处于不同位置)由于随机波动而自然产生的两个或两个以上分量，并计算出所测出分量之间基于频率的传递函数。如同在放射源方法中那样，根据地球的电阻率结构来解释传递函数，并从中推出地质信息。在美国专利6，876，202中示出天然源电磁探测系统的示例。放射源电磁探测系统具有发射器和接收器，而天然源系统仅仅具有接收器。通常，发射器包括具有一个或多个匝数电线的线圈。当电流通过电线时，会发出电磁场。在TDEM探測中，使用交变极性的脉动电流，并且在发射器电流脉冲之间的“断流”期间感测出地球的响应。接收器或传感器通常包括一个或多个多匝圈电线圏。在存在变化电磁场的情形下，经过每个线圈的端子出现电压。此种电压可被放大并记录。线圈可具有不同的定向，致使它们对于具有不同方向的磁场分量中的变化较为敏感。在其它事项等同的情形下，随着线圈在尺寸上按比例増大，接收器线圈的灵敏度和干扰层(噪底)得以改迸。与放射源系统相比，用在天然源系统中的信号通常较弱，因而需要较大的接收器线圈。用在放射源和天然源探测系统中的接收器的运动和振动的结果是产生显著的干扰源，尤其是在紊流航空环境中，由于信号频率下降至IOOHz以下这变得日益重要。此种类型干扰的主要来源由于接收器线圈相对于静态地磁场运动而导致。使通过接收器线圈的总地磁通量发生变化的运动或振动致使经过线圈的端子出现电压。在刚性接收器线圈的情形下，这会由于线圈的转动而产生。接收器线圈不会是完全刚性的，因此线圈的挠曲也会有助于产生此种电压。这些电压会是干扰所希望信号的ー种干扰类型。降噪技术是重要的。在一些电磁探测系统中，接收器对于磁场的ー个分量、通常是标称垂直分量中的变化较为敏感。独立地測量磁场的两个或三个基本上正交分量中的变化的接收器提供改进的地质信息，但却比单轴接收器较为庞大。希望用于航空地球物理探測系统的改进接收器系统。
技术实现思路
根据ー个示例实施例，ー种航空地球物理探测系统包括接收器线圈组件，该接收器线圈组件由飞行器拖曳，并且包括至少ー个接收器线圈和接收器线圈定向感测系统，且至少ー个接收器线圈用于感测磁场的磁场分量中的变化，而接收器线圈定向感测系统用于感测接收器线圈的定向变化；以及控制器，该控制器接收代表从接收器线圈所感测出的磁场分量变化以及从接收器线圈定向感测系统所感测出的定向变化的信号，并对所感测出的磁场分量变化进行校正，以提供为由于改变接收器线圈在静态地磁场中定向而产生的干扰而经校正信号。根据另ー示例实施例，一种执行航空地球物理探測的方法包括利用飞行器来拖曳接收器线圈组件，该接收器线圈组件包括三个接收器线圈，且每个接收器线圈都具有相对于其它接收器线圈的线圈轴线基本上維持于已知角度的相应线圈轴线；利用接收器线圈中的每个来对磁场的不同磁场分量进行感测；感测接收器线圈在静态地磁场中的定向变化；以及对所感测出的磁场分量变化进行校正，以提供为由于改变接收器线圈在静态地磁场中定向而产生的干扰而校正的磁场分量。根据另ー实施例，提供一种用于由执行地球物理探测的飞行器拖曳的接收器线圈组件，且该接收器线圈组件包括半刚性外売，该半刚性外壳具有基本上小于其水平长度的标称垂直长度，该外壳容纳多匝圈空芯接收器线圈和至少ー个电磁接收器线圈，每个接收器线圈感测不同磁场分量中的变化并且具有相对于其它接收器线圈的轴线处于已知角度的轴线，其中多匝圈空芯接收器线圈具有标称垂直轴线，而电磁接收器线圈包括具有铁磁芯部的多匝圈电磁绕组并且具有水平轴线。根据另ー实施例，提供一种用于由执行地球物理探测的飞行器所拖曳的接收器线圈组件，该接收器线圈组件包括外売，该外壳包括管状外部和十字形部分，该管状外部限定多边形或圆形环，而该十字形部分具有第一管状横向件和第二管状横向件，该第一管状横向件横贯管状外部的第一直径延伸，而该第二管状横向件横贯管状外部的第二直径延イ申，且第一直径和第二直径彼此垂直；多匝圈空芯接收器线圈，该多匝圈空芯接收器线圈围绕管状外部延伸；第一电磁接收器线圈，该第一电磁接收器线圈包括绕铁磁芯部的多匝圈电磁绕组并且位于第一管状横向件中；以及第ニ电磁接收器线圈，该第二电磁接收器线圈包括绕铁磁芯部的多匝圈电磁绕组并且位于第二管状横向件中，且接收器线圈各自探测磁场的不同磁场分量中的变化。附图说明图I是根据本专利技术ー示例实施例的航空电磁探测系统的示意立体图。图2是可用在图I所示航空电磁探测系统中的接收器系统的示意图。图3是代表图2所示接收器线圈定向感测系统的框图。图4是代表用于图2所示接收器线圈组件的减噪模块的框图。图5A是可用在图I所示航空电磁探测系统中的替代接收器线圈系统的视图。这是在将外壳的上半部移除来示出内部壳体和线圈组件的平面图。图5B是沿图5A中剖线A-A所剖取的图5A所示替代接收器线圈系统的剖出侧视图。图6是带有作为图5所示接收器线圈系统的部件的铁磁芯部的电磁线圈组件的视图。图7是使用悬在呈规则八面体形式的外壳中的三个方形线圈的替代接收器线圈系统的视图。具体实施例方式在一个示例实施例中，接收器线圈系统包括基本上刚性的组件，该组件承载三个电线线圈并具有三个相互正交的轴线。这些线圈感测磁场的三个独立分量中的变化，这会比单轴接收器提供更多的信息。此外，该组件承载定向感测系统，包括角加速度计、三轴磁通脉冲磁力仪以及双轴倾斜传感器。该刚性组件弹性地悬在非金属封闭外壳内，该外壳保护刚性组件不受气流影响并且还直接或间接地从拖曳飞行器悬下。弹性悬挂使从外壳传递 至刚性组件的运动和振动衰減。在该第一示例实施例中，处理系统接收定向感测系统的输出。该处理系统将这些输出用来计算由于接收器线圈在静态地磁场中转动运动而产生的干扰，并从每个接收器线圈输出中减去该干扰。该处理器系统还将这些输出用来将三个接收器线圈输出组合起来，以对姆个接收器线圈输出中由于接收器线圈组件静态偏离其标称定向(nominalorientation)而产生的误差进行校正。或者,在第一不例实施例中，磁通脉冲磁力仪(磁通门磁力仪)的输出可用于将三个计数器线圈输出组合起来，以得出会由平行于地磁场矢量定向的接收器线圈所感测的信号。在如此得出的信号中，由于在地磁场中转动而产生的干扰最小化，并且消除接收器线圈组件偏离其标称定向而引起的变化。在第二示例实施例中，接收器包括呈多边形或圆形环的半刚性组件，且该半刚性组件在标称水平平面中具有两个垂直直径。该组件的外部多边形或圆形部分包括多匝圈电线线圈，而具有杆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·V·库茨明，J·多兹，
申请(专利权)人：吉欧泰科航空物探有限公司，
类型：发明
国别省市：