[发明专利]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有效

专利信息
申请号: 201080053758.1 申请日: 2010-11-26
公开(公告)号: CN102763007A 公开(公告)日: 2012-10-31
发明(设计)人: 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
主分类号: G01V3/165 分类号: G01V3/165;G01C9/00
代理公司: 上海专利商标事务所有限公司 31100 代理人: 浦易文
地址: 巴巴多斯*** 国省代码: 巴巴多斯;BB
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摘要:
搜索关键词: 带有 效果 用于 航空 地球物理 探测 接收器 线圈 组件
【说明书】:

相关申请的交叉引用

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。

背景技术

本发明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技术领域。

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地质填图包括测量地球对于探测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测。最近,实践上已使用天然源电磁技术来进行航空探测。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探测中,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圈。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增大,接收器线圈的灵敏度和干扰层(噪底)得以改进。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100Hz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一种干扰类型。降噪技术是重要的。

在一些电磁探测系统中,接收器对于磁场的一个分量、通常是标称垂直分量中的变化较为敏感。独立地测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测系统的改进接收器系统。

发明内容

根据一个示例实施例,一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,并且包括至少一个接收器线圈和接收器线圈定向感测系统,且至少一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。

根据另一示例实施例,一种执行航空地球物理探测的方法包括: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维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。

根据另一实施例,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:半刚性外壳,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一个电磁接收器线圈,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。

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