[发明专利]时间域航空电磁法一次场自抵消装置

说明书

技术领域：

本发明涉及一种航空地球物理勘探接收装置，尤其是吊舱式直升机时间域航空电磁勘探装置。

背景技术：

吊舱式直升机航空时间域电磁法勘探系统采用直升机飞机作为飞行载体，通过发射大功率的磁场信号对地下介质激励，在磁场信号的发射间隙，利用接收装置接收地下介质因涡流效应产生的二次场，从而对地下电阻率结构进行解释。吊舱式直升机航空时间域电磁勘探接收装置是航空时间域电磁法勘探系统的一部分，包括感应线圈或磁感应传感器、信号调理模块、数据采集处理系统及用于检验是否工作正常的校准线圈。接收装置的核心在于感应线圈或磁感应传感器，其安装方式直接决定着信号的接收质量。目前接收装置的安装方式主要包括与发射装置一体的直升机吊舱式以及固定翼单独吊挂式两种，接收分量有单分量(z分量)、双分量(x、z分量)及三分量(x、y、z)三种，双分量和三分量接收装置的位置各有不同。

国际上现有的著名吊舱式直升机航空电磁法系统研发单位主要有Geotech公司、Fugro公司及Aeroquest公司等，为避免一次场幅度过大导致接收线圈接收二次场动态范围过小，采用了多种方式，如Geotech公司及Aeroquest公司采用的“buckingcoil”反馈线圈设计以及Fugro公司采用的将接收线圈置于发射线圈与直升机中间的位置等。

国内目前除一些研究吊舱式时间域电磁法理论的文章有发表外，尚未见成熟的吊舱式直升机航空电磁法系统出现。

利用“buckingcoil”反馈线圈设计的方式减小一次场的影响除因使用了“buckingcoil”线圈导致装置总重量增加外，还会导致发射线圈的总磁矩减小，降低装置的勘探深度影响勘探效果。将接收线圈置于发射线圈与直升机中间的位置的方式虽不会增加装置的自身重量，但接收线圈与目标体的距离增加，降低二次场信号强度，同样会影响到勘探效果。目前国内外尚未见报道采用一次场自抵消方式进行三分量测量的装置，也未见采用一个校准线圈对三个分量接收线圈同时进行校准的报道。

发明内容：

本发明的目的在于针对一次场幅度过大导致二次场信号动态范围过小的不足，提供一种适用于时间域航空电磁法一次场自抵消装置。

本发明的目的是通过以下方式实现的：

直升飞机13装有数据收录系统7，由直升飞机13提供直流电源，十字形支架9支撑发射线圈10、x分量接收线圈2、y分量接收线圈3和校准线圈14，校准线圈14通过导线与数据收录系统7连接，吊挂绳索12上端系在直升飞机13舱底，吊挂绳索12下端系在十字形支架9的中心，吊挂辐条11上端系在吊挂绳索12的中部，吊挂辐条11下端等角度系在发射线圈10上，吊挂辐条11为前后不等长，其长短取决于直升飞机13的飞行速度，z分量接收线圈1经减震垫8装在发射线圈10上，z分量接收线圈1的有效面积被发射线圈10分为两部分，发射线圈10产生的激励磁场在z分量接收线圈1被分成两部分，且总磁通量大小相等方向相反，x分量接收线圈2位于发射线圈10的中心，既垂直于z分量接收线圈1，也垂直于直升飞机13的飞行方向，y分量接收线圈3既垂直于z分量接收线圈1也垂直于x分量接收线圈2，且与x分量接收线圈2正交，z分量接收线圈1、x分量接收线圈2和y分量接收线圈3经导线4连接到前置放大器5上，再经信号线6连接到数据收录系统7上，校准线圈14位于z分量接收线圈1与x分量接收线圈2及y分量接收线圈3的中间位置，在接收线圈正常工作时校准线圈14处于开路状态，校准线圈14闭合时用来作为标准异常验证接收线圈是否工作正常。

发射线圈10和十字形支架9外部包有玻璃钢管，发射线圈10的形状为圆形或任意正多边形。z分量接收线圈1、x分量接收线圈2和y分量接收线圈3均为空心结构，为圆形或正多边形。z分量接收线圈1、x分量接收线圈2和y分量接收线圈3均采用铜带缠绕并以接地的方式进行干扰屏蔽。

z分量接收线圈1、x分量接收线圈2和y分量接收线圈3全部采用双层减震结构，z分量接收线圈1、x分量接收线圈2和y分量接收线圈3均由带屏蔽的线圈15大于三组十字正交形线圈与内壳连接的弹性橡胶条16与线圈内壳17弹性连接，线圈内壳17由大于三组的十字正交形内壳与外壳连接的弹性橡胶条20与线圈外壳19弹性连接，连接处分别采用弹性橡胶条固定座18固定构成。

校准线圈14同时与z分量接收线圈1、x分量接收线圈2和y分量接收线圈3成45度夹角。