[实用新型]巷孔瞬变电磁装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及地球物理勘探装置及测量方法领域，特别是一种巷孔瞬变电磁装置。

背景技术

瞬变电磁法（TEM）是近年来勘探领域发展较快的一种重要方法，相对于其他地球物理方法而言，它具有探测深度大、分辨率高、信息丰富等优点，其应用范围涉及地矿、石油、水利等各个领域。矿井TEM工作方式多种多样，如重叠回线装置、中心回线装置、孔内发射接收装置等，它们都有其各自的优缺点，缺点主要体现在以下几个方面：重叠或中心回线装置分辨率相对较低，且暴露于矿井中，受矿井中各种采掘设备、通风设备等人文环境的干扰，严重影响了仪器的探测精度和准确性；钻孔瞬变装置由于在孔内发射，其缺点是一般发射磁矩小，勘探深度较小。目前地下工程探测中，主要依靠钻探与物探方法对灾害进行探查。钻探具有“一孔之见”的局限性；而地下空间瞬变电磁方法受到体积效应影响，非接触式探测地质异常体精度有限，特别是探测较远距离异常体时，因此，结合钻探、物探特点，提出巷孔瞬变电磁探测十分必要。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决上述背景技术存在的不足，提出一种在巷道钻孔孔口进行多匝大线圈发射，在钻孔中进行多匝小线圈接收，运用瞬变电磁方法对钻孔周围异常体进行有效探测的巷孔瞬变电磁装置及测量方法，从而达到抗干扰能力强、发射磁矩大、探测精度高等目的。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：巷孔瞬变电磁装置，包括发射装置和接收装置，两者分置且分别与主机连接；所述发射装置包括依次连接的多频发射器、发射线圈、第一A/D采集单元和第一现场可编程逻辑单元（以下简称第一FPGA），经第一接口与主机连接；所述接收装置包括依次连接的接收线圈、第二A/D采集单元和第二现场可编程逻辑单元（以下简称第二FPGA），经第二接口与主机连接；所述主机对发射、接收装置进行时间同步、参数设置和对收到的数据进行显示及预处理。

所述第一FPGA还接入第一随机存储器（以下简称第一RAM），所述第一RAM将第一FPGA处理的数据进行存储，再用其读出后经第一接口存入主机。所述发射线圈由激励电源供电。

所述第二FPGA还分别接入第二随机存储器（以下简称第二RAM）和用于实时记录接收装置角度信息的电子罗盘。

所述接收线圈可为单或多分量接收线圈、单或多分量接收探头，各个分量接收线圈或分量接收探头分别固定在基座的其中一个面上。所述单或多分量接收线圈采用PCB接收线圈。

所述第一、二接口采用RS485或网络接口。

本实用新型的瞬变电磁测量方法，包括以下步骤：

（1）将发射装置放置于巷道中，其中，发射线圈的法线方向平行于钻孔轴线方向；通过PVC管(如Φ50或Φ40)将接收装置送入指定测量钻孔中；

（2）在主机内设置发射、接收参数并给主机下时间同步命令；

（3）通过电子罗盘测量一个分量接收线圈或一个分量接收探头的角度信息，其它线圈的角度按结构关系求出；

（4）用激励电源向发射线圈供电，单/多分量接收线圈通过第二A/D采集单元获取异常体二次场感应信号，将信号送入第一现场可编程逻辑单元并存入第一随机存储器，并用第一现场可编程逻辑单元读出第一随机存储器数据后，经过RS485或网络接口存入主机，通过主机进行显示及预处理；

（5）在钻孔中，将接收装置通过PVC管(如Φ50或Φ40)送入不同位置，按照上述（3）-（4）步骤进行工作，获取不同深度相应感应信号，形成不同位置的物性信息。

步骤（2）中，所述发射、接收参数为发射频率、发射电压、采样间隔、测道数、叠加次数、采样时间；所述主机对收到的数据进行显示及预处理。

步骤（3）中，所述角度信息为方位角、横滚角及俯、仰角信息。

由上述技术方式可知；本实用新型将钻孔、巷道作为一个整体，将发射、接收装置分离开，用主机控制发射、接收装置时间同步，运用瞬变电磁方法对异常体进行测量。