[发明专利]一种阵列式瞬变电磁探测系统和探测方法

说明书

本发明为一种阵列式瞬变电磁探测系统和探测方法，该系统包括：发射电路、接收电路以及工控机；所述发射电路包括：阵列式排列的四个发射线圈，以及平均分配流向四个发射线圈，保证四个发射线圈的电流波形和幅度相同的均流控制器；所述接收电路包括接收线圈，放置于发射线圈阵列的几何中心，同时接收由四个阵列式发射线圈激发磁场产生的二次场；所述工况机用于控制发射电路发射电流以及根据采集的发射电流控制发射电路平均分配流向四个发射线圈电流，保证电流波形和幅度的一致。本发明提供的阵列式发射方法有效的解决了激发深度和线圈直径的矛盾，利用多个小型线圈的叠加，提供了强度更大，更均匀的激发一次场，有利于提升探测信号的质量。

技术领域

本发明涉及瞬变电磁地下探测技术领域，具体来讲为一种阵列式瞬变电磁探测系统和探测方法。

背景技术

目前，传统的地面瞬变电磁发射系统使用单一线圈进行发射，存在两点主要问题：首先激发场不够均匀，探测尺寸与线圈的直径密切相关，不提高发射线圈的直径无法显著提升激发深度。其次使用大线圈会导致线圈的电感较大，不利于瞬变电磁信号的产生。因此，研究能够用较小的尺寸达到较大的激发深度，同时降低线圈电感产生质量更好的瞬变电磁激发信号是十分有意义的。

发明内容

本发明的目的就是针对上述现有技术的不足，提供一种阵列式瞬变电磁探测系统和探测方法，能够有效减小单个线圈直径并提升激发深度的方法。

本发明是这样实现的，一种阵列式瞬变电磁探测系统，该系统包括：

发射电路、接收电路以及工控机；

所述发射电路包括：阵列式排列的四个发射线圈，以及平均分配流向四个发射线圈，保证四个发射线圈的电流波形和幅度相同的均流控制器；

所述接收电路包括接收线圈，放置于发射线圈阵列的几何中心，同时接收由四个阵列式发射线圈激发磁场产生的二次场；

所述工控机用于控制发射电路发射电流以及根据采集的发射电流控制发射电路平均分配流向四个发射线圈电流，保证电流波形和幅度的一致。

进一步地，所述发射电路还包括：时序控制电路，IGBT驱动以及IGBT H桥，

时序控制电路，控制整个系统的工作时序，包括发射线圈的发射时序，采集的触发时序，从工控机接收发射频率控制字，控制触发频率；

IGBT驱动模块接收来自时序控制电路的控制信号，完成电平转换，驱动IGBT-H桥进行发射，通过均流控制器平均分配由IGBT-H桥发出，流向大小一致的四个发射线圈的电流。

进一步地，所述接收电路还包括：

电流采样电路，数据采集卡，接收线圈，前置放大器，以及信号调理电路；其中，

电流采样电路，用于采集四个发射线圈的发射电流，传递至数据采集卡，通过所述数据采集卡；

前置放大器，将接收线圈的信号进行初步放大通过信号调理电路被数据采集卡采集。

进一步地，接收线圈放置于发射线圈阵列的几何中心，同时接收由四个阵列式发射线圈激发磁场产生的二次场。

进一步地，所述发射线圈为四个边长为一米的多匝正方形线圈，相邻发射线圈之间的间距为2-5cm。

进一步地，所述接收线圈为一个直径10-15cm的圆形接收线圈或边长为10-15cm的方型接收线圈，放置于发射线圈阵列的几何中心。

进一步地，所述工控机对四个线圈流过的电流进行比对，如果波形一致，则进入接收过程，如果电流一致性不能达到要求，则返回均流器重新调整均流参数，直至达到一致进行发射。

一种阵列式瞬变电磁探测方法，包括如下的步骤：