[发明专利]一种可控源高频大地电磁仪器系统及测量方法在审
申请号: | 201910030857.0 | 申请日: | 2019-01-14 |
公开(公告)号: | CN109490968A | 公开(公告)日: | 2019-03-19 |
发明(设计)人: | 陈健;马磊 | 申请(专利权)人: | 国科(重庆)仪器有限公司 |
主分类号: | G01V3/08 | 分类号: | G01V3/08 |
代理公司: | 重庆智慧之源知识产权代理事务所(普通合伙) 50234 | 代理人: | 孙方 |
地址: | 400021 重庆市*** | 国省代码: | 重庆;50 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 发射电极 可控源 中垂线 大地电磁 电磁场量 仪器系统 接收端 测量 大地电磁测量 中心水平线 地表构造 探测盲区 发射端 收发 发射 | ||
1.一种可控源高频大地电磁仪器系统,其特征在于,包括发射端和接收端,所述接收端设置在所述发射端的发射电极中垂线电磁场量测范围内且收发距离为1.5~3Km的区域内;所述发射电极中垂线电磁场量测范围是以发射电极中垂线为中心水平线的60°扇形范围;
所述发射端包括一个高频发射机和电源,所述电源与所述高频发射机连接,所述高频发射机包括H桥、控制器、电流采集器、霍尔传感器和GPS,所述控制器分别与所述GPS、H桥以及电流采集器连接,所述H桥通过连接线分别与两个发射电极连接,其中一根连接发射电极的连接线通过所述霍尔传感器与所述电流采集器连接;两个发射电极的距离为200~400m;其中,GPS接收信号并发出时间信号给控制器,控制器根据所述时间信号发出双波控制信号控制H桥导通,所述H桥产生同频率的高压大电流信号给两个发射电极,电流采集器通过霍尔传感器采集发射电极的电流反馈至控制器;
所述接收端包括一个或多个接收机,每个接收机有3个或4个接收电极,每个接收电极均在同一线上且与两个发射电极的方向平行。
2.根据权利要求1所述的一种可控源高频大地电磁仪器系统,其特征在于,所述接收电极之间的距离为10~30m。
3.根据权利要求1所述的一种可控源高频大地电磁仪器系统,其特征在于,所述电源为串联的蓄电池或发电机与整流器的串联结构。
4.根据权利要求1所述的一种可控源高频大地电磁仪器系统,其特征在于,所述接收机与磁探头连接,所述磁探头在水平方向垂直于所述接收电极方向。
5.根据权利要求1所述的一种可控源高频大地电磁仪器系统,其特征在于,所述高频发射机发射的频率范围为81.92KHz~4Hz。
6.一种可控源高频大地电磁测量方法,基于权利要求1-5任一项所述的可控源高频大地电磁仪器系统,其特征在于,包括以下步骤:
S1、将高频发射机的两个发射电极间的距离设置为200~400m,高频发射机的两个发射电极方向平行或垂直于测线方向设置;
S2、在高频发射机的发射电极中垂线电磁场量测范围内且收发距离为1.5~3Km的区域内设置一个或多个接收机,所述接收机的接收电极在平行于两发射电极方向的同一线上;其中,所述发射电极中垂线电磁场量测范围是以发射电极中垂线为中心水平线的60°扇形范围;
S3、将所述接收机的接收电极之间设置为10~30m;
S4、所述高频发射机和所述接收机在基于UTC时间分配的多频点自动扫描收发同步协议下采用循环收发的工作模式进行工作,得到电场和磁场的强度及相位;
S5、根据得到的电场与磁场的强度及相位计算出视电阻率、视相位。
7.根据权利要求6所述的一种可控源高频大地电磁测量方法,其特征在于,步骤S4中的所述基于UTC时间分配的多频点自动扫描收发同步协议的具体步骤如下:
S4.1、假定需要测量的频率值依次为f1,f2,···,fN,N为频点数;
S4.2、根据N个频点的采样率和采样长度分配相应的测量时间,依次为t1,t2,···,tN,N个频点的频率测量时间的总和即为扫描周期T;
S4.3、以GNSS提供的UTC时间为准,制作时间分配表,根据所述时间分配表依次循环分配N个频点的测量时间。
8.根据权利要求6所述的一种可控源高频大地电磁测量方法,其特征在于,步骤S2中,接收机设置好以后,在距离接收机大于5m的地方水平放置磁探头,所述磁探头垂直于所述接收电极方向。
9.根据权利要求6所述的一种可控源高频大地电磁测量方法,其特征在于,步骤S5所述的视电阻率为:
其中,ρ为视电阻率,f为高频发射机发射的频率,E为电场强度,H为磁场强度;
视相位为:
其中,为电场的相位,为磁场的相位。
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