[发明专利]一种可控源高频大地电磁仪器系统及测量方法

说明书

本发明公开了一种可控源高频大地电磁仪器系统，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；本发明还公开了一种可控源高频大地电磁测量方法。通过本发明能够高效、精确地测量500m以浅的地表构造，降低探测盲区。

技术领域

本发明涉及地球物理技术领域，特别是涉及一种可控源高频大地电磁仪器系统及测量方法。

背景技术

大地电磁测深法是利用天然交变电磁场研究地球结构的一种地球物理勘探方法，其场源为地球与太阳风互相作用产生的天然交变电磁场，具有频率低、波长长、探测深度大等优点。可控源音频大地电磁法是20世纪70年代发展起来的电磁测深技术，该方法采用人工长源，与天然源大地电磁测深法相比，具有信噪比高、快速高效等优点，该方法已经在我国能源、金属与非金属等矿产资源勘查以及水文、工程、环境、灾害地址调查等多个领域得到广泛应用并发挥了重要作用。但是，目前的可控源音频大地电磁系统能够达到的最高频率是9.6KHz，根据频率与趋肤深度的公式关系h＝356×((ρ/f)^0.5)可以看到0-9.6KHz的频率段能够测到地下极深的地方，由于一个频率对应一个趋肤深度，虽然现有的测深的深度较深，但是，忽略了地表浅层的挖掘，对于浅层目标体的探测盲区大。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种可控源高频大地电磁仪器系统及测量方法，通过提高探测仪器的频率探测浅层地表的情况。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种可控源高频大地电磁仪器系统，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。

作为优化，所述接收电极之间的距离为10～30m。

作为优化，所述电源为串联的蓄电池或发电机与整流器的串联结构。

作为优化，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。

作为优化，所述高频发射机发射的频率范围为81.92KHz～4Hz。

一种可控源高频大地电磁测量方法，基于可控源高频大地电磁仪器系统，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；