[发明专利]一种基于可控源补偿的瞬变电磁勘探系统及方法

说明书

本发明涉及地球物理勘探设备领域，具体而言，涉及一种基于可控源补偿的瞬变电磁勘探系统及方法，包括发射装置，包括发射控制器以及由发射控制器控制激发电流的发射线圈；接收装置，包括接收控制器以及与发射线圈共中心的接收线圈；补偿装置，包括与发射线圈共中心的磁传感器和补偿线圈，以及接收磁传感器电流进行自适应计算和调整补偿线圈中补偿电流的补偿控制器，所述磁传感器用于检测线圈中心处的磁场，产生调控补偿电流时的反馈信号；工控机，与所述接收控制器通讯连接用于显示系统工作模式，存储TEM信号；所述接收控制器向发射控制器和补偿控制器发送同步信号、控制指令和系统参数。解决一次场干扰过大的问题，提高补偿电流的选取精度，实现高精度补偿。

技术领域

本发明涉及地球物理勘探设备领域，具体而言，涉及一种基于可控源补偿的瞬变电磁勘探系统及方法。

背景技术

瞬变电磁法(Transient Electronmagnetic Method，TEM)是一种基于电磁感应定律的地球物理勘探方法，由于其对低阻体敏感的特点，现已成为地质构造勘探、地质矿产勘查等地质问题的首选方法。地面TEM的发射线总长为数十米至数百米，线圈的电感不可忽略，这使得激发电流不会立即关断。因此在这段关断时间里，接收线圈上除早期二次场信号外，还耦合了发射线圈所产生的一次场信号。由于TEM的早期信号来自于浅地层，因此，如果在关断时间内的一次场干扰过大，会影响后期浅层数据解释。

张一鸣，高星乐，郭兵等发表《直升机时间域航空电磁法补偿线圈》，北京工业大学学报。文中公开了一种与发射线圈反向级联的补偿线圈的方法，该方法中补偿线圈与发射线圈共同构成同心补偿装置，补偿线圈产生的磁场与发射线圈产生的磁场方向相反，从而相互抵消。但实际工作中，由于线圈结构的物理误差，导致仍有残余发射磁场，且该磁场产生的信息对导致微弱的二次场信号失真、甚至无法有效TEM解释。尤其基于地面TEM系统，在野外实际工作时，地面TEM系统采用的发射线圈和接收线圈的尺寸和匝数均不固定，在确定发射线圈尺寸后，采用同一回线绕制的同心补偿装置只能通过改变补偿线圈的尺寸和匝数实现补偿，铺设难度较大，物理尺寸误差更大，关断期间一次场的影响也更严重。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种基于可控源补偿的瞬变电磁勘探系统及方法，解决一次场干扰过大的问题。

本发明是这样实现的，一种基于可控源补偿的瞬变电磁勘探系统，发射装置，包括发射控制器以及由发射控制器控制激发电流的发射线圈；

接收装置，包括接收控制器以及与发射线圈共中心的接收线圈；

补偿装置，包括与发射线圈共中心的磁传感器和补偿线圈，以及接收磁传感器电流进行自适应计算和调整补偿线圈中补偿电流的补偿控制器，所述磁传感器用于检测线圈中心处的磁场，产生调控补偿电流时的反馈信号；

工控机，与所述接收控制器通讯连接用于显示系统工作模式，存储TEM信号；

所述接收控制器向发射控制器和补偿控制器发送同步信号、控制指令和系统参数。

进一步地，所述接收装置还包括：

前置放大器，用于放大接收线圈上感应到的TEM信号；

信号调理电路，用于对前置放大器输出的差分信号进行放大和转换；

数据采集卡，用于模数转换，在同步信号触发下，将调理后的模拟信号转换成数字信号，并将其传送至工控机。

进一步地，所述发射装置还包括：可调恒流DC-DC变换器与第二H桥斩波电路，所述可调恒流DC-DC变换器在发射控制器控制下，用于电压变换，恒流驱动第二H桥斩波电路。

进一步地，所述补偿装置还包括：

信号放大电路用于将磁传感器的信号进行放大处理；