[发明专利]一种含补偿环Z分量多接收线圈扩频航空电磁勘探装置

说明书

本发明公开一种含补偿环Z分量多接收线圈扩频航空电磁勘探装置，勘探装置包括发射机、发射元件、接收线圈、以及接收机，所述发射元件由发射机控制，所述接收线圈为多个互相独立的接收线圈与接收机并行连接；其中多个互相独立的接收线圈在发射线圈所在平面的投影不超过发射线圈所边缘所包围的范围，且多个互相独立的接收线圈任意两个之间的互感为零。由于接收线圈互相独立，因此可以通过调整接收线圈的尺寸与匝数实现不同的等效面积(信噪比)与带宽，从而使得一次勘探等效于单个接收线圈多次勘探，提升勘探纵向分辨率，大大降低人力、物力成本，提升勘探效率。

技术领域

本发明属于地球物理电磁法勘探领域，具体涉及一种含补偿环Z分量多接收线圈扩频航空电磁勘探装置。

背景技术

电磁法是一种常用的地球物理勘探方法，广泛用于矿产资源勘探、低质结构勘探、水文调查以及考古领域，可以分为航空、地空、地面、井下以及海洋电磁法。

电磁法以法拉第电磁感应定律为基本原理。具体工作过程为在发射线圈(磁性源)或接地导线(电性源)内通过变化的电流，这种随时间变化的电流产生变化的磁场(一次场)，当变化的一次场会引发地层中电性介质内产生感应涡流形成一个变化的磁场(二次场)，二次场信号通过传感器转化为电压信号，收录系统将该模拟信号转为数字信号并存储，进而可以通过数据处理获得地下地质的电性特征。

在电磁探测领域，通常认为激发波形中的高频成分对应浅层信息，低频成分对应深层信息。

空心线圈是电磁法常用的传感器之一，通常由骨架上缠绕导线制成。空心线圈的特性之一：当导线材质确定时，随着尺寸增大、匝数增多，等效面积越大、信噪比越高，-3dB带宽越低，反之，随着尺寸缩小、匝数降低、信噪比也越低，但是-3dB带宽增加。

现阶段存在的问题是，为实现深层勘探需要大尺寸、多匝数的线圈，提高信噪比从而识别微弱信号，但是会引入浅层盲区，而小尺寸、少匝数的线圈又无法识别深层信息的微弱信号，虽然可以进行多次勘探，但是会极大地增加勘探的人力、物力成本，降低勘探效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种含补偿环Z分量多接收线圈扩频航空电磁勘探装置，该装置采用不同-3dB带宽的接收线圈，从而实现同时进行浅层精细勘探与深部目标成像，提升勘探效率，降低勘探成本。

本发明是这样实现的，

一种含补偿环Z分量多接收线圈扩频航空电磁勘探装置，该勘探装置包括发射机、发射元件、接收线圈、以及接收机，所述发射元件由发射机控制，所述接收线圈为多个互相独立的接收线圈与接收机并行连接；其中多个互相独立的接收线圈在发射线圈所在平面的投影不超过发射线圈所边缘所包围的范围，且多个互相独立的接收线圈任意两个之间的互感为零。

进一步地：所述发射元件为发射线圈、地面大回线或地空接地长导线。

进一步地：所述发射元件为发射线圈时，发射线圈在接收线圈产生的一次场为零。

进一步地：还包括补偿线圈，所述补偿线圈通过发射线缆与发射线圈串联由发射机控制，发射线圈与补偿线圈共面且中心重合，并电流反向，其中多个互相独立的接收线圈在补偿线圈所在平面的投影不超过补偿线圈所边缘所包围的范围，发射线圈和补偿线圈在接收线圈产生的一次场同时为零。

进一步地：所述发射线圈为多匝或单匝回线；所述多个接收线圈为多匝，尺寸与匝数相同或不同。

进一步地：所述补偿线圈为多匝或单匝回线。

进一步地：所述接收线圈包括至少一个大尺寸接收线圈与至少两个小尺寸接收线圈，所述大尺寸接收线圈与发射线圈和补偿线圈共面且中心重合，所述小尺寸接收线圈与大尺寸接收线圈之间偏心设计，所有小尺寸接收线圈在一个平面内，与大尺寸接收线圈所在平面平行但不重合。

进一步地：所有的小尺寸接收线圈尺寸均相同。