[发明专利]一种电性源感应-极化效应的快慢关断靶向激励方法

权利要求书

1.一种电性源感应-极化效应的快慢关断靶向激励方法，其特征在于，该方法包括，在一个发射周期内，控制大功率电性源发射系统输出两个关断时间的双梯形波大功率发射电流，经接地导线提供给大地，实现对感应-极化共生效应的靶向激励；两个关断时间包括快关断方式的最短关断时间和慢关断方式的最优关断时间；

对快关断和慢关断的电磁响应数据联合反演，提取地下目标体的电阻率和极化率信息。

2.按照权利要求1所述的电性源感应-极化效应的快慢关断靶向激励方法，其特征在于，所述快关断方式采用有源钳位方式，所述最短关断时间根据下式计算：

其中，L_R和R分别为电性源发射系统负载的电感值和电阻值，t₁为最短关断时间。

3.按照权利要求1所述的电性源感应-极化效应的快慢关断靶向激励方法，其特征在于，所述慢关断方式采用直流斩波方式，所述最优关断时间是根据不同关断时间的感应-极化电磁响应的计算结果，在所有响应曲线中的极化特征中寻找的最大负响应幅值衰减10％时符号反转时刻最早对应的关断时间，所述极化特征包括：符号反转时刻和最大负响应幅值。

4.按照权利要求3所述的电性源感应-极化效应的快慢关断靶向激励方法，其特征在于，所述最优关断时间的具体计算步骤如下：

1)设大功率电性源发射系统的接地导线为有限长直导线，地下目标体等效为极化环涡流回路，根据两者的相对位置和尺寸计算接地导线和目标体的等效涡流回路之间的互感系数M；

2)建立不同关断时间t_off的斜阶跃发射电流随时间t的时域表达式I(t)，如下：

其中，I_m为最大电流幅值，t_on为发射电流稳定导通的时间，等于四分之一周期；u(t)、u(t-t_on)和u(t-t_on-t_off)分别为起始时刻是0、t_on和(t_on+t_off)的单位阶跃信号；

3)计算目标体的等效涡流回路中发射电流产生的一次感应电动势emf₁，

4)根据目标体的极化参数计算等效涡流回路中的瞬变电磁响应，分析响应曲线的极化特征，得到最优关断时间t_o，所述极化参数未电阻率ρ、极化率η、和时间常数τ；

其中，极化特征包括符号反转时刻和最大负响应幅值，当关断时间等于最优关断时间时极化特征最明显，即符号反转时刻最早且对应的最大负响应幅值大于零关断时间下最大负响应幅值的90％；

预设的关断时间的范围为100微秒至10毫秒，在该范围内预设的关断时间等于最优关断时间。

5.按照权利要求1所述的电性源感应-极化效应的快慢关断靶向激励方法，其特征在于，所述在一个发射周期内大功率电性源发射系统输出两个关断时间的双梯形波大功率发射电流是指，前二分之一周期发射系统提供快关断的双极性发射电流，后二分之一周期发射系统提供快关断的双极性发射电流，前后两个二分之一周期的发射电流波形只有关断期间的关断时间不同，其他完全相同；将每个二分之一周期4等分，每个等分时间区间分别对应发射桥路的正向导通、关断、反向导通和关断，在两个关断期间进行电磁响应数据的采集。

6.按照权利要求3所述的电性源感应-极化效应的快慢关断靶向激励方法，其特征在于，所述关断期间的关断时间不同使电流衰减斜率不同。