本發(fā)明涉及一種地球物理勘探領(lǐng)域，特別是涉及一種雙接收瞬變電磁裝置及雙接收瞬變電磁方法。

背景技術(shù)：

1、瞬變電磁法又稱時間域電磁法，是一種地球物理勘探方法，主要應(yīng)用在考古勘察、礦藏勘察、工程地質(zhì)勘察等領(lǐng)域，瞬變電磁法以電磁感應(yīng)原理和地下介質(zhì)的電性和磁性差異為基礎(chǔ)，對地球物理進(jìn)行勘探。瞬變電磁法基于瞬變電磁裝置實現(xiàn)，瞬變電磁裝置包括：發(fā)射系統(tǒng)、發(fā)射線圈、接收線圈及接收機，具體的實現(xiàn)方式為發(fā)射系統(tǒng)產(chǎn)生發(fā)射信號傳輸?shù)桨l(fā)射線圈中，接著發(fā)射線圈便會在空間形成一個具有一定強度的一次電磁場，一次電磁場會在具有電性和磁性差異的地下介質(zhì)中感應(yīng)出微弱的渦流，渦流產(chǎn)生一個二次電磁場，它與一次電磁場存在一定差異，利用地下介質(zhì)產(chǎn)生的二次電磁場可以進(jìn)行地球物理勘探。

2、常規(guī)的接收線圈常采用多匝小線圈，且大多采用重疊回線裝置，然而發(fā)射線圈與接收線圈之間的互感較強，再加上接收線圈由于受一次電磁場的干擾嚴(yán)重影響關(guān)斷時間，接收機接收到的早期信號畸變嚴(yán)重，導(dǎo)致淺層探測不精確，因此實際使用效果與實際地質(zhì)情況不符。

3、因此如何設(shè)計一種能夠精確測量二次電磁場信號的瞬變電磁裝置及瞬變電磁方法，已成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題之一。

4、應(yīng)該注意，上面對技術(shù)背景的介紹只是為了方便對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的說明，并方便本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解而闡述的。不能僅僅因為這些方案在本發(fā)明的背景技術(shù)部分進(jìn)行了闡述而認(rèn)為上述技術(shù)方案為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種雙接收瞬變電磁裝置及雙接收瞬變電磁方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中的瞬變電磁裝置無法精確測量二次電磁場信號的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種雙接收瞬變電磁裝置，所述雙接收瞬變電磁裝置至少包括：發(fā)射機、發(fā)射線圈、第一磁場接收器、第二磁場接收器及接收機；所述發(fā)射機與所述發(fā)射線圈連接，用于向所述發(fā)射線圈提供電信號；所述發(fā)射線圈用于向待測目標(biāo)物發(fā)射一次電磁場；所述第一磁場接收器設(shè)置在所述發(fā)射線圈所圍成的區(qū)域內(nèi)，用于接收磁場信號，并向所述接收機發(fā)送第一輸出電信號；所述第二磁場接收器設(shè)置在所述發(fā)射線圈所圍成的區(qū)域外，用于接收磁場信號，并向所述接收機發(fā)送第二輸出電信號；所述接收機分別與所述第一磁場接收器、所述第二磁場接收器連接，并將所述第一輸出電信號和所述第二輸出電信號進(jìn)行相加運算。

3、可選地，所述發(fā)射線圈的形狀為圓形，或者所述發(fā)射線圈的形狀為正多邊形中的任意一種。

4、可選地，所述第一磁場接收器和所述第二磁場接收器均為磁傳感器。

5、可選地，所述第一磁場接收器位于所述發(fā)射線圈的中心。

6、為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明還提供一種雙接收瞬變電磁方法，所述雙接收瞬變電磁方法至少包括：打開發(fā)射機使所述發(fā)射機向發(fā)射線圈發(fā)送電信號；所述發(fā)射線圈產(chǎn)生一次電磁場；待測目標(biāo)物接收一次電磁場后產(chǎn)生二次電磁場；第一磁場接收器接收空間中的磁場信號并向接收機發(fā)送第一輸出電信號；第二磁場接收器接收空間中的磁場信號并向接收機發(fā)送第二輸出電信號；接收機對所述第一輸出電信號和所述第二輸出電信號進(jìn)行相加運算。

7、可選地，當(dāng)待測目標(biāo)物為地下介質(zhì)時，所述發(fā)射線圈、所述第一磁場接收器和所述第二磁場接收器均貼設(shè)在地表上；或者待測目標(biāo)物為地上介質(zhì)時，將所述發(fā)射線圈、所述第一磁場接收器和所述第二磁場接收器均貼設(shè)在地貌的表面。

8、可選地，調(diào)整所述第一磁場接收器和所述第二磁場接收器的位置，計算第一磁強度和第二磁強度，使所述第一磁強度和所述第二磁強度大小相等且方向相反，其中，所述第一磁強度為一次電磁場在所述第一磁場接收器中產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度，所述第二磁強度為一次電磁場在所述第二磁場接收器中產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度。

9、更可選地，所述第一磁強度和所述第二磁強度的計算公式分別為：

10、

11、其中，b1表示所述第一磁強度，b2表示所述第二磁強度，n表示所述發(fā)射線圈的匝數(shù)，μ0表示真空磁導(dǎo)率，c表示所述發(fā)射線圈的周長，i表示所述發(fā)射線圈中的電流，dl表示所述發(fā)射線圈的線元矢量，r1表示所述第一磁場接收器到所述發(fā)射線圈線元矢量的矢量距離，r2表示所述第二磁場接收器到所述發(fā)射線圈線元矢量的矢量距離。

12、可選地，根據(jù)所述待測目標(biāo)物的勘探深度，調(diào)整所述發(fā)射線圈的周長、匝數(shù)或形狀。

13、如上所述，本發(fā)明的雙接收瞬變電磁裝置及方法，具有以下有益效果：

14、1、本發(fā)明通過設(shè)置兩個磁場接收器，并將兩個磁場接收器分別置于發(fā)射線圈的內(nèi)外磁場中，無需依賴外部條件對磁感應(yīng)強度的測量，通過公式計算磁感應(yīng)強度，本發(fā)明即可實現(xiàn)兩個磁場接收器上的一次電磁場的磁感應(yīng)強度大小相等且方向相反。

15、2、本發(fā)明的接收機對兩個磁場接收器輸出的電信號進(jìn)行相加運算，使得兩個磁場接收器輸出電信號中的一次電磁場信號得以抵消，進(jìn)而使接收機接可以得到精確的二次電磁場信號，因此本發(fā)明可以進(jìn)行精確的地球物理勘測。

16、3、本發(fā)明的磁場接收器采用磁傳感器，由于磁傳感器的精度較高且體積較小，本發(fā)明可以很好地降低磁傳感器與發(fā)射線圈之間的互感，使得本發(fā)明可以提高二次電磁場信號的精度。

技術(shù)特征：

1.一種雙接收瞬變電磁裝置，其特征在于，所述雙接收瞬變電磁裝置至少包括：發(fā)射機、發(fā)射線圈、第一磁場接收器、第二磁場接收器及接收機；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙接收瞬變電磁裝置，其特征在于：所述發(fā)射線圈的形狀為圓形，或者所述發(fā)射線圈的形狀為正多邊形中的任意一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙接收瞬變電磁裝置，其特征在于：所述第一磁場接收器和所述第二磁場接收器均為磁傳感器。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙接收瞬變電磁裝置，其特征在于：所述第一磁場接收器位于所述發(fā)射線圈的中心。

5.一種雙接收瞬變電磁方法，基于權(quán)利要求1-4任一項所述的雙接收瞬變電磁裝置實現(xiàn)，其特征在于，所述雙接收瞬變電磁方法至少包括：打開發(fā)射機使所述發(fā)射機向發(fā)射線圈發(fā)送電信號；所述發(fā)射線圈產(chǎn)生一次電磁場；待測目標(biāo)物接收一次電磁場后產(chǎn)生二次電磁場；第一磁場接收器接收空間中的磁場信號并向接收機發(fā)送第一輸出電信號；第二磁場接收器接收空間中的磁場信號并向接收機發(fā)送第二輸出電信號；接收機對所述第一輸出電信號和所述第二輸出電信號進(jìn)行相加運算。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙接收瞬變電磁方法，其特征在于：當(dāng)待測目標(biāo)物為地下介質(zhì)時，所述發(fā)射線圈、所述第一磁場接收器和所述第二磁場接收器均貼設(shè)在地表上；或者待測目標(biāo)物為地上介質(zhì)時，將所述發(fā)射線圈、所述第一磁場接收器和所述第二磁場接收器均貼設(shè)在地貌的表面。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙接收瞬變電磁方法，其特征在于：調(diào)整所述第一磁場接收器和所述第二磁場接收器的位置，計算第一磁強度和第二磁強度，使所述第一磁強度和所述第二磁強度大小相等且方向相反，其中，所述第一磁強度為一次電磁場在所述第一磁場接收器中產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度，所述第二磁強度為一次電磁場在所述第二磁場接收器中產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的雙接收瞬變電磁方法，其特征在于：所述第一磁強度和所述第二磁強度的計算公式分別為：

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙接收瞬變電磁方法，其特征在于：根據(jù)所述待測目標(biāo)物的勘探深度，調(diào)整所述發(fā)射線圈的周長、匝數(shù)或形狀。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種雙接收瞬變電磁裝置及雙接收瞬變電磁方法。本發(fā)明的雙接收瞬變電磁裝置包括發(fā)射機、發(fā)射線圈、第一磁場接收器、第二磁場接收器及接收機，本發(fā)明將第一磁場接收器和第二磁場接收器分別放置在發(fā)射線圈內(nèi)和發(fā)射線圈外，由于發(fā)射線圈內(nèi)外的磁場方向相反，調(diào)整第一磁場接收器和第二磁場接收器的位置，使得第一磁場接收器和第二磁場接收器上的一次電磁場大小相等且方向相反，最終接收機接收的電信號中的一次電磁場可以進(jìn)行抵消，因此接收機上可以顯示精確的二次電磁場信號，因此本發(fā)明可以通過精確的二次電磁場信號進(jìn)行精確的地球物理勘測。

技術(shù)研發(fā)人員：程本興,梅小青,代海賓
受保護(hù)的技術(shù)使用者：新聯(lián)超導(dǎo)（上海）科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9