[发明专利]一种瞬变电磁响应信号水平分量测量方法及其观测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种瞬变电磁响应信号水平分量测量方法及其观测装置。适合航空、海洋、地面、井中和巷道等瞬变电磁勘探领域中使用。

技术背景

瞬变电磁法是一种常用的地球物理勘探方法，由于采用不接地回线，而且对作业表面的高阻特性影响不敏感，因此得到工程界和矿产资源勘探领域的广泛认同。但瞬变电磁的接收线圈如果靠近发射线圈，则两者之间的互感很强，早时段的瞬变电磁二次响应信号完全淹没在一次场互感信号中，有效信号难以提取，使得瞬变电磁勘探效果大打折扣。

瞬变电磁激励下，隐患目标的响应信号不仅有与发射线圈激励方向一致的二次响应信号，同时也存在与该方向垂直的二次响应信号，即我们常说的水平分量，后者在异常精确定位和边界确定等解释过程中具有重要作用，不少瞬变电磁勘探作业方式采用三分量测量模式，能够更有效地提取异常信息，完成目标体正确推断解释。但这种多分量测量模式同样要受到收发线圈互感作用的影响。

保证多分量瞬变电磁信号测量精度，压制一次场互感信号的影响是瞬变电磁勘探中的关键研究方向，也是形成技术突破的一大难题。

如图7所示垂直于纸面入射和出射的导线通入电流,图7中：12表示对称平面，13表示地表面，在宏观层面上，虚线所示的水平柱面内，水平方向的一次场大小相等方向相反，不论电流关断与否，相对来说，内部的磁通量或绕水平柱面的接收线圈中的感生电动势将保持抵消态势，掩蔽目标的响应信号水平分量通过二次场形式可以被绕水平柱面的接收线圈接收，如此克服了一次场感应耦合信号的干扰，提高了二次场水平分量的测量精度，尤其是早时段的信号。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种抗干扰性高、测量精度高的瞬变电磁响应信号水平分量测量方法。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种结构简单、性能可靠实现瞬变电磁响应信号水平分量测量方法的观测装置。

为了解决上述第一个技术问题，本发明提供的瞬变电磁响应信号水平分量测量方法，设发射线圈存在两个相互垂直对称轴，垂直于其中任一对称轴并经过另一对称轴的平面构成一参考平面，垂直所述的参考平面并平行于第一个对称轴构成接收线圈绕制柱面，以所述的接收线圈绕制柱面为基准在所述的参考平面两侧同方向连续绕制接收线圈，保证绕制的接收线圈在所述的参考平面1两边完全等同，测量和计算所述的发射线圈和接收线圈的信号即可，如此设计的接收线圈压制了一次场耦合干扰，提高了二次场水平分量接收信号的信噪比。

所述的接收线圈以参考平面为基准，两侧接收线圈完全等同，等同是指绕制线圈线型和线圈匝数和绕制密度和总长度完全相同。

所述的接收线圈绕制柱面是满足条件的规则或不规则椭圆柱面、圆柱面、方形柱面或棱柱面。

为了解决上述第二个技术问题，本发明提供的实现瞬变电磁响应信号水平分量测量方法的观测装置，包括发射线圈，所述的发射线圈绕制成分别以A-A’轴左右和以B-B’轴上下对称的形状，A-A’轴和B-B’轴相互垂直；垂直于A-A’轴并经过B-B’轴的平面构成参考平面，垂直所述的参考平面并平行于A-A’轴构成有接收线圈绕制柱面，以所述的接收线圈绕制柱面为基准在所述的参考平面两侧同方向连续绕制有接收线圈，保证所述的接收线圈在所述的参考平面两边完全等同；所述的接收线圈与所述的发射线圈通过支架刚性固定并保证其相对位置精密，所述的接收线圈的两端线分别接入瞬变电磁仪输入端口，所述的发射线圈两端分别接入瞬变电磁仪发射端口。

所述的接收线圈围绕所述的接收线圈绕制柱面同方向连续绕制，形成的所述的接收线圈在所述的对称平面两侧等同，等同是指绕制导线线型、线圈匝数、绕制密度和总长度完全相同。

所述的接收线圈与所述的发射线圈通过支架刚性固定连接，所述的支架的外形为满足接收和发射线圈相对位置精密条件的规则或不规则梯形台、立方体或菱柱。

基于所述的发射线圈具有两个相互垂直的对称轴，通过相同的绕制方式形成相互垂直的两组接收线圈，从而形成水平方向两个分量的瞬变电磁场测量。

所述的接收线圈绕制柱面是满足条件的规则或不规则椭圆柱面、圆柱面、方形柱面、棱柱面。

所述的接收线圈，最简易的装置是直接在所述的参考平面内绕制接收线圈。