[发明专利]城市地下空间拖曳式瞬变电磁自动探测装置及探测方法

说明书

本发明涉及地球物理勘探设备领域，涉及一种城市地下空间拖曳式瞬变电磁自动探测装置及探测方法，该装置包括：拖曳车通过拖曳牵引杆与拖曳移动平台连接，拖曳移动平台包括四个设置有增量式编码器的拖曳平台轮；通过测速主控器用于捕获四个增量式编码器产生的四路脉冲信号并计数，进而计算车速和行驶距离；比较平均速度值和速度门限值，并产生电平信号给系统主控器；接收系统主控器发送的工作模式指令、工作参数、启动指令和停止指令；根据速度自动设置激发频率25Hz或925Hz双极性方波，低频对深层进行成像，高频对浅层高效率探测，可以满足不同勘探需求，对于浅层自动设置高频激发实现快速探测，对于深层自动设置低频激发实现慢速大深度探测。

技术领域

本发明涉及地球物理勘探设备领域，具体而言，涉及一种城市地下空间拖曳式瞬变电磁自动探测装置及探测方法。

背景技术

随着城市经济和社会的发展，城市建设用地规模不断扩大，土地资源锐减，开发城市地下空间已然成为今后土地利用的发展方向。然而，由于地层的自然缺陷和人为缺陷，开发城市地下空间的施工过程中事故频发。因此，利用物探技术先行了解地层结构，辨别地下异常体具有重要意义。

城市地下空间的主要用于市政管线设施、交通设施、仓储设施、防灾建设；评估城市地下空间资源，对城市地下工程的规划、设计和施工至关重要。但城市地下空间深度范围大，各深度地层缺陷不同，例如，在老城区，城市浅层地下的管道位置不确定，在城市地下工程的建设中，市政管道被无意间破坏的事故时常发生，因此需要在地下工程施工前对浅地层进行探测；而在一些城市地区，需要对较深地层的状况进行探测，例如排查路面下方地层的空洞，常规探测手段无法满足不同的勘探需求。

传统的地面瞬变电磁在野外施工时，需要选定一条测线，按测线距离分配测点，并逐点布线测量；地面拖曳式瞬变电磁系统则可以进行连续测量，将瞬变电磁收发系统、发射线圈、接收线圈整合在一个可移动的拖曳平台上，在一条测线上拖动实现整条测线的测量。拖曳式瞬变电磁系统与传统瞬变电磁系统相比，最大的优势就是能沿着测线进行连续的测量，从而缩短施工时间，节约施工成本，实现大面积快速测量。

CN11046517A公开了一种用于地下探测的低噪声拖曳式电磁系统，设计了一种海底探测装置，降低了海洋噪声对仪器性能的影响，该方法能对海底含烃物质进行勘探；

CN109001822A公开了一种适用于城市环境的车载移动式电阻率探测系统及工作方法，能够实现无损地面式电阻率勘探，该方法利用车载的方式布置勘探测线和探测系统装置，降低环境复杂噪声环境；

上述两种方法在电磁探测中效果显著，但不适用于城市地下空间各地层状况的精确探测，无法满足装置在城市中快速均匀移动探测。瞬变电磁系统的激发频率影响不同深度地层的分辨率，在不同的激发频率下，地层会出现不一样的电阻率响应，高频激发对浅层的分辨率高，而低频激发对深层的分辨率高，单一频率激发无法对不同深度地层同时完成准确成像。此外，拖曳车的速度难以时刻保持均匀，每个激发间隔对应拖曳移动平台在测线上运动的距离不同，所获得的数据在经过解释后由此而产生偏差，降低数据解释的准确度，造成探测结果与地下真实情况不符，尤其是在老城区，管道铺设复杂密集，更需要精细测量，传统的探测方式难以满足要求。同时，拖曳式瞬变电磁系统在施工时沿测线快速移动，接收线圈上会耦合复杂的噪声干扰，主要包括电力系统引起的工频噪声和发射电流未完全关断造成的一次场干扰，瞬变电磁信号微弱，如果噪声干扰过大，会影响后期的数据处理。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种城市地下空间拖曳式瞬变电磁自动探测装置及工作方法，解决现有的探测方法施工效率低、探测分辨率地和测量准确度低的问题。

本发明是这样实现的，一种城市地下空间拖曳式瞬变电磁自动探测装置，该装置包括：拖曳车通过拖曳牵引杆与拖曳移动平台连接，控制端置于拖曳车上包括PC上位机和第一无线收发模块，