[发明专利]一种双发射零磁通瞬变电磁探测装置

说明书

本发明公开了地质勘测领域的一种双发射零磁通瞬变电磁探测装置，包括发射机，发射机与发射线圈模块连接；接收机，接收机与接收线圈模块连接；发射线圈模块包括共面、中心相同且发射电流流向相同的内发射线圈与外发射线圈，内发射线圈、外发射线圈之间构成过渡区域；调节内发射线圈、外发射线圈及发射电流的参数，使发射电流产生的一次磁场在过渡区域内最大化抵消；接收线圈模块包括至少一个接收线圈，所有接收线圈处于过渡区域内。本发明使得过渡区域中一次磁场相互抵消，达到接收线圈内部一次磁场的总磁通量为零的目的，在其他区域，一次磁场均是相互增强，使发射功率成倍增加，适用于大功率探测。

技术领域

本发明涉及地质勘测领域，具体是一种双发射零磁通瞬变电磁探测装置。

背景技术

瞬变电磁法是应用地球物理方法中的一种重要的资源勘探和工程勘查手段。它通过发射线圈间歇性的激发脉冲电流，再由接收线圈观测地下电性介质由于电磁感应而产生的电磁场，以此来进行探测。但瞬变电磁法自提出以来经过数十年的发展，其硬件仪器方面没有大的进展，一方面导致探测效果久久无法提高，另一方面还造成了数据解释方法无法得到长足发展。

目前在实践中，瞬变电磁法的探测仪器仍以中心回线为主要的探测装置，还存在重叠线圈、大回线源等传统探测装置。

然而，这些传统装置是建立在理论基础上才能得到较好的探测效果，即：接收线圈完全接收地下介质产生的二次场的情况下。但在实际中，由于激发电流无法做到“瞬时关断”，导致电流的关闭需要一个很短的时间，称为关断时间。在关断期间，由于发射电磁场已经向大地中扩散，导致接收线圈既能够接收到地下介质产生的二次感应电磁场，又能够接收到发射线圈发射的“一次场”，这就使得在关断时间内，数据是不可用的，进而直接导致了瞬变电磁法在浅层存在一个十几至几十米的探测盲区。无法进行浅地表探测。

另外，如果需要进行大深度的探测，一个有效的手段是加大发射功率，但是电流越大，所需的关断时间越久，进而会增大浅层盲区。受制于发射电流的限制，传统装置的中心回线、重叠回线通过增加线圈匝数，获得更大的等效面积来增大发射功率，但大大的增强了发射线圈的自感和线圈之间的互感。而大回线源发射，由于线圈布设太大，施工极不方便，很难在复杂地表情况下施工。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双发射零磁通瞬变电磁探测装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种双发射零磁通瞬变电磁探测装置，包括

发射机，所述发射机与发射线圈模块连接；

接收机，所述接收机与接收线圈模块连接；

所述发射线圈模块包括共面、中心相同且发射电流流向相同的内发射线圈与外发射线圈，所述外发射线圈完全将内发射线圈包围，内发射线圈、外发射线圈之间构成过渡区域；内、外发射线圈的绕制方向相同，且由发射机供电之后，电流在两发射线圈之内的流动方向一致。通过调整两线圈的电流强度、匝数、单匝面积等参数，使发射电流产生的一次磁场在所述过渡区域内最大化抵消，形成一个零磁通或弱磁通区域。

所述接收线圈模块包括至少一个接收线圈，所述接收线圈处于所述过渡区域内，并与所述内发射线圈、外发射线圈共面。在尽量使过渡区域内发射电流产生的一次磁场完全消除之后，调节所述接收线圈的匝数、面积等参数及所处的位置，即可实现接收线圈内总的磁通量为零，以此达到不受一次场影响的目的。

发射线圈模块与发射机的连接方式存在以下几种可选的改进方案：