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[发明专利]一种基于极化介质模型的广义趋肤深度计算方法-CN201910348025.3有效
发明人：嵇艳鞠;孟祥东;吴琼;吴燕琪;黎东升;栾卉 -专利权人：吉林大学
申请日： 2019-04-28 - 公布日： 2022-10-14 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于地下极化介质的频率域广义趋肤深度计算方法，目的在于提高地下极化介质的探测深度和解释精度。本发明主要基于地下极化介质的柯尔‑柯尔分数阶电导率模型，推导频率域广义趋肤深度计算公式，建立了极化率与广义趋肤深度的关系。在时域电磁法测量中，先对实测数据进行噪声滤波、取样叠加等处理，采用广义S变换将时域数据变换到频率域，利用反演法提取地下介质的电导率、极化率、充电率和频散系数，利用波数定义式求解衰减和相移常数，最后在频率域计算地下极化介质的广义趋肤深度。与经典趋肤深度的计算方法相比，本发明提出的极化介质广义趋肤深度，更符合电磁波在实际大地的传播规律，可以更精确的计算可极化金属矿的深度。
一种基于极化介质模型广义深度计算方法

[发明专利]一种用于多相介质的几何-物性多特征参数提取方法-CN202011484866.6有效
发明人：嵇艳鞠;邱仕林;马彬原;吴琼;孟祥东;吴燕琪;邵晶雅 -专利权人：吉林大学
申请日： 2020-12-16 - 公布日： 2022-04-19 - 主分类号： G01V3/38 文献下载
摘要：本发明涉及一种用于多相介质的几何‑物性多特征参数提取方法，目的在于同时提取地下多相介质的几何特征和物性参数，提高地质识别的准确性。本发明基于广义等效极化模型，定义地下介质由围岩、强极化介质和弱极化介质构成；计算双相和多相介质的梯形波激励下的时域磁场响应，并与超导量子传感器采集的磁场数据构成目标函数；根据实测磁场早期数据计算围岩电导率，作为约束条件；针对被提参数多维度、少约束的情况，设置维度分别对应双相和多相介质，采用量子粒子群优化算法分别进行参数提取，其中双相介质提取结果作为多相介质提取时的约束条件。本发明更符合地下多相介质本质特征，有效地实现了多维参数的全局提取，提高了提取速度和准确性。
一种用于多相介质几何物性特征参数提取方法

[发明专利]一种有理函数逼近的分数阶电磁反常扩散三维模拟方法-CN201711095754.X有效
发明人：嵇艳鞠;吴燕琪;赵雪娇;孟祥东;关珊珊;黎东升;王远 -专利权人：吉林大学
申请日： 2017-11-09 - 公布日： 2021-08-20 - 主分类号： G06F30/23 文献下载
摘要：本发明涉及一种有理函数逼近的分数阶电磁反常扩散三维模拟方法，目的在于计算分数阶科尔‑科尔模型的三维时域感应‑极化双场响应。主要包括基于频域有理函数逼近法，构建科尔‑科尔模型分数阶传递函数和n阶有理逼近函数，将误差函数实、虚部绝对值之和作为目标函数；通过辅助变量法，实现目标函数的线性化，采用线性规划方法获得最佳逼近有理函数；采用部分分式展开法和拉普拉斯逆变换获得电导率的时域形式；将其代入Maxwell方程，基于有限差分方法推导电磁场的迭代方程，实现分数阶科尔‑科尔模型三维电磁响应数值计算。本发明有益效果在于，快速准确地模拟了分数阶柯尔‑柯尔模型的三维时域电磁响应，为研究极化介质中电磁反常扩散提供了理论依据。
一种有理函数逼近分数电磁反常扩散三维模拟方法

[发明专利]一种时域有限差分的三维感应-极化双场数值模拟方法-CN201610202882.9有效
发明人：嵇艳鞠;吴燕琪;关珊珊;黄廷哲;吴琼;王远 -专利权人：吉林大学
申请日： 2016-04-01 - 公布日： 2021-07-13 - 主分类号： G06F30/23 文献下载
摘要：本发明涉及一种时域有限差分的三维感应‑极化双场数值模拟方法，目的在于快速计算三维模型的感应‑极化双场的电磁响应。主要包括采用逆拉普拉斯变换获得迪拜模型电导率的时域表达式，构建电导率参数的e指数辅助方程，通过梯形积分法获得欧姆定律时域离散递推表达式，由四维数值运算降低为三维运算，再将其代入无源Maxwell旋度方程中，基于三维时域有限差分方法推导电场和磁场的迭代方程，进而完成三维模型的感应‑极化双场电磁响应数值计算。本发明目的在于解决欧姆定律的时域卷积运算耗时长、内存占用大等问题，最终实现三维模型的感应‑极化双场电磁响应快速数值计算。
一种时域有限三维感应极化数值模拟方法

[发明专利]复杂地形下的时域地空瞬变电磁三维数值模拟方法-CN201711016135.7有效
发明人：嵇艳鞠;孟祥东;吴燕琪;呼彦朴;关珊珊;黎东升 -专利权人：吉林大学
申请日： 2017-10-26 - 公布日： 2021-04-09 - 主分类号： G06F30/23 文献下载
摘要：本发明涉及一种复杂地形下的时域地空瞬变电磁三维数值模拟方法。采用非均匀网格对计算模型中空气层和起伏地形进行剖分，将一阶高斯脉冲导数作为虚拟发射源引入到显式有限差分迭代计算中去，避免了计算初始场繁琐过程，并采用虚拟场软源加载方式，电磁场具有更强的传播和穿透能力，可以实现较长时窗电磁数值计算；最后通过在虚拟波动场中加载CFS‑PML边界条件，根据收发距对虚拟波场中电磁波反射系数及表面波吸收特性参数进行调整，有效解决了发射源位于区域边界处计算误差较大的问题，给出了最优化参数选取方案，实现了复杂地质条件下电性源单侧全区域的时域地空三维电磁高精度模拟。解决了复杂地质条件下的时域地空瞬变电磁模拟计算问题。
复杂地形时域空瞬变电磁三维数值模拟方法

[发明专利]一种基于分数阶差分法的三维时域电磁反常扩散模拟方法-CN201711018434.4有效
发明人：嵇艳鞠;赵雪娇;吴燕琪;黎东升;关珊珊;王远;栾卉 -专利权人：吉林大学
申请日： 2017-10-26 - 公布日： 2020-12-25 - 主分类号： G06F30/23 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于分数阶差分法的三维时域电磁反常扩散模拟方法，根据复杂岩石结构的非均质性、不连续性、孔隙性等特征，将岩石的粗糙度与极化率参数引入，建立分数阶电导率模型，推导频域电磁场的分数阶扩散方程；通过频时转换获得电磁场的时域分数阶微分‑积分表达式；采用Riemann‑Liouville分数阶积分和有限差分方法，对扩散方程的积分和微分项进行时域离散，构建电、磁场的时域迭代公式；加载初始条件和边界条件，实现了三维时域电磁反常扩散的数值模拟。本发明有益效果在于，提出了一种复杂岩石结构的分数阶电导率模型，可以准确描述地下随机介质的慢扩散和多孔极化介质的极化反常扩散现象，为研究复杂地质构造的电磁波传播机理提供理论依据。
一种基于分数阶差分法三维时域电磁反常扩散模拟方法

[发明专利]一种基于粒子群优化算法的电导-极化率多参数成像方法-CN201910347986.2有效
发明人：嵇艳鞠;邵晶雅;吴燕琪;赵艺;王远;栾卉;关珊珊 -专利权人：吉林大学
申请日： 2019-04-28 - 公布日： 2020-07-24 - 主分类号： G01V3/36 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于粒子群优化算法的电导‑极化率多参数成像方法，目的在于同时获取地下极化介质的导电和极化信息，提高成像精度。本发明基于柯尔‑柯尔模型，获得了梯形波激励下的感应‑极化磁场响应表达式，根据理论模型的磁场响应与实测磁场响应构建目标函数，利用超导时域电磁测量的早期、晚期数据分别获得零频电导率和时间常数，二者对粒子群搜索范围进行约束，缩小搜索范围，最终采用粒子群优化算法提取零频电导率、时间常数、极化率、频散系数、深度。本发明相比传统电阻率成像方法，更符合实际极化介质频散传播规律，提高了电导率、极化率的成像精度。
一种基于粒子优化算法电导极化参数成像方法

[实用新型]一种时域电磁弱极化效应快速识别装置-CN201921762085.1有效
发明人：嵇艳鞠;邵晶雅;马彬原;吴燕琪;于一兵;王远;栾卉 -专利权人：吉林大学
申请日： 2019-10-21 - 公布日： 2020-05-29 - 主分类号： G01V3/04 文献下载
摘要：本实用新型属于涉及地质勘探的技术领域，尤其涉及一种时域电磁弱极化效应快速识别装置，包括：实测信号读取模块、零点特征提取模块、主控模块、显示模块、同步模块、以及电源模块；其中，实测信号读取模块，与零点特征提取模块的输入端连接，用于获取野外实测电磁响应；零点特征提取模块，与主控模块的输入端连接；显示模块，与所述主控模块直接相连；同步模块，与所述主控模块、计数器直接相连，采用GPS同步，用于实现接收机、发射机的同步和触发计数器；存储模块，与所述主控模块直接相连，采用micro SD卡；电源模块，用于为整个时域弱极化效应快速识别装置供电。针对弱极化效应特征不明显、识别精度差等问题，可以快速有效识别极化效应，大大简化了结构，提高了精度。
一种时域电磁极化效应快速识别装置

[发明专利]一种双参数时域电磁弱极化效应的快速识别方法及装置-CN201910998449.4在审
发明人：嵇艳鞠;吴燕琪;邵晶雅;马彬原;于一兵;王远;栾卉 -专利权人：吉林大学
申请日： 2019-10-21 - 公布日： 2020-03-24 - 主分类号： G01V3/08 文献下载
摘要：本发明涉及一种双参数时域电磁弱极化效应的快速识别方法及装置，针对时域电磁探测数据中弱极化响应特征识别困难、解释精度低等问题，筛选对极化识别结果影响最大的两个参数；以影响最大的参数作为输入，“是否发生极化”作为输出，建立基于支持向量机的极化效应快速分类模型；通过极化效应快速分类模型对实测数据进行快速识别。本发明仅通过提取双参数就可以快速准确的识别电磁探测中的弱极化响应，提高了电磁数据解释的准确性。
一种参数时域电磁极化效应快速识别方法装置

[实用新型]一种自适应放大电磁测量装置-CN201920715376.9有效
发明人：嵇艳鞠;吴羽珩;吴燕琪;孟祥东;王远;栾卉 -专利权人：吉林大学
申请日： 2019-05-17 - 公布日： 2020-01-21 - 主分类号： G01V3/00 文献下载
摘要：本实用新型涉及瞬变电磁探测的极化领域，具体为一种自适应放大电磁测量装置，目的在于提高时域电磁中纳特量级极化信号的测量精度。所述装置包括：SQUID传感器、过零比较器、数据缓冲器、程控放大器、A/D转换器、主控模块、显示模块、同步模块、储存介质、按键、GPS天线等。本实用新型针对瞬变电磁极化信号衰减快、过零后负响应幅值小的特点，通过过零比较器与程控放大器有效提高测量装置采集信号的动态范围，减少噪声对接收信号的影响，提高了极化区的探测精度。
本实用新型程控放大器过零比较器电磁测量装置瞬变电磁探测对接收信号数据缓冲器采集信号测量装置储存介质极化信号减少噪声时域电磁同步模块显示模块信号衰减主控模块磁极化极化区自适应极化按键变电探测放大测量响应

[发明专利]基于极化特征点幅值比的自适应放大电磁测量系统与方法-CN201910410166.3在审
发明人：嵇艳鞠;吴燕琪;吴羽珩;孟祥东;王远;栾卉 -专利权人：吉林大学
申请日： 2019-05-17 - 公布日： 2020-01-07 - 主分类号： G01V3/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于极化特征点幅值比的自适应放大电磁测量系统与方法，目的在于提高时域电磁中纳特量级极化信号的测量精度。所述测量系统包括：SQUID传感器、分段放大部分、信号采集部分。具体方法为：根据待测极化区的地质信息设置探测参数；基于典型极化模型，采用积分方程法数值模拟不同关断时间下的衰减曲线，定义正、负响应的最大值为极化特征点，计算极化特征点的幅值比，构建样本集；通过e指数拟合法构建关断时间与幅值比的函数，根据发射电流参数确定正、负响应阶段的实际放大倍数；最后由SQUID传感器接收二次磁场，过零比较器实时判断零点、程控放大器分段放大接收信号。有益效果：实现了纳特级极化信号自适应放大，提高了极化区的探测精度。
极化特征幅值比放大极化信号极化区自适应构建关断分段电磁测量系统程控放大器过零比较器积分方程法参数确定测量系统地质信息发射电流极化模型时域电磁实时判断数值模拟衰减曲线探测参数信号采集次磁场拟合法样本集响应探测测量

[发明专利]一种虚拟时域有限差分的瞬变电磁发射源加载方法-CN201710497487.2在审
发明人：嵇艳鞠;呼彦朴;吴燕琪 -专利权人：吉林大学
申请日： 2017-06-27 - 公布日： 2017-12-01 - 主分类号： G01V3/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种虚拟时域有限差分的瞬变电磁发射源加载方法，其方法如为步骤一、采用傅里叶变换得到了虚拟波动场中的控制方程表达式；步骤二、确定时间步长，对各个网格进行电性参数的设置和赋值；步骤三、采用软源和电偶极子叠加的方式对瞬变电磁发射装置在有限差分网格上进行模拟；步骤四、完成虚拟波动场中时间域的电磁场数值计算；步骤五、计算结束后，采用类傅里叶变换；步骤六、得到电磁数值模拟的脉冲响应；步骤七、进行常规的傅里叶变换，就得到了瞬变电磁数值模拟结果。有益效果实现了三维瞬变电磁时域有限差分方法的直接带源计算，可以更加真实地模拟三维模型的瞬变电磁响应。
一种虚拟时域有限电磁发射加载方法

[发明专利]基于SQUID的磁源激发极化‑感应的联合探测系统与方法-CN201610065615.1有效
发明人：嵇艳鞠;杜尚宇;李宗蔚;吴燕琪;吴琼;王远;林君 -专利权人：吉林大学
申请日： 2016-01-30 - 公布日： 2017-11-28 - 主分类号： G01V3/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于SQUID的磁源激发极化‑感应的联合探测系统与方法，系统包括有发射单元和接收单元，其中发射单元由大功率发射机、无感电阻、电流采集卡和发射回线组成，其中大功率发射机和无感电阻与发射回线串联连接，大功率发射机、无感电阻和发射回线形成闭合回路，电流采集卡并联在无感电阻两端，用于采集发射回线中的发射电流，接收单元由低温SQUID传感器和接收机组成，方法为步骤一、铺设发射回线；步骤二、将无感电阻串联在发射回线中；步骤三、发射单元与接收单元同步传输；步骤四、将一次场剔除掉；步骤五、进行电阻率‑深度成像。有益效果满足了早期信号衰减快、带宽大的特点，又满足了有效信号动态范围大(>140dB)的特点。
基于 squid 激发极化感应联合探测系统方法

[实用新型]一种可自动调谐的瞬变电磁接收线圈的前置放大器-CN201520240694.6有效
发明人：王远;吴燕琪;孙喆;邹学良 -专利权人：吉林大学
申请日： 2015-04-21 - 公布日： 2015-08-05 - 主分类号： H03F3/45 文献下载
摘要：本实用新型为一种可自动调谐的瞬变电磁接收线圈的前置放大器。包括电源模块、单片机、ADI数字电位器、JLINK下载调试模块、LCD显示模块、差分放大电路模块、基准电压源模块；所述单片机上连接JLINK下载调试模块和LCD显示模块，所述基准电压源模块连接差分放大电路模块的输出端，ADI数字电位器的输出端以及中间抽头端连接在差分放大电路模块上，ADI数字电位器与单片机串口通信连接，所述电源模块连接单片机、ADI数字电位器、JLINK下载调试模块、LCD显示模块、差分放大电路模块和基准电压源模块。本实用新型能够在复杂条件下实现ADI数字电位器的快速的自动调谐，提高TEM接收线圈的测量精度，提高测量仪器在复杂环境里的稳定能力，保证了野外测量的质量。
一种自动调谐电磁接收线圈前置放大器

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