时间域电磁法磁感应强度b的测量装置及测量方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种地球物理勘探设备及方法，尤其是时间域电磁法磁感应强度B的 测量装置及方法。
【背景技术】
[0002] 时间域电磁法（TEM)是一种常用的地球物理勘探方法，在时间域电磁法探测过程 中，接收机接收的信号是接收线圈感应到的电压信号，
【主权项】
1. 一种时间域电磁法磁感应强度B的测量装置，其特征在于，是由单片机（1)经电源系 统⑵分别连接磁通门磁力仪（3)和信号处理及采集系统（4)，单片机⑴经同步电路（9) 连接通门磁力仪（3)，探头（6)经通门磁力仪（3)与单片机（1)连接，单片机（1)经同步电 路（8)连接信号处理及采集系统（4)，空心线圈（5)经信号处理及采集系统（4)与单片机 (1)连接，发射线圈（11)经发射机（10)和计算机（7)与单片机（1)连接构成。
2. 按照权利要求1所述的时间域电磁法磁感应强度B的测量装置，其特征在于，磁通门 磁力仪⑶是由偏置系统（19)经反馈电路（20)、选频放大器（12)、带通滤波器（13)、相敏 检波器（14)、低通滤波器（15)和积分器（16)与反馈电路（20)连接，反馈电路（20)经二分 频电路（17)、公用振荡器（21)和一分频电路（18)与相敏检波器（14)连接构成。
3. 按照权利要求1所述的时间域电磁法磁感应强度B的测量装置，其特征在于，信号处 理及采集系统（4)是由前置放大电路（22)经低通滤波电路（23)、电压变换电路（24)、浮点 放大电路（25)和高速模数转换电路（26)与时序控制电路（27)链接构成。
4. 一种时间域电磁法磁感应强度B的测量方法，包括以下步骤： A、 计算机（7)设置叠加次数后，开始测量，单片机（1)获得发射机某一桥臂的PWM信 号； B、 在PWM信号为由低电平跳高电平的上升沿时，启动磁通门磁力仪（3)和探头（6)，同 时同步电路（8)给出控制信号，关闭信号处理及采集系统（4)和空心线圈（5); C、 磁通门磁力仪（3)和探头（6)开启后，探头将待测的瞬变电磁磁感应强度B的变化 调制为二分频电信号，以此测得有发射电流流过发射线圈时相对稳定的磁感应强度； D、 单片机对测得的数据进行多次叠加取平均后，将得到的数据送给计算机7进行存 储； E、 在PWM信号由高电平跳为低电平时，单片机1发出同步信号，经同步电路⑶启动信 号处理及采集系统（4)和空心线圈（5)，同时同步电路（9)给出控制信号，关闭磁通门磁力 仪⑶和探头（6); F、 启动信号处理及采集系统（4)和空心线圈（5)后，由空心线圈（5)测得的数据在时 序控制电路（27)控制下送给单片机（1)，以此测得#随时间t衰减值，并将测量结果送给 Ct 计算机7进行存储； G、 在方波信号即将由低电平跳为高电平时，单片机⑴发出同步信号，经同步电路（9) 启动磁通门磁力仪（3)和探头（6)，同时同步电路（8)给出控制信号，关闭信号处理及采集 系统（4)和空心线圈（5)，测得发射桥路关断后衰减信号后期相对稳定的磁感应强度； H、 单片机（1)对测得的数据进行多次叠加平均后，将数据送给计算机（7)进行存储； I、 重复多次测量计算机（7)设定的叠加次数，对计算机（7)存储的数据进行多次叠加 平均后，得到&+(或Bch)、Bz+(或Bz_)和4随时间变化的函数，其中B tl+为正周期有发射电 C I 流流过发射线圈时相对稳定的磁感应强度，BciJ^负周期有发射电流流过发射线圈时相对稳 dB 定的磁感应强度，Y随时间变化的函数是通过对计算机（7)存储器中的数值进行多次叠 Ot 加取平均后，对得到的随时间t变化的离散点进行插值运得到的，Bz+为正周期发射桥路关 断后衰减信号后期相对稳定的磁感应强度，Bz_为负周期发射桥路关断后衰减信号后期相对 稳定的磁感应强度；
J、依据积分公式 ，Bm、Bz+及PWM信号的上升沿和下降沿时刻，求得正周期时间 域电磁法磁感应强度B随时间变化关系函数，同理，依据公式
Bch和B z_及方波信号 的上升沿和下降沿时刻，求得负周期时间域电磁法磁感应强度B随时间变化关系函数。
【专利摘要】本发明涉及一种时间域电磁法磁感应强度B的测量装置及测量方法，是由单片机经电源系统分别连接磁通门磁力仪和信号处理及采集系统，单片机经同步电路连接通门磁力仪，探头经通门磁力仪与单片机连接，单片机经同步电路连接信号处理及采集系统，空心线圈经信号处理及采集系统与单片机连接，发射线圈经发射机和计算机与单片机连接构成。通过空心线圈和磁通门磁力仪的联合应用，利用低频特性较好的磁通门磁力仪进行相对稳定磁场的测量，利用高频特性较好的空心线圈并结合插值、积分计算进行变化较快的磁场的测量，可精确测得磁感应强度B随时间的变化关系曲线，得出较佳的反演模型数据，提高反演解释的准确性和可靠性。
【IPC分类】G01V3-08, G01R33-04
【公开号】CN104535943
【申请号】CN201410844798
【发明人】尚新磊, 彭良玉, 孙淑琴, 巨长磊, 蔡敏, 徐奡澍, 贺岩
【申请人】吉林大学
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月30日