一种大地电磁数据采集系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于应用地球物理勘探领域，具体涉及一种大地电磁数据采集系统。
【背景技术】
[0002]地球物理勘探中的大地电磁法(Magnetotellurie，简称MT)，出现于上世纪五十年代初期，是法国的卡格尼阿德(L.Cagniard)和苏联的吉洪诺夫(A.N.Tikhonov)提出的。它是利用天然电磁场作为场源的一种地球物理方法，也称为磁大地电流法(TheMagnetotellurie Method)。从某种意义上讲，可以说是大地电流法的发展。当交变电磁场以波的形式在地下传播时，在不同介质的分界面上发生反射和折射作用，可以带来地下介质电阻率分布的信息。实际上是通过测量各种频率下的地表水平电场分量EX(或EY)，与正交的水平磁场分量HX(或HY)之比，从而达到了解地下电性结构的目的。
[0003]音频大地电磁法(Aud1magnetotelluric method，简称AMT)是大地电磁法的一个分支。它与大地电磁法一样，是利用天然的大地电磁场作为场源，来测定地下岩石的电性参数，并通过研宄地电断面的变化来达到了解地质构造、找矿、找水、找油气等地质目的的一种地球物理勘探方法。它是通过观测由远程天电引起的天然平面电磁波信号以确定地下电阻率值的方法。其测量的频率范围为10?10000赫兹，与大地电磁法相比，由于频率较高，对浅部的分辨率较高，更适于浅层地质构造调查和资源勘探。
[0004]目前地球物理勘探领域一般是在同一个观测点分别采集低频的大地电磁数据(几百赫兹到几千秒甚至几万秒)和高频或音频的大地电磁数据(10?10000赫兹)，然后将两套数据合并后再进行处理；也可以在一个观测点上只采集低频的大地电磁数据，或者只采集高频或音频的大地电磁数据，以降低数据采集成本。当在同一个观测点分别采集低频的大地电磁数据和高频或音频的大地电磁数据时，一般需要使用两种不同的数据采集系统(如加拿大凤凰公司生产的V5-2000、MTU和MTU-A仪器)，同时还需要分别使用低频的大地电磁磁场传感器(如加拿大凤凰公司的MTC-50或MTC-80H磁棒)来采集低频的大地磁场数据和高频或音频的大地电磁磁场传感器(如加拿大凤凰公司的AMTC-30磁棒)来采集高频或音频的大地磁场数据。这种传统的分开采集低频的大地电磁数据和高频或音频的大地电磁数据的采集方式，野外操作时必需更换磁场传感器，有时还需要更换数据采集仪器，野外操作复杂，效率低，成本高，极大地制约了高效率低成本采集宽频大地电磁数据技术的发展。另外，发明人在实践过程中还发现，由于大量用于石油勘探和深部地壳结构探测的大地电磁系统往往采用一类仪器，致使应用于石油勘探时造成采集信息冗余和浪费，即当采集低频大地电磁数据时，低频采集时间太长，采集时间占多半，致使生产效率低，并且低频信息没有用上，这部分频点反映的深度往往大于1km;而应用于深部构造勘探时，对于采集的高频信息又存在冗余，采样率高导致占用内存大，影响长时间的采集数据存储，而且高频部分频率点多，反映深部频点少。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型实施例的目的在于解决现有技术中需要使用两种不同的数据采集系统分别采集低频的大地电磁数据和高频或音频的大地电磁数据的技术问题，提供一种能够在同一个观测点采集宽频大地电磁数据的采集系统。
[0006]本实用新型实施例提供的一种大地电磁数据采集系统的技术方案如下:
[0007]一种大地电磁数据采集系统，包括大地电磁数据采集站、磁场传感器和电场传感器，所述磁场传感器和所述电场传感器与所述大地电磁数据采集站相连接，其特征在于，所述磁场传感器是频带响应范围同时覆盖低频大地磁场和高频或音频大地磁场频带范围的宽频磁场传感器。
[0008]所述宽频磁场传感器包括低频磁场传感器和高频或音频磁场传感器，所述低频磁场传感器和所述高频或音频磁场传感器之间的交替切换由电子开关控制。所述大地电磁数据采集站包括电场数据采集通道和磁场数据采集通道，所述电场数据采集通道在低频大地电场和高频或音频大地电场之间交替切换，所述磁场数据采集通道在低频大地磁场和高频或音频大地磁场之间交替切换。所述电场数据采集通道和所述磁场数据采集通道包括低频模数转换器和高频模数转换器，所述低频模数转换器和所述高频模数转换器之间的交替切换由电子开关控制。
[0009]优选地，所述电场数据采集通道的电子开关、所述磁场数据采集通道的电子开关和所述宽频磁场传感器的电子开关同步交替切换。
[0010]优选地，所述采集系统有3种采集方式，采集方式I采集高频或音频大地电磁数据，采集方式2顺序采集低频大地电磁数据和高频或音频大地电磁数据，采集方式3采集低频大地电磁数据。在所述采集方式2时，所述采集系统将低频大地电磁数据和高频或音频大地电磁数据合并在一个宽频大地电磁数据文件内。
[0011]本实用新型实施例提供的一种大地电磁数据采集系统能够在任意的一个观测点，采集低频的大地电磁数据和高频或音频的大地电磁数据，即采集宽频大地电磁数据。所述大地电磁数据采集系统具有生产成本低、数据采集效率高、野外生产操作简单可靠、使用的仪器设备少等优点，在地质构造研宄、地下水和地热资源调查、矿产资源和石油及天然气资源的勘探等领域有着广泛的应用前景。
【附图说明】
[0012]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0013]图1是本实用新型实施例大地电磁数据采集系统结构示意图；
[0014]图2是本实用新型实施例大地电磁数据采集站结构示意图；
[0015]图3是本实用新型实施例大地电磁数据采集站的任一磁场通道结构示意图；
[0016]图3a是本实用新型实施例大地电磁数据采集系统的任一磁场传感器结构示意图；
[0017]图4是本实用新型实施例大地电磁数据采集站的任一电场通道结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
[0019]为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和【具体实施方式】对本申请作进一步详细的说明。
[0020]在以下叙述中，低频大地电磁数据的频率范围为0.00001?300赫兹；高频或音频大地电磁数据的频率范围为10?10000赫兹；宽频大地电磁数据包括了低频大地电磁(MT)数据和高频或音频大地电磁(AMT)数据，频率范围为0.00001?10000赫兹。
[0021]如图1，该图示出了本实用新型实施例的一种大地电磁数据采集系统，包括一台大地电磁数据采集站1、GPS接收天线2、无线数据发送接收天线3、电场传感器4、5、6和7、磁场传感器9、10和11、接地电极8。大地电磁数据采集站I能够采集低频的大地电磁数据和高频或音频的大地电磁数据，即该大地电磁数据采集站不仅能够采集低频的大地电磁数据，还能够采集高频或音频的大地电磁数据。接收电场信号的电场传感器为两组正交的水平电极对4、5 (用Ex表不)和6、7 (用E γ表不)，用于记录大地电磁场的两分量电场数据，两组正交的水平电极对同时连接到数据采集站I上，所记录的电场数据可以是低频的大地电场数据，还可以是高频或音频的大地电场数据。磁场传感器9(用Hz表示)、10(用!^表示)、11 (用Hy表