一种水平放置的双接收瞬变电磁组合装置的制作方法

1.本实用新型属于地球物理勘探中瞬变电磁信号探测技术领域，具体涉及一种水平放置的双接收瞬变电磁组合装置。


背景技术：

2.瞬变电磁法是地球物理勘探中的一种重要探测方法，此方法是利用磁性源或电性源向地下发射一次脉冲电磁场，在一次脉冲场的间歇期间，利用接收传感器对二次感应场进行观测，通过分析响应信息可达到探测地下电性参数的目的。目前该方法主要用于煤井危害勘测、地下水探测、矿产资源探查等领域。
3.目前瞬变电磁法普遍方式是采用重叠回线线圈，互感较强并且存在一次场干扰问题，因此造成瞬变电磁实测早期信号失真，形成浅层目标体探测盲区，使得探测结果与实际情况误差较大。
4.由于关断期间一次场与二磁场的相互耦合会造成探测盲区，因此只要消除一次场的影响就可以提高浅层目标体探测的精度。
5.近年来，国内外学者研究出多种减弱或消除一次场影响的装置，例如公告号cn111965715a的探测装置中采用双发射线圈，其中接收线圈位于正发射线圈和反发射线圈之间。当发射线圈中接通方向相反的电流时接收线圈内的总磁通量为零。这种装置虽然消除了一次场的影响，但一次发射场的能量被削弱，探测能力大大降低。
6.公告号为cn214474017u的探测装置为一种单发双收的零磁通探测线圈，通过调节内、外接收线圈的大小使得接收的一次场的信号相减为零。虽然该方法可以有效避免一次场的干扰，但受线圈参数影响较大，很容易出现因参数调整不佳仍存在剩余一次场。
7.因此传统的探测装置无法消除一次场的影响，而目前公开的大部分装置虽然可以减弱或消除一次场的影响，但会造成发射场的能量被削弱或受装置参数限制。


技术实现要素：

8.本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种水平放置的双接收瞬变电磁组合装置，可以消除以往接收线圈中的一次场与二次场混叠现象，并减少了互感的影响。
9.本实用新型是这样实现的，一种水平放置的双接收瞬变电磁组合装置，包括发射线圈、第一接收线圈、第二接收线圈、发射机以及多通道接收机，其中：
10.所述发射线圈与发射机相连，所述第一接收线圈和第二接收线圈与多通道接收机相连；
11.所述第一接收线圈和第二接收线圈呈水平放置，所述发射线圈的中心位于两接收线圈的对称中心。
12.进一步地，第一接收线圈、第二接收线圈为同一规格，发射线圈与两个接收线圈位于同一平面且几何中心在同一条直线上，所述发射线圈与两个接收线圈无重叠部分。
13.进一步地，所述第一接收线圈和第二接收线圈完全含于发射线圈内。
14.进一步地，所述发射线圈、第一接收线圈和第二接收线圈选自圆形、方形或矩形，其中第一接收线圈和第二接收线圈选择相同的形状。
15.进一步地，所述发射线圈和两个接收线圈均为匝数和大小可调的线圈。
16.本实用新型与现有技术相比，有益效果在于：本实用新型所述的一种水平放置的双接收瞬变电磁组合装置采用单个发射线圈、两个独立的接收线圈。关断期间，由于两接收线圈关于发射线圈对称，所接收的一次场值相等可以完全抵消。
17.采用本装置，关断完成时，通过计算接收线圈接收的地下介质产生的二次场梯度值可用于分析地下异常体情况。
附图说明
18.图1是本实用新型一实施例提供的设备结构示意图；
19.图2是本实用新型另一实施例提供的设备结构示意图。
具体实施方式
20.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
21.参见图1所示，一种水平放置的双接收瞬变电磁组合装置，包括发射线圈3、第一接收线圈1和第二接收线圈2、发射机以及多通道接收机，其中所述发射线圈与发射机相连，接收线圈与多通道接收机相连；所述第一接收线圈1和第二接收线圈2呈水平放置，所述发射线圈中心位于两接收线圈的对称中心，发射线圈与接收线圈位于同一平面内且几何中心在同一直线上。
22.实施例1：在上述基础上，如图1所示，接收线圈设有两个，两个接收线圈呈水平放置，发射线圈中心位于两个接收线圈对称中心，发射线圈与接收线圈位于同一平面内且几何中心在同一直线上，并且发射线圈与接收线圈不重叠不相交。
23.实施例1：不同于实施例1，如图2所示，接收线圈含于发射线圈内，并且且所述发射线圈的中心位于两接收线圈的对称中心。
24.在任一实施例中，所述发射线圈内部的磁场方向均为向外，且所述发射线圈外部的磁场方向均为向内。所述发射线圈和接收线圈均为匝数和大小可调的线圈。对第一接收线圈1和第二接收线圈2接收的信号保持同步，保证二者采样时间相对应。
25.所述发射线圈、第一接收线圈和第二接收线圈选自圆形、方形或矩形，其中要保证第一接收线圈和第二接收线圈选择相同的形状。
26.为了证明本装置的效果，分析如下：
27.设发射线圈匝数为n，当发射机给发射线圈供电时，发射线圈所产生的电流为i，通电后产生磁场，则有：
28.由毕奥-萨伐尔定律可知，线电流元引起的磁感应强度为：
[0029][0030]
单匝发射线圈在与所有接收线圈不重叠的面积为s的区域产生的磁通量为：
[0031][0032]
n匝发射线圈在与所有接收线圈不重叠的面积为s的区域产生的总磁通量为：
[0033][0034]
其中μ0＝4π
×
10-7
h/m，l为发射线圈的长度，r为发射线圈的截面半径。
[0035]
由于两个接收线圈规格相同，且二者关于发射线圈对称，则两接收线圈所接收到的总磁通量相同；
[0036]
两接收线圈相减之后，一次场被完全抵消，差值仅为纯二次场的梯度值。
[0037]
在另一实施例中，单匝发射线圈在与所有接收线圈不重叠的面积为s的区域产生的磁通量为：
[0038][0039]
因此，n匝发射线圈在与所有接收线圈不重叠的面积为s的区域产生的磁通量为：
[0040][0041]
同样地，所述两接收线圈相减之后，一次场被完全抵消，差值仅为纯二次场的梯度值。
[0042]
通过二次场梯度值可用于分析地下异常体情况，若为地下均匀介质，二次场梯度场应为零。
[0043]
本实用新型使用双接收线圈与单发射线圈固定一起作为组合。两接收线圈呈水平放置，发射线圈中心位于两个接收线圈对称中心，发射线圈与接收线圈位于同一平面内且几何中心在同一直线上。两接收线圈为同一规格所接收的一次场值相等，相减之后一次场被完全抵消，可以消除常规接收线圈一次场和二次场混叠现象，减少了互感影响。
[0044]
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。


技术特征：
1.一种水平放置的双接收瞬变电磁组合装置，其特征在于，包括发射线圈、第一接收线圈、第二接收线圈、发射机以及多通道接收机，其中：所述发射线圈与发射机相连，所述第一接收线圈和第二接收线圈与多通道接收机相连；所述第一接收线圈和第二接收线圈呈水平放置，所述发射线圈的中心位于两接收线圈的对称中心。2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，第一接收线圈、第二接收线圈为同一规格，发射线圈与两个接收线圈位于同一平面且几何中心在同一条直线上，所述发射线圈与两个接收线圈无重叠部分。3.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一接收线圈和第二接收线圈完全含于发射线圈内。4.按照权利要求1或3所述的装置，其特征在于，所述发射线圈、第一接收线圈和第二接收线圈选自圆形、方形或矩形，其中第一接收线圈和第二接收线圈选择相同的形状。5.按照权利要求1或3所述的装置，其特征在于，所述发射线圈和两个接收线圈均为匝数和大小可调的线圈。

技术总结
本实用新型属于地球物理勘探中瞬变电磁信号探测技术领域，具体涉及一种水平放置的双接收瞬变电磁组合装置，包括发射线圈、第一接收线圈、第二接收线圈、发射机以及多通道接收机，其中：所述发射线圈与发射机相连，第一接收线圈和第二接收线圈与多通道接收机相连；所述第一接收线圈和第二接收线圈呈水平放置，发射线圈的中心位于两接收线圈的对称中心。两接收线圈为同一规格所接收的一次场值相等，相减之后一次场被完全抵消，可以消除常规接收线圈一次场和二次场混叠现象，减少了互感影响。减少了互感影响。减少了互感影响。


技术研发人员：董冠良 白羽 李永恒 李勐 刘俐君
受保护的技术使用者：国网吉林省电力有限公司电力科学研究院
技术研发日：2022.04.15
技术公布日：2022/9/29