电磁法及仪器探讨选读.ppt

电磁法及电磁法仪探讨 目录 频率域及时间域电磁法 时间域电磁法(TEM) 频率域及时间域电磁法 频率域及时间域电磁法 频率域及时间域电磁法 频率域电磁法(FEM) 频率域电磁法进展 频率域电磁法进展 频率域电磁法进展 频率域电磁法进展 频率域电磁法进展 频率域电磁法进展 国内外仪器发展现状 国内外仪器发展现状 国内外仪器发展现状 国内外仪器发展现状 国内外仪器发展现状 国内外仪器发展现状 国内外仪器发展现状 国内外仪器发展现状 国内外仪器发展现状 瞬变场畸变问题 瞬变场畸变问题 瞬变场畸变问题 瞬变场畸变问题 瞬变场畸变问题 瞬变场畸变问题 频率域系统零漂问题 * 频率域及时间域电磁法 1 国内外仪器发展现状 3 瞬变场畸变问题 4 频率域电磁法进展 2 频率域系统零漂问题 5 利用不接地回线或接地电源，向地下发送一次脉冲磁场，在一次场的间歇期间，用线圈观测由地下地质体产生的感应电磁场（二次场或瞬变场）随时间的衰减特性。通过观测该瞬变场在空间上的分布规律和随时间的变化规律来解决地质问题的电法勘探法。 断电后，感应电流由于热损耗而随时间衰减，衰减过程分早、中、晚期。早期的电磁场相当于频率域中的高频成分，衰减快，晚期相当于频率域中的低频成分，衰减慢。通过测量断电以后各个时段的二次场随时间的变化率便可得到不同深度的地电特性。 （a）发射线圈产生一次磁场 （b）发射电流关断的地质体涡流 （c）涡流产生的磁场 （d）涡流向下移动产生的“烟圈” TEM基本原理 H0 d t T/2 H0 d t T/2 H0 2d t T/2 d0 几种常见激励场源波形 令脉冲序列的T（周期）→∞，双极性半正弦脉冲简化为半正弦波。令脉冲序列的d（脉冲持续时间）→∞，双极性矩形脉冲、双极性梯形波便简化为阶跃波和斜阶跃波，求得三种波形的复频域表达式。 几种激励波形的频谱 a：阶跃波；b：斜阶跃波(后沿d=10ms)； c：半正弦波(d=2ms) 根据研究地电响应手段的差别，对于测量断电以后瞬态响应(二次电流)随时间变化的方法称为“时间域电法”，而把在供电期间研究大地稳态响应随频率的变化的方法，称之为“频率域电法”。 在时间域中，任何一种脉冲波可分为许多正弦或余弦的谐波成分。每个谐波成分都将对导电体激励起频率域规律的电磁响应，在不同时刻采样，把各个谐波激励起的二次场叠加，得到瞬变电磁场。TEM的测量结果相当于FEM中使用多频率观察的效果。 苏联首个MT，~0.1Hz，20dB 一套全频段的频率域电磁法仪，其覆盖的频率范围应为250KHz-4*10-4秒， 动态范围应大于130dB。 上 世 纪 频 率 域 电 磁 仪 进 展 90年代 80年代末 60年代 50年代末 80年代初 美国，~100Hz，40dB Metronix与凤凰，384Hz~4096s Metronix的MMS-05，8192Hz~4096s，120dB 频率域的大地电磁仪由单道系统发展为多台 或网络系统，如GMS-06?和V5?2000。 频率域、时间域、直流电磁法仪组合成多功能电磁法仪。 凤凰公司的V8和Zonge公司的GDP-32 21世纪以来，频率域电 磁法向两个方向发展 沿着专业道路向更高层次发展 Metronix公司必威体育精装版推出的GMS-07频率域综合电磁法仪 频率域电法技术进展 变频法 奇次谐波法 双频激电法 　an 序列伪随机信号电磁法 变频法 变频法有一个与生俱来的缺点，就是它至少必须在每一测点改变频率供电、测量两次，才能获得反映地下情况的百分频率效应( P. F.E) ,而不能两个频率同时测量,更不能多个频率同时测量. 效率；外部条件和干扰；精度；激励电流 电磁测深要求测量从高到低一系列不同频率的地电响应,形成较为完整的测深曲线. 奇次谐波法 奇次谐波法的缺点，一是矩形电流的各谐波能量分配极不均匀，无法克服谐波次数越高信号越微弱的缺点。二是它的频率分布为算术均匀而非对数均匀,极不合理. 双频激电法 双频法将两个幅度相等、一高一低频率不同的电流按一定的相位关系合成为双频电流，供入地下。 an 序列伪随机信号电磁法 用-1 ，0 和1 三个码元分别表示电流I = - I0 ，0 ，I0 ，将n个不同频率的电流组合为含有n 个主要频率成分的合成电流。 振幅；频率分布；全频域覆盖 典型的TEM发射机性能对照表 1、加拿大Geonics公司PROTEM瞬变电磁仪 28 240 220V/50Hz 2000 加强型TEM67 28 18~150 220V/50Hz 1000~2000 TEM67 28 18~60或180 110/22012V(6) 500 TEM57-MK2 3 0~9V 1