航空瞬变电磁法仪

2016-01-19 10:20:15来源: eefocus
航空电磁法自上世纪50年代以来,基本上是在两个平台上发展。一个是直升飞机装载的频域率电磁法(HEM),它的频带窄,发射功率低,两个接收线圈很接近,因此探测深度浅,分辨率低。固定翼飞机装载的时间域瞬变电磁法(AEM),它的频带宽,发射功率大,两个接收线圈是分离的,因此它对目标体的电导率识别能力和空间分辨率都优于 HEM,探测深度也远大于HEM。自二十世纪末开始发展直升飞机装载的时间域瞬变电磁法AeroTEM(图1)


 

 图1  AeroTEM系统 (在委内瑞拉勘探金刚石矿)

1.AeroTEM的接收线圈位于发射线圈的中部,两者共中心。这种装置结构具有一系列优点:

      (1)对所有的探测目标体,无论其埋深多大,都能取得最大的响应。
      (2)与AEM系统比较,AeroTEM系统所获得的探测目标体异常最尖锐、清晰、简单。
      (3)异常形状与飞行方向无关。
      (4)探测深度最大,AeroTEMⅡ可达400m, AeroTEMⅢ可达600m, AeroTEMⅣ可达800m。
      (5) 对异常分辨率和空间分辨率最高。
      (6) 对高导覆盖层不敏感。

2.AeroTEM系统的构成:

      直升机装载的AeroTEMⅡ系统的发射线圈直径5m,由8匝铜线组成,最大发射电流250A,可以产生40000Am2的峰值发射矩.有两个接收线圈,一个沿Z轴布置,另一个沿X轴布置。
      发射线圈发射的三角形电流脉冲(一次场)向地下传播,当遇到导体的探测目标时产生二次场。一次场和二次场被接收线圈所接收,并存储在可移动的硬盘之中,以便进行后处理。
      发射线圈、接收线圈和发射驱动线路安置在圆形的框架上,在飞行中发射?接收线圈距地面间距30m,距直升飞机40m。铯光泵磁力仪安置在发射--接收线圈10m以上的吊舱内。数据采集系统和定位系统,如GPS和无线电测高仪,安置在直升飞机内部。
      由于AeroTEM系统有很大的发射功率和较小的距地面间距,所以它比装载在固定飞机上的瞬变电磁系统AEM有很强的二次场响应和很高的分辨率。

3.AeroTEM系统采用两种方式抵消接收线圈中的一次场信号:

      (1)利用补偿线圈抵消Z轴上接收线圈内的一次场幅度(可从109nT/s抵消到103nT/s)。
      (2) 在数据后处理当中,采用适当算法把剩余的一次场信号去掉。最后结果是,在开通时段内(on time)仅剩有±2nT/s的一次场信号(噪声),在关断时间内(off time)仅剩有±0.2nT/s的一次场信号(噪声),并且这个值在数据叠加过程中,可以作为常数消除掉。沿X轴布置的接收线圈对发射线圈起平衡揭合作用,接收不到一次场信号

      AeroTEM系统的观测过程及异常响应:AeroTEM系统是通过发射线圈向地下发射三角形电流脉冲即一次场(见图2中的三角波形)。该一次场在地下导电目标体即矿体中,感应出二次场,即异常响应,(见图2中的红线和蓝线)。接收线圈在一次场发射的后半期,即开通时段(on time)内观测12个信号值。在开通时段内的二次场信号对于高导性目标体非常敏感。但由于在关断时段内(off time)噪声非常小,所以对探测某些导电目标体非常有利。

 
         图2 AeroTEM系统发射的1150毫秒正三角形电流脉冲

      在开通时段内(on time)观测的12道信号值是等间隔观测;在关断(off time)时段内观测的16道信号值,其中前8个信号值是等间距观测,后8个信号值按对数间隔观测。
      图3和图4分别是关断时段内和开通时段内AeroTEM系统观测到的异常响应诺模图日本日置HIOKI,它们表示AeroTEM系统能够探测到的导电目标体、即矿体的电导值(S)范围。

 


                        图 3 AeroTEM系统在关断时段内观测的16道信号模拟诺模图

      图中设定的目标体是200m×200m的板状导体,埋藏在非导体的下半空间    之内,埋深50m。横坐标表示目标体的电导值(S),纵坐标表示导常响应值(nT/S)。从图可见早期响应、即第一道观测的峰值为5S,而晚期响应、即第16 道观测的峰值为50S,而全部16道所覆盖的目标体电导值为0.05S-500S。这表明,在这个电导值范围内的目标体都可以被AeroTEM系统所发现。
 
 
                     图 4  AeroTEM系统在开通时段内观测的12道信号模拟诺模图

      目标体尺寸和埋深与上图4相同。从图可见,早期相应的峰值也是5S,而各道的晚期响应都趋于500S,对目标体的分辨率为0.05S-500S。

关键字:航空瞬变电磁法仪  频域率电磁法

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/article_14428.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
论坛活动 E手掌握
微信扫一扫加关注
论坛活动 E手掌握
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读

小广播

独家专题更多

富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
馆内包含了 纵览FRAM、独立FRAM存储器专区、FRAM内置LSI专区三大部分内容。 
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
 
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
 
电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2016 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved