本發(fā)明涉及磁探測領(lǐng)域，特別是涉及一種瞬變電磁組合裝置及其探測方法。

背景技術(shù)：

1、瞬變電磁法(transient?electromagnetic?methods,tem)屬于一種地球物理勘探方法，該方法以電磁感應(yīng)原理為基礎(chǔ)，即以地下介質(zhì)的電性和磁性差異為基礎(chǔ)，利用不接地回線或接地線源向地下發(fā)射一次磁場，一次磁場穿過各種具有電性和磁性差異的地下介質(zhì)時會感應(yīng)出微弱的渦流，此渦流產(chǎn)生一個二級磁場，它與一次電磁場的方向相反。該方法主要應(yīng)用在考古勘察、未爆彈物檢測、隧道超前預(yù)報等領(lǐng)域。

2、常規(guī)的瞬變電磁裝置探測淺層區(qū)域常采用重疊回線裝置或者帶逆向線圈的回線裝置，重疊回線裝置受一次場的干擾及收發(fā)線圈裝置之間的互感嚴重影響早期數(shù)據(jù)，導(dǎo)致淺層探測不精確，實際使用效果與實際地質(zhì)情況不符；目前常采用帶逆向線圈的補償方法解決該問題，然而帶逆向線圈的回線裝置雖然解決了一次場的干擾問題，改善了淺層勘探效果，但減弱了場源信號，導(dǎo)致勘探深度減少。

3、因此，如何提高檢測準確性、加深勘探深度，已成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題之一。

4、應(yīng)該注意，上面對技術(shù)背景的介紹只是為了方便對本發(fā)明的技術(shù)方案進行清楚、完整的說明，并方便本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解而闡述的。不能僅僅因為這些方案在本發(fā)明的背景技術(shù)部分進行了闡述而認為上述技術(shù)方案為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種瞬變電磁組合裝置及其探測方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中檢測準確性差、勘探深度小等問題。

2、為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種瞬變電磁組合裝置，所述瞬變電磁組合裝置至少包括：

3、發(fā)射線圈、接收機、n個補償線圈、m個磁傳感器及p個發(fā)射機，n、m為大于等于1的自然數(shù)，p為大于等于1且小于等于n+1的自然數(shù)；

4、所述發(fā)射線圈及所述補償線圈連接對應(yīng)發(fā)射機的輸出端，所述磁傳感器連接所述接收機；所述補償線圈及所述磁傳感器在所述發(fā)射線圈所在平面內(nèi)的垂直投影位于所述發(fā)射線圈內(nèi)，且所述磁傳感器的垂直投影在所述補償線圈的垂直投影外；當n大于等于2時，各補償線圈間隔排布；當m大于等于2時，各磁傳感器間隔排布；

5、所述發(fā)射線圈和所述補償線圈纏繞方向相同，電流方向相同；所有發(fā)射線圈和所有補償線圈在同一磁傳感器內(nèi)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度總和大小相等，方向相反。

6、可選地，當至少兩個線圈連接同一發(fā)射機時，各線圈串聯(lián)在對應(yīng)發(fā)射機的輸出端。

7、可選地，所述發(fā)射線圈、所述補償線圈及所述磁傳感器位于同一平面內(nèi)。

8、可選地，所述發(fā)射線圈、所述補償線圈及所述磁傳感器不都位于同一平面內(nèi)。

9、可選地，當n大于等于2時，所述磁傳感器位于所述發(fā)射線圈的中心區(qū)域。

10、可選地，各線圈的形狀分別配置為圓形、橢圓形或多邊形。

11、可選地，至少一線圈采用拉伸支架實現(xiàn)。

12、更可選地，當n大于等于2時，各補償線圈以陣列方式排布。

13、更可選地，當m大于等于2時，各磁傳感器以陣列方式排布。

14、為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明還提供一種瞬變電磁探測方法，所述瞬變電磁探測方法包括：

15、提供上述瞬變電磁組合裝置，調(diào)整各線圈的周長、匝數(shù)或形狀，以確保所有發(fā)射線圈和所有補償線圈在同一磁傳感器內(nèi)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度總和大小相等、方向相反；

16、基于所述瞬變電磁組合裝置向地下發(fā)射一次磁場，所述一次磁場穿過待測物產(chǎn)生二次磁場，獲取所述二次磁場并基于所述二次磁場隨時間的變化規(guī)律實現(xiàn)對所述待測物的探測。

17、如上所述，本發(fā)明的瞬變電磁組合裝置及其探測方法，具有以下有益效果：

18、本發(fā)明的瞬變電磁組合裝置及其探測方法中，發(fā)射線圈與所有補償線圈在每個磁傳感器內(nèi)產(chǎn)生的總磁感應(yīng)強度為零，可以消除常規(guī)接收線圈一次場和二次場的混疊現(xiàn)象，減小互感的影響，使得瞬變電磁早期信號信息更加豐富，減少了勘探盲區(qū)，使得觀測的瞬變電磁信號符合實際規(guī)律。另外，相比其他使用帶有補償效果的正反發(fā)射線圈的瞬變電磁裝置，本發(fā)明的場源信號強度并沒有減弱，反而得到了增強，因此本發(fā)明相比上述補償線圈的探測裝置，具有更高的信噪比，更高的勘探深度。

19、本發(fā)明的發(fā)射線圈和所有補償線圈的周長可調(diào)、形狀可調(diào)、匝數(shù)可調(diào)，能夠適應(yīng)不同深度的勘探需求。

技術(shù)特征：

1.一種瞬變電磁組合裝置，其特征在于，所述瞬變電磁組合裝置至少包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瞬變電磁組合裝置，其特征在于：當至少兩個線圈連接同一發(fā)射機時，各線圈串聯(lián)在對應(yīng)發(fā)射機的輸出端。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瞬變電磁組合裝置，其特征在于：所述發(fā)射線圈、所述補償線圈及所述磁傳感器位于同一平面內(nèi)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瞬變電磁組合裝置，其特征在于：所述發(fā)射線圈、所述補償線圈及所述磁傳感器不都位于同一平面內(nèi)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瞬變電磁組合裝置，其特征在于：當n大于等于2時，所述磁傳感器位于所述發(fā)射線圈的中心區(qū)域。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瞬變電磁組合裝置，其特征在于：各線圈的形狀分別配置為圓形、橢圓形或多邊形。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瞬變電磁組合裝置，其特征在于：至少一線圈采用拉伸支架實現(xiàn)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任意一項所述的瞬變電磁組合裝置，其特征在于：當n大于等于2時，各補償線圈以陣列方式排布。

9.根據(jù)權(quán)利要求1-7任意一項所述的瞬變電磁組合裝置，其特征在于：當m大于等于2時，各磁傳感器以陣列方式排布。

10.一種瞬變電磁探測方法，其特征在于，所述瞬變電磁探測方法包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種瞬變電磁組合裝置及其探測方法，包括：發(fā)射線圈、接收機、N個補償線圈、M個磁傳感器及P個發(fā)射機；發(fā)射線圈及補償線圈連接對應(yīng)發(fā)射機，磁傳感器連接接收機；補償線圈及磁傳感器在發(fā)射線圈所在平面內(nèi)的垂直投影位于發(fā)射線圈內(nèi)，且磁傳感器的垂直投影在補償線圈的垂直投影外；發(fā)射線圈和補償線圈纏繞方向相同，電流方向相同；所有發(fā)射線圈和所有補償線圈在同一磁傳感器內(nèi)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度總和大小相等，方向相反。本發(fā)明的瞬變電磁早期信號信息更加豐富，減少了勘探盲區(qū)，使得觀測的瞬變電磁信號符合實際規(guī)律；場源信號得到增強，具有更高的信噪比，更高的勘探深度；能夠適應(yīng)不同深度的勘探需求。

技術(shù)研發(fā)人員：程本興,梅小青,代海賓
受保護的技術(shù)使用者：新聯(lián)超導(dǎo)（上海）科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9