CN105158809B - 一种大地电磁双层阵列扫频式频率处理方法与装置 - Google Patents
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Abstract
一种大地电磁双层阵列扫频式频率处理方法与装置，本发明属于地球物理勘探技术，具体涉及到大地电磁测深法中的频率域探测方法，是一种处理电场或磁场信号频率时的一种选频技术及其装置。发明的是一种双层阵列扫频式频率处理方法及装置，用来提高大地电磁测深法的探测深度分辨率，接收大地电磁信号的传感器与本发明的装置连接后能实现64‑106个频点的扫频处理，并能任意设定规定深度段内的频点数目。本发明应用在大地电磁测深法的频率域测深仪器或观测装置中，在大地电磁测深法所能探测的深度范围内，其探测深度分辨率可达0.1m以上。
Description
技术领域
本发明属于地球物理勘探技术，具体涉及到大地电磁测深法中的频率域探测方法，是一种处理电场或磁场信号频率时的一种选频技术及其装置。
背景技术
在大地电磁测深理论中，把电磁场（E、H）在大地中传播时，其振幅衰减到初始值1/e时的深度，定义为穿透深度或趋肤深度（δ），其关系式为：
由上式可知，趋肤深度（δ）将随电阻率（ρ）和频率（f）而变化。
由[0002]所述可以看出大地电磁测深仪器的探测深度分辨率与接收到的电磁场频率（f）细分程度密切相关：在有限深度段内，观测装置能处理的频点数越多则其探测深度分辨率就越高，反映的地层信息就越精细。
如[0003]所述下面对探测深度分辨率进一步说明：若设定探测深度为1000m，采集频点数分别为100个、200个、500个、1000个、2000个、5000个、10000个…，则其探测深度精度分别为10m、5m、2m、1m、0.5m、0.2m、0.1m…不难看出，在固定深度段内所采集的频点数越多探测深度分辨率就越高。
发明内容
本发明的目的是用来提高大地电磁测深仪器或观测装置的探测深度分辨率，并能任意设定规定深度段内的频点数目，设定频点数范围为64-106个。
结合[0004] [0005] 在大地电磁测深法所探测的深度范围内，本发明的探测深度分辨率要达到0.1m以上。
利用电子模拟开关技术实现电阻阵列及电容阵列的参数转换。
本发明提供如下处理方法，可参照说明书附图图1。
1）利用CPU控制器，分别控制电阻阵列、电容阵列和频率编码器。
2）由1）和选频器共同组成选频电路，将电磁场输入信号处理成所需要的频率，经信号输出电路输出出去。
发明一套能实现[0009]- [0010]硬件电路功能的软件系统。
附图说明
图1为本发明方法的结构示意图。
图2为本发明装置的软件系统控制流程图。
具体实施方式
以下结合说明书附图和实施例，进一步说明本发明。
一种大地电磁双层阵列扫频式频率处理方法，依照以下步骤进行。
1）将接有前置放大器的电场传感器或磁场传感器信号接入本发明的阵列扫频式传感器处理器中。
2）将步骤1）电路接入大地电磁测深仪器或观测装置中。
3）CPU控制器等待接收大地电磁测深仪器或观测装置的探测深度采集指令。
4）CPU控制器接到采集指令，根据该探测深度值计算所需频率的电阻阵列数值和电容阵列数值并进行设置。
5）CPU控制器等待该频率值扫频采集完成指令。
6）重复步骤3）-步骤5）直到完成设定深度的扫频采集任务。
为实现一种阵列扫频式传感器处理方法，本发明提供以下装置，参照附图1。
本发明的装置由CPU控制器、电阻阵列、电容阵列、频率编码器、选频器、电磁场信号输入及信号输出七部分组成。
CPU控制器负责接收大地电磁测深仪器或观测装置的指令，并分别与电阻阵列、电容阵列及频率编码器相连接；频率编码器输出与选频器相连负责处理传感器阵列数据；电阻阵列及电容阵列与选频器相连负责处理选频参数；电磁场信号输入与选频器相连，经本发明处理后的频率信号由信号输出电路输出出去。
本发明装置软件控制流程参照附图2，实现对所设定深度段内的频率进行扫频处理，实施步骤如下。
1）装置上电后先进行参数初始化，如：初始深度值、设定深度值、电容阵列计数器、电阻阵列计数器、所要采集的深度步长等，并等待接收大地电磁测深仪器或观测装置的采集指令。
2）CPU控制器接到采集指令后，进行初始设置深度对应电容阵列值。
3）进行对应电阻阵列值的设置。
4）未采集完等待，采集完成则代表一个频点扫频完成，继续进行步骤5）。
5）新的深度等于已采集的深度+深度步长。
6）计算新的深度所对应的频率值。
7）比较是否已到设定深度，小于设定深度值则进行步骤8），等于设定深度则退出本次采集任务,采集程序结束。
8）比较是否已到电阻阵列设计最大值，小于设计最大值则先进行电阻阵列计数器+1操作然后跳转到步骤3）继续执行，当等于设计最大值时则进行步骤9）。
9）电阻阵列计数器归零处理。
10）进行电容阵列计数器+1操作。
11）比较是否已到电容阵列设计最大值，小于设计最大值时跳转到步骤2）继续执行，当等于设计最大值时做好标记并退出本次采集任务，采集程序结束。
Claims (6)
1.一种大地电磁双层阵列扫频式频率处理方法，其特征在于依照以下步骤实现：
1）优化选频电路，当固定电容参数时只改变电阻参数可实现104个频率点数选择；
2）优化选频电路，当固定电阻参数时只改变电容参数可实现102个频率点数选择；
3）利用双层电子模拟开头实现十进制最大位数转换，所述的双层是指利用步骤1）中的选频电路的电阻参数及利用步骤2）中的电容参数；所述的最大位数是万位数；
4）利用步骤3）实现的阵列式频率点数为64-106之间任意设定；
5）接收大地电磁信号传感器与步骤1）- 步骤2）的电路连接后能实现64-106个频率点数的扫频处理。
2.根据权利要求1 所述的一种大地电磁双层阵列扫频式频率处理方法，其特征在于一次最大可采集的大地电磁场信号频率点数为106个。
3.根据权利要求2 所述的一种大地电磁双层阵列扫频式频率处理方法，其特征在于可处理大地电磁场的电场信号和磁场信号的频率域信号。
4.根据权利要求3 所述的一种大地电磁双层阵列扫频式频率处理方法，其特征在于可在任意规定深度段内设定需要的频率点数目，设定频率点数范围为64-106个。
5.根据权利要求4 所述的一种大地电磁双层阵列扫频式频率处理方法，其特征在于在大地电磁测深法所能探测的深度范围内，其探测深度分辨率可达0.1m 以上。
6.一种大地电磁双层阵列扫频式频率处理装置，其特征在于，由CPU 控制器、电阻阵列、电容阵列、频率编码器、选频器、电磁场信号输入及信号输出七部分组成，CPU 控制器负责接收大地电磁测深仪器或观测装置的指令，并分别与电阻阵列、电容阵列及频率编码器相连接；频率编码器输出与选频器相连负责处理传感器阵列数据；电阻阵列及电容阵列与选频器相连负责处理选频参数；电磁场信号输入与选频器相连，经处理后的频率信号由信号输出电路输出出去。
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