CN202794564U - 一种磁电合一全空间找矿系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种磁电合一全空间找矿系统，其特征在于包括瞬变磁场发射机，三轴磁通门测磁器，超低通滤波器，地磁补偿器,多路开关，模数转换器,控制器，主机，地磁接收机和瞬变电磁接收机；可在地面、空中与地下（钻井）进行找矿探测。瞬变电磁发射机通过回线向下发射脉冲磁场，当地下赋存良导金属矿时，在脉冲磁场间歇期内，由宽带、高灵敏磁通门测磁器测量瞬变磁场信号，与此同时也测量了地磁场信号得到综合磁场信号。利用超低通滤波器滤出地磁场信号，通过地磁补偿器（减法器）得到瞬变磁场信号。这样，可同时获得磁法、瞬变电磁法两种找矿方法的信息。

Description

一种磁电合一全空间找矿系统

技术领域

本实用新型所属地球物理金属矿找矿技术领域，尤其涉及磁法、瞬变地磁法合一的全空间找矿系统。

背景技术

磁法与瞬变电磁法（TEM）是地球物理金属矿找矿的两种主力方法。当今，金属矿找矿的主体已进入深部矿阶段。提高TEM找矿深度具有重要意义。

由于测磁技术的制约，现有TEM观测的都是测量瞬变电动势。理论研究表明，如能实现测量瞬变磁场，就可提高TEM找矿深度。近年来，有用超导磁力仪（SQUID）测量瞬变磁场的报导，证实测量瞬变磁场的确能加大TEM探测深度。由于超导磁力仪必须在液氮的超低温（77K）条件下才能工作，条件苛刻，维护成本高，且不适宜野外恶劣环境下长期工作。因此，TEM观测磁场加大深度的应用和普及，仍有相当的困难。

实用新型内容

为了发挥现有技术中利用磁法与瞬变电磁法互补找矿的优势，提出了一种磁电合一全空间找矿系统，采用能在常温下正常工作的磁通门元件作为测磁传感器，为了适应TEM测量瞬变磁场，必须提高元件的测磁频带与灵敏度才能奏效，磁通门元件具有磁测方向性，且体积小，重量轻，价格低廉，将其组装三轴正交坐标系，测量坐标系的三轴磁场，这样，可对发现矿体的空间位置进行定向。

本实用新型实施例提供了一种磁电合一全空间找矿系统，包括，

瞬变磁场发射机，三轴磁通门测磁器，超低通滤波器，地磁补偿器,多路开关，模数（A/D)转换器,控制器，主机，地磁接收机和瞬变电磁接收机；

所述瞬变磁场发射机向地下发射磁场脉冲，所述三轴磁通门测磁器在磁场脉冲间歇期测量瞬变磁场与地磁场的综合磁场，所述超低通滤波器滤得地磁场信号，所述地磁补偿器分解综合磁场总的瞬变磁场信号，通过多路开关将所述地磁场信号和所述瞬变磁场信号传送给所述模数（A/D)转换器，经过所述模数（A/D)转换器数字化后，由所述控制器将转化后的地磁场信号和所述瞬变磁场信号传送给主机，所述主机将所述地磁场信号和所述瞬变磁场信号传送给地磁接收机和瞬变电磁接收机。

根据本实用新型实施例所述系统的一个进一步的方面，还包括电子温度计，与所述多路开关相连接，通过所述多路开关向所述控制器提供用以校正所述地磁场信号与瞬变磁场信号的温度数据。

根据本实用新型实施例所述系统的再一个进一步的方面，还包括三轴重力加速度计，所述三轴重力加速度计与所述多路开关相连接，监控三轴磁通门测磁器的姿态将运动坐标系数据转换为统一的大地坐标系数据，并将所述大地坐标系数据发送给所述控制器，所述主机将控制器输出的地磁场信号、所述瞬变磁场信号、温度数据和大地坐标系数据进行处理后，传送给地磁接收机和瞬变电磁接收机进行图像显示。

根据本实用新型实施例所述系统的另一个进一步的方面，所述系统中的主机，地磁接收机和瞬变电磁接收机安装于飞行器中，其余部分安装于悬挂吊舱中，所述三轴磁通门测磁器的Y轴元件安装于所述悬挂吊舱飞行轴线方向。

根据本实用新型实施例所述系统的另一个进一步的方面，所述系统中的主机，地磁接收机和瞬变电磁接收机通过绞车和井口滑轮安装于地面，其余部分安装于井下的绝缘密闭探管中，所述三轴磁通门测磁器的Z轴元件安装于井下探管长轴线方向。

通过上述实施例，不仅可增加瞬变电磁法的找矿深度，更重要的是可同时获取磁法，瞬变电磁法两种方法的找矿信息，提高找矿效率与成功率，并可应用于全空间进行找矿。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型的限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例提供的一种磁电合一全空间找矿系统结构示意图；

图2所示为本实用新型实施例一种磁电合一全空间找矿系统详细结构示意图；

图3所示为本实用新型一种磁电合一全空间找矿系统工作流程图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型实施例做进一步详细说明。在此，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

如图1为本实用新型实施例提供的一种磁电合一全空间找矿系统结构示意图。

瞬变磁场发射机101，三轴磁通门测磁器102，超低通滤波器103，地磁补偿器104,多路开关105，模数（A/D)转换器106,控制器107，主机108，地磁接收机109和瞬变电磁接收机110；

所述瞬变磁场发射机101向地下发射磁场脉冲，所述三轴磁通门测磁器102在磁场脉冲间歇期测量瞬变磁场与地磁场的综合磁场，所述超低通滤波器103滤得地磁场信号，所述地磁补偿器104分解综合磁场得到瞬变磁场信号，通过多路开关105将所述地磁场信号和所述瞬变磁场信号传送给所述模数（A/D)转换器106，经过所述模数（A/D)转换器106数字化后，由所述控制器107传输至所述主机108将处理后所述地磁信号和所述瞬变电磁信号送给地磁接收机109和瞬变电磁接收机110.

根据本实用新型实施例，还可以包括电子温度计，与所述多路开关105相连接，通过所述多路开关105向所述控制器107提供用以校正所述地磁场信号与瞬变磁场信号的温度数据。

根据本实用新型实施例，还可以包括三轴重力加速度计，所述三轴重力加速度计与所述多路开关105相连接，监控三轴磁通门测磁器102的姿态将运动坐标系数据转换为统一的大地坐标系数据，并将所述大地坐标系数据发送给所述控制器107。

根据本实用新型实施例，所述主机108将控制器输出的地磁场信号、所述瞬变磁场信号、温度数据和大地坐标系数据进行处理后，传送给地磁接收机109和瞬变电磁接收机110进行图像显示。

根据本实用新型实施例，当本实用新型的系统应用于飞行器中时，所述系统中的主机，地磁接收机和瞬变电磁接收机安装于飞行器中，其余部分安装于悬挂吊舱中，所述三轴磁通门测磁器的Y轴元件安装于所述悬挂吊舱飞行轴线方向。

根据本实用新型实施例，当本实用新型的系统应用于地下找矿时，所述系统中的主机，地磁接收机和瞬变电磁接收机以及绞车和井口滑轮安装于地面，其余部分安装于井下的绝缘密闭探管中，所述三轴磁通门测磁器的Z轴元件安装于井下探管长轴线方向。

通过上述实施例，可将每一测点的瞬变磁场与地磁场分离，且可同时完成测量，从而实现两种找矿方法可用同一观测系统，这样不仅提高了找矿探测的效率，更为重要的是，可用同时获得两种找矿有效方法的物理参数（磁性与电性），它们的互补与综合效果能大幅度提高找矿的几率。

如图2所示为本实用新型实施例一种磁电合一全空间找矿系统详细结构示意图。

包括三轴磁通门测磁器1、三轴重力加速度计2、电子温度计3、地磁/瞬变的综合磁场信号4、地磁补偿器5、地磁场信号6、瞬变磁场信号7、多路开关8、模/数转换器9、存储器与微控制器（MCU）10、电缆接口11、主机12、三通道地磁场接收机13、三通道瞬变磁场接收机14、瞬变电磁发射机15、大回线16。

三轴磁通门测磁器1，频带宽度达到（3-5）KHz，灵敏度为0.1nT，在磁场脉冲间歇期测量瞬变磁场与地磁场的综合磁场4。

三轴重力加速度计2，是测磁系统应用于空中、地下探测时监测运动中三轴磁通门测磁器1的空中姿态，将运动坐标系数据转换为统一的大地坐标系数据。

电子温度计3，测得温度数据传送给微控制器10，以便于对测磁数据进行温度校正。

瞬变地磁发射机15，通过地面大回线16向地下激励脉冲磁场，当地赋存良导金属矿时，三轴磁通门测磁器1在脉冲间期间可测得瞬变磁场信号，同时也测量三轴地磁场信号，两者叠加的综合磁场信号4，由于地磁场信号与瞬变磁场信号在频率上的差异，可用地磁补偿器5中的超低通滤波器滤出地磁场信号6，在地磁补偿器5中的减法器检出瞬变磁场信号7。多路开关8是将实测的10道信号（三个地磁场、三个瞬变磁场、三个重力加速度、一个温度），依次进行模/数转换器9得到数字信号，其中所述模/数转换器9可以采用24位的模数转换器，存储后由微控制器10经电缆接口11传送至主机12，由主机内核心模块（三轴正交，温度校正）与大地坐标转换模块，处理后，送至地磁场接收机13和瞬变磁场接收机14对数据储存于图像显示，完成两种方法找矿的数据采集。

在地面找矿系统中，只需将三轴磁通门测磁器1调平（大地坐标系），令三轴中水平两轴中的Y轴元件指向测线方向，进行个逐点测量。

在空中找矿系统中，为避免飞行器对找矿系统的干扰，系统由飞行器上部分与悬挂的吊舱两部分组成，两部分由短电缆相连接。飞行器上部分安装有主机12、地磁场接收机13和瞬变磁场接收机14，吊舱中安装其余部件，三轴磁通门测磁器1的Y轴元件安装于吊舱的长轴方向（飞行方向）。

在地下（钻井）找矿系统中，由地面部与井下探头两部分组成，两部分之间由千米电缆相连结。井下探头部分是在Φ40×1200mm绝缘密闭探管中安装除了主机12，地磁场接收机13和瞬变磁接收机14外的其它部件，安装时三轴磁通门测磁器1的Z轴元件安装于井下探头轴线方向；地面部分包括主机12，地磁场接收机13和瞬变磁接收机14外，还有绞车与井口滑轮，千米电缆由绞车、井口滑轮送入井中进行逐点探测，井口滑轮上的编码盘记录井下探头的深度，由探头中的微控制器10经千米电缆将不失真的探测信号，传输至地面主机12，由主机12进行数据处理（校正与坐标转换）得到井中找矿的数据。

如图3所示为本实用新型一种磁电合一全空间找矿系统工作流程图。

包括步骤301，系统启动与初始化。

步骤302，瞬变电磁发射机开始发射。

步骤303，三轴磁通门测磁器接收地下包括地磁场信号和所述瞬变磁场信号的综合磁场信号。

步骤304，经过地磁补偿器中超低通滤波器获得地磁场信号后，通过减法器获得综合磁场信号中的瞬变磁场信号。

在上述步骤303的同时，步骤305通过三轴重力加速度计获得三轴磁通门测磁器的大地坐标系数据，传送给多路开关。

步骤306，通过电子温度计获得温度数据，传送给多路开关。

步骤307，所述多路开关将地磁场信号、瞬变磁场信号、大地坐标系数据、温度数据等数据依序发送给模数转换器。

步骤308，所述模数转换器将上述数据进行数字化，将这些数据置于存储器进行存储。

步骤309，将上述数据传送给主机进行处理。

步骤310，由地磁接收机和瞬变电磁接收机对地磁与瞬变磁场两种方法的找矿信息进行接收并显示。

本实用新型是一种磁电合一全空间找矿系统，它不仅可增加瞬变电磁法的找矿深度，更重要的是可同时获取磁法，瞬变电磁法两种方法的找矿信息，提高找矿效率与成功率，并可应用于全空间进行找矿。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种磁电合一全空间找矿系统，其特征在于包括，

瞬变磁场发射机，三轴磁通门测磁器，超低通滤波器，地磁补偿器,多路开关，模数转换器,控制器，主机，地磁接收机和瞬变电磁接收机；

所述瞬变磁场发射机向地下发射磁场脉冲，所述三轴磁通门测磁器在磁场脉冲间歇期测量瞬变磁场与地磁场的综合磁场，所述超低通滤波器滤得地磁场信号，所述地磁补偿器分解综合磁场总的瞬变磁场信号，通过多路开关将所述地磁场信号和所述瞬变磁场信号传送给所述模数转换器，经过所述模数转换器数字化后，由所述控制器将转化后的地磁场信号和所述瞬变磁场信号传送给主机，所述主机将所述地磁场信号和所述瞬变磁场信号传送给地磁接收机和瞬变电磁接收机。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括电子温度计，与所述多路开关相连接，通过所述多路开关向所述控制器提供用以校正所述地磁场信号与瞬变磁场信号的温度数据。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，还包括三轴重力加速度计，所述三轴重力加速度计与所述多路开关相连接，监控三轴磁通门测磁器的姿态将运动坐标系数据转换为统一的大地坐标系数据，并将所述大地坐标系数据发送给所述控制器，所述主机将控制器输出的地磁场信号、所述瞬变磁场信号、温度数据和大地坐标系数据进行处理后，传送给地磁接收机和瞬变电磁接收机进行图像显示。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述系统中的主机，地磁接收机和瞬变电磁接收机安装于飞行器中，其余部分安装于悬挂吊舱中，所述三轴磁通门测磁器的Y轴元件安装于所述悬挂吊舱飞行轴线方向。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述系统中的主机，地磁接收机和瞬变电磁接收机通过绞车和井口滑轮安装于地面，其余部分安装于井下的绝缘密闭探管中，所述三轴磁通门测磁器的Z轴元件安装于井下探管长轴线方向。 

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