CN209102918U - 一种瞬变电磁仪器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种瞬变电磁仪器，包括发射机、发射线圈、补偿线圈、接收线圈和接收机，所述发射线圈、补偿线圈和接收线圈三者中心同轴且互相平行，所述发射线圈和所述接收线圈的直径相同；所述补偿线圈与所述接收线圈串联且绕制方向相反，所述接收线圈在所述补偿线圈和所述发射线圈的正上方；使得发射线圈产生的一次场穿过补偿线圈和接收线圈组合的磁通量始终等于0或接近于0。本实用新型能够在不削弱二次场的情况下消除一次场的影响，接收二次场早期信号，并提高了二次场的信号动态范围和接收精确度。
Description
技术领域
本实用新型涉及地球物理勘探领域，特别是涉及一种瞬变电磁仪器。
背景技术
瞬变电磁法是地球物理勘探领域中一种很重要的方法，是利用不接地回线或接地线源向地下发射一次脉冲电磁场，且在一次脉冲间歇观测地下涡流场的方法，目前瞬变电磁法普遍的接收方式是采用感应线圈测量磁场的变化率，由于发射电流关断时，接收线圈本身产生感应电动势，并叠加在地下涡流场产生的感应电动势之上，因而造成瞬变电磁实测早起信号失真，形成探测盲区。随着铁路、公路和城市基础建设的加速发展，浅层工程地质问题日益显著，通常要求在有限场地条件下实现浅层高精度探测，为此，瞬变电磁法的收发距离和发射回线边长越来越短，线圈匝数越来越多，然而收发线圈的互感也越来越明显。201410092714.X的《一种瞬变电磁量测装置及方法》(以下简称“前案”)中有提到利用调零天线线圈来消除一次场的影响，但是，此方式在消除一次场的同时也大大地削弱了二次场的强度。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种瞬变电磁仪器，能够在不削弱二次场的情况下消除一次场的影响。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：
一种瞬变电磁仪器，包括发射机、发射线圈、补偿线圈、接收线圈和接收机，所述发射线圈、补偿线圈和接收线圈三者中心同轴且互相平行，所述发射线圈和所述接收线圈的直径相同；所述补偿线圈与所述接收线圈串联且绕制方向相反，所述接收线圈在所述补偿线圈和所述发射线圈的正上方；使得发射线圈产生的一次场穿过补偿线圈和接收线圈组合的磁通量始终等于0或接近于0。
作为优化，所述发射线圈、接收线圈和补偿线圈的有效串入匝数能够调节。
作为优化，所述接收线圈与发射线圈的中心距离是所述发射线圈直径的0.5-4倍。
作为优化，所述补偿线圈的直径小于所述发射线圈的直径且所述补偿线圈与所述发射线圈在同一水平面上，所述补偿线圈和接收线圈的导线类型相同。
作为优化，所述补偿线圈的直径与所述发射线圈的直径相等且设置在所述发射线圈的上方且紧靠所述发射线圈但不与发射线圈重叠，所述补偿线圈和接收线圈的导线类型相同。
作为优化，所述发射线圈与接收线圈的匝数比为1：10。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型中的补偿线圈与接收线圈绕制方向相反，使得发射线圈的产生的磁力线先通过补偿线圈再通过接收线圈时就相互抵消，接收线圈的一次场的磁通量始终为0，即一次场的变化不会在接收线圈中产生感应场，而且由于补偿线圈远离接收线圈，二次场的幅度基本不受补偿线圈的影响，有效地压制了一次场及发射模块关断沿的影响，提高接收模块的全波形记录灵敏度。
附图说明
图1为本实用新型所述的一种瞬变电磁仪器的连接示意图；
图2为本实用新型所述的一种瞬变电磁仪器的另一种连接示意图。
图3为发射线圈一次场的分布示意图。
附图中，1为发射线圈，2为接收线圈，3为补偿线圈，4为发射机，5为接收机。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。
实施例1：如图1所示，一种瞬变电磁仪器，包括发射机4、发射线圈1、补偿线圈3、接收线圈2和接收机5，发射线圈1、补偿线圈3和接收线圈2三者的中心同轴且互相平行，发射线圈1和接收线圈2的直径相同；接收线圈2在补偿线圈3和发射线圈1的正上方。本实施例中，接收线圈2与发射线圈1的中心距离是发射线圈1直径的0.5-4倍。发射线圈1最接近探测区域，补偿线圈3的直径小于发射线圈1的直径且补偿线圈3与发射线圈1在同一水平面上。补偿线圈3与接收线圈2的导线类型相同，补偿线圈3与接收线圈2串联且绕制方向相反，使得发射线圈1产生的一次场穿过补偿线圈3和接收线圈2组合的磁通量始终等于0或接近于0。
当发射机4向发射线圈1接入电流时，发射线圈1产生一次场，发射线圈1产生的一次场穿过补偿线圈3和接收线圈2的组合时，由于补偿线圈3和接收线圈2绕制方向相反，所以发射线圈1产生的磁力线先通过补偿线圈再通过接收线圈时就相互抵消，接收线圈的一次场的磁通量始终为0，即一次场的变化不会在接收线圈中产生感应场。
实施例2：如图2所示，一种瞬变电磁仪器，包括发射机4、发射线圈1、补偿线圈3、接收线圈2和接收机5，发射线圈1、补偿线圈3和接收线圈2三者的中心同轴且互相平行，发射线圈1和接收线圈2的直径相同；接收线圈2在补偿线圈3和发射线圈1的正上方。本实施例中，接收线圈2与发射线圈1的中心距离是发射线圈1直径的0.5-4倍。发射线圈1最接近探测区域，补偿线圈3的直径与发射线圈1的直径相等且设置在发射线圈1的上方且紧靠发射线圈1但不与发射线圈1重叠。补偿线圈3与接收线圈2的导线类型相同，补偿线圈3与接收线圈2串联且绕制方向相反，使得发射线圈1产生的一次场穿过补偿线圈3和接收线圈2组合的磁通量始终等于0或接近于0。
当发射机4向发射线圈1接入电流时，发射线圈1产生一次场，发射线圈1产生的一次场穿过补偿线圈3和接收线圈2的组合时，由于补偿线圈3和接收线圈2绕制方向相反，所以发射线圈1产生的磁力线先通过补偿线圈再通过接收线圈时就相互抵消，接收线圈的一次场的磁通量始终为0，即一次场的变化不会在接收线圈中产生感应场。
如图3所示，发射线圈的正中心，磁通量密度强；发射线圈的正上方，磁通量密度弱。因此相同磁通量的情况下，即零一次场，接收线圈的面积远大于补偿线圈的面积，即只需要直径小于接收线圈的补偿线圈即可。本实用新型中的均远离接收线圈，由于补偿线圈远离接收线圈，二次场的幅度基本不受补偿线圈的影响，在有效地压制了一次场及发射机关断沿的影响下提高了接收机的全波形记录动态范围。
本实用新型一种瞬变电磁仪器的具体实施，可能涉及到实用软件，但所使用的软件均是本领域技术人员最常用的软件，并且，并非专利申请权利要求所要保护的范围。
最后应说明的是：本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等统计数的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型。
Claims (6)
1.一种瞬变电磁仪器，其特征在于，包括发射机、发射线圈、补偿线圈、接收线圈和接收机，所述发射线圈、补偿线圈和接收线圈三者中心同轴且互相平行，所述发射线圈和所述接收线圈的直径相同；所述补偿线圈与所述接收线圈串联且绕制方向相反，所述接收线圈在所述补偿线圈和所述发射线圈的正上方；使得发射线圈产生的一次场穿过补偿线圈和接收线圈组合的磁通量始终等于0或接近于0。
2.根据权利要求1所述的一种瞬变电磁仪器，其特征在于，所述发射线圈、接收线圈和补偿线圈的有效串入匝数及直径能够调节。
3.根据权利要求1所述的一种瞬变电磁仪器，其特征在于，所述接收线圈与发射线圈的中心距离是所述发射线圈直径的0.5-4倍。
4.根据权利要求1-3任一所述的一种瞬变电磁仪器，其特征在于，所述补偿线圈的直径小于所述发射线圈的直径且所述补偿线圈与所述发射线圈在同一水平面上，所述补偿线圈和接收线圈的导线类型相同。
5.根据权利要求1-3任一所述的一种瞬变电磁仪器，其特征在于，所述补偿线圈的直径与所述发射线圈的直径相等且设置在所述发射线圈的上方且紧靠所述发射线圈但不与发射线圈重叠，所述补偿线圈和接收线圈的导线类型相同。
6.根据权利要求2所述的一种瞬变电磁仪器，其特征在于，所述发射线圈与接收线圈的匝数比为1：10。
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