MX2010013823A - Dispositivo sensor de campo magnetico. - Google Patents

Abstract

Un dispositivo sensor de campo magnético 1 incluye una sección de sensor 100 que incluye un dispositivo de magneto-impedancia 110 que tiene una estructura amorfa magnética, y secciones centrales en forma de varilla 130 y 131 que guían a un campo magnético a la estructura amorfa magnética en una dirección longitudinal con respecto a la estructura amorfa magnética. Las secciones centrales 130 y 131 podrán colocarse en cualquier lado de la estructura amorfa magnética en la dirección longitudinal. Las secciones centrales 130 y 131 podrán estar colocadas de tal forma que la dirección longitudinal de la estructura amorfa magnética coincida con la dirección longitudinal de las secciones centrales 130 y 131. El dispositivo sensor de campo magnético 1 puede incluir medios de cancelación de campo magnético ambiental 140 y 141 que generan un campo magnético de corrección que cancela la entrada del campo magnético ambiental a la estructura amorfa magnética.

Description

DISPOSITIVO SENSOR DE CAMPO MAGNÉTICO CAMPO TÉCNICO La presente invención se relaciona a un dispositivo sensor de campo magnético.

TÉCNICA ANTERIOR En años recientes, se ha descubierto que la impedancia de un material magnético amorfo cambia debido a un campo magnético externo, y se ha desarrollado un dispositivo de magneto-impedancia (Dispositivo MI) . Por ej emplo, la patente JP-A-7- 1 8 1239, describe un dispositivo de magneto-impedancia. Del mismo modo se ha desarrollado un dispositivo de detección magnética que utiliza tal dispositivo de magneto-impedancia. Por ej emplo, la patente JP-A-2003 - 121 5 17 y la publicación "Magnetic Sensor Technology" (Kaneo Mouri, Corona Publishing Co., Ltd. , Marzo 10, 1 998 , pp. 92 a 1 01 ) describen un dispositivo de detección magnética que utiliza un dispositivo de magneto-impedancia.

Un método de exploración electromagnética subterránea que utiliza un fenómeno de inducción electromagnética ha sido ampliamente utilizado para la exploración de los recursos (por ej emplo, minas, energía geotérmica, y petróleo) y la investigación de estructura subterránea. Se han desarrollado varios métodos de exploración electromagnética. En la actualidad, en la práctica se utiliza un método de exploración electromagnética subterránea que genera artificialmente un campo subterráneo electromagnético para implementar la exploración subterránea.

Por ej emplo, JP-A-2002-71 828 describe un método de exploración electromagnética subterránea que determina la estructura geológica del terreno.

Un método electromagnético del dominio de tiempo (método TDEM) es un método representativo de exploración electromagnética subterránea. En el método TDEM, un transmisor generador de corriente inducida se coloca en el suelo, y una corriente directa alterna que tiene un tiempo de ENCENDIDO/APAGADO se origina que fluya a través del transmisor generador de corriente inducida. Cuando la corriente que fluye a través del transmisor generador de corriente inducida es cortada rápidamente, una corriente inducida fluye a través de la superficie de la tierra a . fin de evitar un cambio en el campo magnético de acuerdo a la ley de la inducción electromagnética.

La corriente inducida se difunde con el tiempo hacia la profundidad subterránea. Dado que la corriente inducida se atenúa correspondiente a la resistividad específica de la trayectoria actual, la distribución de la resistividad específica subterránea puede ser determinada mediante la medición del campo magnético formado por la corriente inducida en la superficie de la tierra como una función del tiempo .

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Problema Técnico Generalmente se ha usado para la exploración electromagnética subterránea, una bobina de inducción como un sensor de campo magnético, Sin embargo, la bobina de inducción utilizada para la exploración electromagnética subterránea es grande (por ej emplo, longitud: 1 m o más, peso : 1 0 kg o más). Por lo tanto, ya que es difícil realizar mediciones de bajo costo en un número de lugares en un corto período de tiempo debido a la dificultad en el transporte y la instalación de la bobina de inducción, una mejora en la eficiencia de medición de la exploración electromagnética subterránea se ve obstaculizada.

La invención fue concebida en vista de la situación antes descrita. Un obj eto de la invención es proporcionar un dispositivo sensor de campo magnético adecuado para la exploración electromagnética subterránea.

Solución al Problema ( 1 ) Un dispositivo sensor de campo magnético de acuerdo con la invención comprende: una sección de sensor que incluye un dispositivo de magneto-impedancia que tiene una estructura amorfa magnética, y una sección central en forma de varilla que guía un campo magnético a la estructura amorfa magnética, y se coloca en una dirección longitudinal con respecto a la estructura amorfa magnética.

De acuerdo con la invención, la sensibilidad del dispositivo sensor de campo magnético puede ser mejorada al proporcionar las secciones centrales en forma de varilla en la dirección longitudinal (dirección de medición del campo magnético), de la estructura amorfa magnética, que tiene la mayor sensibilidad de campo magnético . Además, se puede implementar un dispositivo sensor de campo magnético que puede ser reducido en tamaño y peso, en comparación con una bobina de inducción. (2) En el anterior dispositivo sensor de campo magnético, la sección central podrá colocarse sobre cada lado de la estructura amorfa magnética en la dirección longitudinal .

Un campo magnético puede ser guiado de manera eficiente a la estructura amorfa magnética al colocar la sección central sobre cada lado de la estructura amorfa magnética en la dirección longitudinal. (3 ) En el anterior dispositivo sensor de campo magnético, la sección central podrá colocarse de modo que la dirección longitudinal de la estructura amorfa magnética coincida con una dirección longitudinal de la sección central. (4) En el anterior dispositivo sensor de campo magnético, la sección central podrá formarse de un material de alta permeabilidad. (5) En el anterior dispositivo sensor de campo magnético, el material de alta permeabilidad puede ser metal-mu.

El material de alta permeabilidad puede también ser ferrita o lo similar. (6) El anterior dispositivo sensor de campo magnético puede además comprender: medios de cancelación ambientales del campo magnéti co que genera un campo magnético de corrección que cancela una entrada de campo magnético ambiental a la estructura amorfa magnética.

El campó magnético obj etivo en observación puede ser observado de manera eficiente al cancelar el campo magnético ambiental . (7) En el anterior dispositivo sensor de campo magnético, los medios de cancelación ambientales del campo magnético puede ser una bobina que se enrolla alrededor de la sección central. (8) El anterior dispositivo sensor de campo magnético puede además comprender: medios de ajuste que controlen los medios de cancelación ambientales del campo magnético de tal modo que los datos observacionales caen dentro de un rango deseado. (9) El anterior dispositivo sensor de campo magnético puede además comprender: medios de observación que observan en serie un campo magnético que incluye una señal de campo magnético basada en una salida de un transmisor generador de corriente inducida; medios de almacenamiento que almacenan los datos observacionales, observados por los medios de observación; y medios de corrección que corrigen un valor de referencia de los datos observacionales, de tal forma que los datos observacionales caen dentro de un rango deseado basado en un valor obtenido al integrar los datos observacionales almacenados en los medios de almacenamiento por un período de tiempo en el cual un valor entero de la señal de campo magnético basada en la salida del transmisor generador de corriente inducida, es cero .

Los medios de corrección pueden disminuir el valor de referencia de los datos de medición cuando un valor obtenido al integrar los datos observacionales por un período igual a un múltiplo entero del ciclo de salida ha superado el valor de referencia de límite superior, y puede aumentar el valor de referencia de los datos de medición cuando un valor obtenido al integrar los datos observacionales por un período igual a un múltiplo entero del ciclo de salida se ha convertido inferior que el valor de referencia de límite inferior.

De acuerdo con esta configuración, ya que la cantidad de cambio temporal en los datos observacionales debido a un cambio temporal en el magnetismo terrestre puede ser automáticamente corregida, el dispositivo de magneto-impedancia no está saturado. Esto permite una medición automática. ( 1 0) En el anterior dispositivo sensor de campo magnético, el período en el cual el valor entero de la señal de campo magnético basada en la salida del transmisor generador de corriente inducida es cero, puede ser de un período igual a un múltiplo entero de un ciclo de salida del transmisor generador de corriente inducida que da salida a una corriente directa alterna.

Cuando el transmisor generador de corriente inducida da salida a una corriente directa alterna (es decir, una señal de la cual la salida positiva en el primer período del ciclo es simétrica con la salida negativa en el segundo período del ciclo), por ej emplo, el período en el cual el valor entero de la señal de campo magnético basada en la salida del transmisor generador de corriente inducida es cero puede ser un período igual a un múltiplo entero del ciclo de salida del transmisor generador de corriente inducida, o puede ser la combinación de un primer intervalo y un tercer intervalo o la combinación de un segundo intervalo y un cuarto intervalo cuando se divide por igual el ciclo de salida hacia los intervalos, primero a cuarto . ( 1 1 ) El anterior dispositivo sensor de campo magnético puede además comprender: medios de amplificación que amplifican una señal de salida de la sección de sensor, y los medios de corrección pueden controlar un importe compensado de los medios de amplificación. ( 12) El anterior dispositivo sensor de campo magnético puede además comprender: medios de sincronización que adquieren datos de tiempo sincronizados con la salida del transmisor generador de corriente inducida, y los medios de almacenamiento que pueden almacenar los datos observacionales y los datos del tiempo mientras se asocian los datos observacionales con los datos del tiempo . (13 ) En el anterior dispositivo sensor de campo magnético, los medios de sincronización pueden adquirir los datos de tiempo sincronizados con la salida del transmisor generador de corriente inducida al adquirir la información del tiempo incluida en la información GP S . ( 14) El anterior dispositivo sensor de campo magnético puede además comprender: medios de apilamiento que llevan a cabo un proceso de apilamiento que promedia los datos obtenidos por la suma de los datos observacionales en un primer periodo de un ciclo de salida del transmisor generador de corriente inducida y los datos de inversión de señal de los datos observacionales en un segundo período del ciclo de salida correspondiente a una pluralidad de ciclos, y los medios de observación podrán detener la observación basada en un nivel de ruido de datos después del proceso de apilamiento.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS FIG. 1 es una vista esquemática que ilustra la configuración de un dispositivo sensor de campo magnético de acuerdo con una modalidad de la invención.

FIG. 2 es un diagrama esquemático que ilustra un ej emplo de la configuración de una sección de sensor.

FIG. 3 ilustra un ej emplo de la apariencia de una sección de sensor.

FIG. 4 es una gráfica que ilustra un ej emplo experimental para confirmar un aumento en la sensibilidad.

FIG. 5 es un diagrama de circuito que ilustra un ejemplo de un circuito de excitación.

FIG. 6 es un diagrama bloque de circuito que ilustra un ej emplo de la configuración de una sección de registro .

FIG. 7 es una vista esquemática que ilustra un ej emplo de colocación cuando se utiliza un dispositivo sensor de campo magnético para la exploración electromagnética subterránea..

FIG. 8 es una tabla de tiempos que ilustra una corriente de salida desde un transmisor generador de corriente inducida, una fuerza contraelectromotriz, y un campo magnético en un método de exploración electromagnética subterránea de acuerdo con una modalidad de la invención.

FIG. 9 es un diagrama de fluj o que ilustra un ej emplo de un flujo de observación de campo magnético usando un método de exploración subterránea de acuerdo con una modalidad de la invención.

FIG. 1 0 es un diagrama de fluj o que ilustra un ejemplo del flujo de un paso de cancelación de campo magnético ambiental de un método de exploración electromagnética subterránea de acuerdo con una modalidad de la presente invención.

FIG. 1 1 es una gráfica que ilustra un ej emplo de un ej emplo experimental para determinar la magnitud de un campo magnético de corrección.

FIG. 1 2 ilustra esquemáticamente un paso de corrección.

FIG. 13 ilustra esquemáticamente un paso de corrección.

FIG. 14 es una gráfica que ilustra un ej emplo de datos después de haberse llevado a cabo el paso de apilamiento.

DESCRIPCIÓN DE LAS MODALIDADES Las modalidades a las cuales se aplica la invención, se describen abajo con referencia a las figuras. Nótese que la invención no está limitada a las siguientes modalidades. La invención abarca combinaciones arbitrarias de los elementos de las siguientes modalidades. 1 . Dispositivo sensor de campo magnético FIG. 1 es una vista esquemática que ilustra la configuración de un dispositivo sensor de campo magnético de acuerdo con esta modalidad.

Un dispositivo sensor de campo magnético 1 de acuerdo con esta modalidad, incluye una sección de sensor 1 00 y una sección de procesamiento 200. La FIG . 1 para la conveniencia de la descripción, ilustra una sección de sensor 1 00 y una sección de procesamiento 200. Nótese que el dispositivo sensor de campo magnético 1 puede incluir una pluralidad de secciones de sensor correspondientes a una sección de registro .

La sección de sensor 1 00 incluye un dispositivo de magneto-impedancia que tiene una estructura amorfa magnética. La sección de sensor 100 detecta un campo magnético, y transmite una señal de salida basada en la magnitud del campo magnético detectado a la sección de procesamiento 200.

La sección de procesamiento 200 recibe la señal de salida desde la sección de sensor 100, ej ecuta la señal dada procesada sobre la señal de salida, y registra la señal de salida como datos observacionales. La sección de procesamiento 200 también controla la sección de sensor 1 00.

La FIG. 2 es un diagrama esquemático que ilustra un ej emplo de la configuración de la sección de sensor 1 00.

La sección de sensor 100 incluye un dispositivo de magneto-impedancia 1 10 que tiene una estructura amorfa magnética. El dispositivo de magneto-impedancia 1 1 0 detecta un campo magnético en la dirección longitudinal. En esta modalidad, el dispositivo de magneto-impedancia 1 10 detecta un campo magnético en la dirección vertical (dirección de la flecha) en la FIG. 2. En esta modalidad, la longitud del dispositivo de magneto-impedancia 110 en la dirección longitudinal es de aproximadamente 4 mm.

La sección de sensor 100 incluye un circuito de excitación 120. El circuito de excitación 120 conduce al dispositivo de magneto-impedancia 110, y da salida a una señal de salida a la sección de procesamiento de 200. La sección de sensor 100 puede incluir una bobina de medición 111 que forma el circuito de excitación 120 y es colocada alrededor del dispositivo de magneto-impedancia 110.

La FIG.5 es un diagrama de circuito que ilustra un ejemplo del circuito de excitación 120. En el ejemplo de la FIG. 5, el circuito de excitación 120 incluye principalmente un circuito de oscilación Colpitts 121 que incluye el dispositivo de magneto-impedancia 110. El circuito de oscilación Colpitts 121 incluye bobinas Illa, 111b y lile (es decir, la bonina de medición 111), un transistor 112, un resistor 113, capacitores 114 y 115, y un resistor variable 116.

En el circuito de la FIG.5, la amplitud de voltaje de resonancia del circuito de oscilación Colpitts 121 es modulada por un campo magnético H. El voltaje modulado por amplitud se detecta a través de un diodo barrera Schottky D. El voltaje diferencial entre un voltaje detectado y un voltaje Vb de derivación DC de ajuste punto cero, se amplifica, y un voltaje de salida Vout sale como una señal de salida. El voltaje de salida Vout se alimenta de nuevo al circuito de oscilación Colpitts 121. Esto implementa un circuito de excitación 120 que tiene una alta linealidad y sin histéresis.

La sección de sensor 100 incluye secciones centrales en forma de varilla 130 y 131. Las secciones centrales 130 y 131 están dispuestas a ambos lados del dispositivo de magneto-impedancia 110 que tiene una estructura amorfa magnética en la dirección longitudinal. Las secciones centrales 130 y 131 guían un campo magnético a la estructura amorfa magnética del dispositivo de magneto-impedancia 110. Las secciones centrales 130 y 131 pueden estar formadas por un material de alta permeabilidad (por ejemplo, metal-mu o de ferrita).

La FIG. 3 ilustra un ejemplo de la apariencia de la sección de sensor 100 del dispositivo sensor de campo magnético 1 de acuerdo con la modalidad. La sección de sensor 100 incluye una carcasa 1000. La carcasa 1000 incluye secciones cilindricas 1001 y 1002 y una sección de apoyo de sensor 1100. La carcasa 1000 tiene una longitud total de 250 mm y un diámetro de 76 mm.

Un cuadro sensor 1200 que incluye el dispositivo de magneto-impedancia 110 con la estructura amorfa magnética y el circuito de excitación 120 se proporciona en la sección de apoyo 1100, y las secciones centrales 130 y 131 son respectivamente proporcionadas en las secciones cilindricas 1001 y 1002. El dispositivo de magneto-impedancia 110 y las secciones centrales 130 y 131 se encuentran colocados de tal forma que la dirección longitudinal del dispositivo de magneto-impedancia 110 coincide con la dirección longitudinal de las secciones centrales 130 y 131.

En esta modalidad, las secciones centrales 130 y 131 se forman de metal mu que tiene una permeabilidad de aproximadamente 10.000. Las secciones centrales 130 y 131 tienen una longitud en la dirección longitudinal de aproximadamente 12 cm y un diámetro de aproximadamente 5 mm. Esto hace que sea posible aumentar la sensibilidad del sensor de campo magnético por un factor de aproximadamente 300 en comparación con el caso en donde las secciones centrales 130 y 1 3 1 no están previstas.

La FIG. 4 es una gráfica que ilustra un ej emplo experimental que confirma un aumento en la sensibilidad debido a las secciones centrales 1 30 y 1 3 1 . En el experimento, se utilizó un dispositivo sensor de campo magnético del cual la sensibilidad obtenida por la combinación del dispositivo de magneto-impedancia 1 1 0 y el circuito de excitación 120 fue 0.0048 mV/nT.

Las secciones centrales, 1 30 y 13 1 se proporcionan en el dispositivo sensor de campo magnético, y un voltaj e de salida fue medido cuando ingresa a un campo magnético que tiene una fuerza de campo magnético de 1 727.6 nT (véase la FIG. 4) . Como se ilustra en la FIG. 4, el voltaj e de salida del dispositivo sensor de campo magnético fue de 2.8 12 V (=3.660-0.848 V) . Por lo tanto, el factor de amplificación de la sensibilidad logrado al proporcionar las secciones centrales .1 30 y 1 3 1 fue de 327.7 (=(2.8 12x 1 000/0.0048)/ 1 727.6).

Como se ha descrito anteriormente, la sensibilidad del dispositivo sensor de campo magnético puede ser mejorada al proporcionar las secciones centrales 1 30 y 13 1 en forma de varilla. Además, se puede implementar un' dispositivo sensor de campo magnético que puede ser reducido en tamaño y peso, en comparación con una bobina de inducción.

La sección de sensor 100 puede incluir medios de cancelación de campo magnético ambiental 140 y 141 , que generan un campo magnético corregido que anula la entrada del campo magnético ambiental a la estructura amorfa magnética del dispositivo de magneto-impedancia 1 1 0. En esta modalidad, cada uno de los medios de cancelación de campo magnético ambiental 140 y 141 está formado por una bobina que se enrolla alrededor de la sección central 130 o 13 1 .

El dispositivo sensor de campo magnético 1. puede incluir un medio de ajuste que controla los medios de cancelación de campo magnético ambiental 140 y 141 de manera que los datos observacionales caigan dentro · del rango deseado. En esta modalidad, la sección de procesamiento 200 tiene la función de los medios de ajuste. Más adelante se describe un ej emplo de configuración de la sección de procesamiento 200.

El dispositivo de magneto-impedancia 1 1 0 detecta la magnitud de un campo magnético en lugar de un cambio (diferenciación temporal) en el campo magnético . El campo magnético ambiental normalmente existe a una densidad de fluj o magnético de aproximadamente 0.5 gauss debido, al magnetismo terrestre. Por lo tanto, cuando la sensibilidad de detección se incrementa por ej emplo, por un factor de 300 utilizando las secciones centrales 1 30 y 1 3 1 , el dispositivo de magneto-impedancia 1 1 0 detecta el campo magnético ambiental a una densidad de flujo magnético de aproximadamente 1 50 gauss.

El rango de detección del dispositivo sensor de campo magnético está determinado por una combinación del dispositivo de magneto-impedancia 1 10 y el circuito de excitación 1 20. Por ej emplo, se puede diseñar, un dispositivo sensor de campo magnético formado por la combinación de un dispositivo de magneto-impedancia 1 1 0 disponible comercialmente, y un circuito de excitación 120 disponible comercialmente para tener un alcance de detección de ± 3 gauss (densidad de fluj o magnético) . En este caso, si la sensibilidad de detección se incrementa por un factor de 300 utilizando las secciones centrales 1 30 y 13 1 , el circuito de excitación 120 se satura solamente por el campo magnético ambiental debido al magnetismo terrestre de tal manera que un campo magnético no puede ser medido Sin embargo, los datos observacionales caen dentro del rango de detección determinado por la combinación del dispositivo de magneto-impedancia 1 10 y el circuito de excitación 120 al originar que los medios de cancelación de campo magnéti co ambiental 140 y 141 cancelen la entrada del campo magnético ambiental a la estructura amorfa magnética del dispositivo de magneto-impedancia 1 10.

En particular, cuando la señal de campo magnético obj etivo de observación es inferior a la señal de campo magnético ambiental debido al magnetismo terrestre, la señal de campo magnético puede medirse con alta precisión al originar que los medios de cancelación de campo magnético ambiental 140 y 141 cancelen el campo magnético ambiental, de tal modo que el nivel del campo magnético ambiental debido al magnetismo terrestre corresponda al centro del rango de detección.

El campo magnético ambiental se cancela al originar que los medios de cancelación del campo magnético 140 y 141 generen un campo magnético opuesto al del campo magnético ambiental debido al magnetismo terrestre. En particular, el campo magnético ambiental puede ser cancelado de tal manera que el nivel del campo magnético ambiental debido al magnetismo terrestre corresponda al centro del rango de detección, al originar que los medios de cancelación de campo magnético ambiental 140 y 141 generen un campo magnético que sea opuesto al campo magnético ambiental, debido al magnetismo terrestre, y tenga una magnitud casi igual a aquella del campo magnético ambiental, debido al magnetismo terrestre.

La FIG. 6 es un diagrama bloque de circuito que ilustra un ej emplo de la configuración de la sección de procesamiento de 200.

La sección de procesamiento 200 puede incluir una unidad de procesamiento 220. La unidad de procesamiento 220 adquiere los datos observacionales, controla - los medios de cancelación de campo magnético ambiental 140 y 141 , escribe los datos observacionales en un medio de almacenamiento 240 descrito posteriormente, y lleva a cabo varios procesos de cálculo y lo similar.

La unidad de procesamiento 200 puede funcionar como un medio de ajuste que controla los medios de cancelación de campo magnético ambiental 140 y 141 a través de un convertidor D/A 21 7.

La sección de procesamiento de 200 recibe la señal de salida Vout del circuito de excitación 120. La señal de salida Vout, según sea necesario, entra a la unidad de procesamiento 220 a través de un amplificador 2 10, un filtro de paso alto 21 1 , un filtro de muesca 212, un filtro de paso bajo 2 13 , un amplificador de 214, y un convertidor A/D 21 5. Por ej emplo, el filtro de muesca 212 puede bloquear el ruido ambiental (por ej emplo, 50 Hz o 60 Hz) causados por un suministro de energía eléctrica, ó el filtro de paso bajo 21 3 puede bloquear una señal que tiene una frecuencia igual o superior a dos veces la frecuencia de muestreo.

La sección de procesamiento 200 puede incluir un reloj de precisión 230. El reloj de precisión 230 puede tener, por ej emplo, una precisión de 10"9.

En esta modalidad, la unidad de procesamiento 220 y el reloj de precisión 230 funcionan como medios de observación 250 que observan en serie un campo magnético deseado, opcionalmente junto con el amplificador 21 0, el filtro de paso alto 21 1 , el filtro de muesca 212, el filtro de paso bajo 213 , el amplificador de 214, y el convertidor A/D 21 5. Por ej emplo, cuando se utiliza el dispositivo sensor de champo magnético 1 según la modalidad para la exploración electromagnética subterránea, que utiliza un transmisor generador de corriente inducida, los medios de observación 250 observan en serie un campo magnético incluyendo una señal de campo magnético basada en la salida del transmisor generador de corriente inducida.

La sección de procesamiento 200 puede incluir los medios de almacenamiento 240. Los medios de almacenamiento 240 almacenan los datos observacionales observados por medio de los medios de observación 250. Los medios de almacenamiento 240 pueden ser removibles (por ej emplo, la tarj eta de memoria), o pueden estar formados por un disco duro o lo similar provistos en la sección de procesamiento 200. Cuando se ingresa a los datos observacionales que son mayores o menores que un rango medible determinado por la dinámica del rango de un medio de amplificación (es decir, el amplificador de 214 en esta modalidad) que amplifica la señal de salida desde la sección de sensor 1 00, los datos observacionales pueden ser almacenados en los medios de almacenamiento 240 como el valor máximo y el valor mínimo del rango medible.

La unidad de procesamiento 220 puede funcionar como un medio de corrección que corrige un valor de referencia de los datos observacionales, de manera que los datos observacionales caen dentro del rango deseado basado en un valor obtenido mediante la integración de los datos observacionales almacenados en los medios de almacenamiento 240 por un período en el cual el valor entero de la señal de campo magnético basada en la salida del transmisor generador de corriente inducida es cero.

Cuando el transmisor generador de corriente inducida da salida a una corriente directa alterna (es decir, una señal de la cual la salida positiva en el primer período del ciclo es simétrica con la salida negativa del segundo período del ciclo), por ej emplo, el período en el cual el valor entero de la señal de campo magnético basada en la salida del transmisor generador de corriente inducida es cero, puede ser un período igual a un múltiplo entero del ciclo de salida del transmisor generador de corriente inducida, o puede ser la combinación de un primer intervalo y un tercer intervalo, o la combinación de un segundo intervalo y un cuarto intervalo cuando se divide por igual el ciclo de salida en los intervalos, primero a cuarto .

Los medios de corrección pueden controlar automáticamente el valor de referencia de los datos observacionales, por ej emplo, mediante el control de la cantidad compensatoria de los medios de amplificación que amplifican la señal de salida desde la sección de sensor 1 00. En esta modalidad, el amplificador 214 funciona como medio de amplificación que amplifica el voltaj e de salida Vout de la sección de sensor 100, y la unidad de procesamiento 220 controla el valor de referencia de los datos observacionales al controlar la cantidad compensatoria del amplificador 214 a través de un convertidor D/A 2 1 6.

Por ej emplo, cuando se utiliza el dispositivo sensor de campo magnético 1 según la modalidad para la exploración electromagnética subterránea, que utiliza el transmisor generador de corriente inducida, los medios de corrección pueden disminuir el valor de referencia de los datos de medición cuando un valor obtenido mediante la integración de lós datos observacionales almacenados en los medios de almacenamiento 240 por un período igual a un múltiplo entero del ciclo de salida, ha excedido el valor de referencia de límite superior; y aumentar el valor de referencia de los datos de medición cuando un valor obtenido mediante la integración de los datos observacionales por un período igual a un múltiplo entero del ciclo de salida se haya convertido más baj o que el valor de referencia de límite inferior.

De acuerdo con esta configuración, ya que la cantidad de cambio temporal en los datos observacionales debido a un cambio temporal en el magnetismo terrestre puede ser corregida automáticamente, la sección de sensor 1 00 y los medios de observación 250 no se saturan. Esto permite una medición automática.

Cuando se utiliza el dispositivo sensor de campo magnético 1 de acuerdo con la modalidad para la exploración electromagnética subterránea, que utiliza el transmisor generador de corriente inducida, la sección de procesamiento 200 puede incluir un medio de sincronización que adquiera datos de tiempo sincronizados con la salida del transmisor generador de corriente inducida. En esta modalidad, los medios de sincronización, pueden adquirir los datos de tiempo sincronizados con la salida del transmisor generador de corriente inducida, mediante la adquisición de la información de tiempo incluida en la información del sistema de posicionamiento global (GPS) utilizando un reloj de sistema de posicionamiento global (GPS) 23 1 .

Los medios de almacenamiento 240 pueden . almacenar los datos observacionales y los datos del tiempo, mientras se asocian los datos observacionales con los datos del tiempo. Esto facilita el análisis de los datos observacionales cuando se utiliza el dispositivo sensor de campo magnético 1 para la exploración electromagnética subterránea.

La sección de procesamiento 200 puede ser conectada a un medio de entrada 300 y un medio de salida 3 10. Los medios de entrada 300 y los medios de salida 3 10 son usados para ingresar o dar salida a los datos e instrucciones. Los medios de entrada 300 pueden ser un teclado. Los medios de salida 3 10 pueden ser una pantalla (monitor). 2. Método de exploración electromagnética subterránea usando un dispositivo sensor de campo magnético 1 .

Se describe más abajo, un método de exploración electromagnética subterránea que utiliza el dispositivo sensor de campo magnético 1 . Se han desarrollado diversos métodos de exploración electromagnética subterránea. Esta modalidad ilustra un método de exploración electromagnética subterránea que genera artificialmente un suelo de campo electromagnético para implementar la exploración subterránea.

Como el método de exploración electromagnética subterránea, se han conocido un método de exploración electromagnética subterránea de dominio de frecuencia que manej a una respuesta electromagnética como una función de frecuencia y un método de exploración electromagnética subterránea de dominio de tiempo que manej a una respuesta electromagnética como una función de tiempo. El dominio de frecuencia y el dominio tiempo hacen un par de transformada Fourier y son teóricamente equivalentes. Esta modalidad ilustra método electromagnético de dominio de tiempo (método TDEM) que es un método de exploración electromagnética subterránea de dominio de tiempo .

La FIG. 7 es una vista esquemática que ilustra un ejemplo de colocación cuando se utiliza el dispositivo sensor de campo magnético 1 para exploración electromagnética subterránea.

El dispositivo sensor de campo magnético 1 se coloca sobre la superficie de la tierra. El dispositivo sensor de campo magnético 1 está dispuesto en una depresión formada en la superficie de la tierra a fin de asegurar la posición y la inclinación del dispositivo sensor de campo magnético 1 .

Un transmisor generador de corriente inducida 2 se coloca sobre la superficie de la tierra. Un circuito de transmisión 3 es usado para generar una corriente inducida subterránea al originar que una corriente de salida del transmisor generador de corriente inducida 2 a fluir, también sea igualmente colocado sobre la superficie de la tierra. En esta modalidad, una corriente inducida es generada en el suelo usando el transmisor generador de corriente inducida 2 y el circuito de transmisión 3. La distancia entre el dispositivo sensor de campo magnético 1 y el circuito de transmisión 3 puede fij arse arbitrariamente correspondiente con el obj etivo de la exploración electromagnética subterránea. En esta modalidad, el dispositivo sensor de campo magnético 1 se coloca a una distancia de aproximadamente 0 a 15 km del circuito de transmisión 3.

La FIG. 8 es una tabla de tiempos que ilustra una corriente de salida I del transmisor generador de corriente inducida 2, una fuerza contraelectromotriz P después de que la corriente de salida se ha reducido, y un campo¦magnético H después de que la corriente de salida se ha reducido, en el método de exploración electromagnética subterránea de acuerdo con la modalidad. La corriente de salida I que es una corriente directa alterna (es decir, una señal de la cual la salida positiva en el primer período del ciclo es simétrica con la salida negativa en el segundo período del ciclo). La dirección indicada por una flecha en la FIG. 7 es una dirección positiva.

Como se ilustra en (A) de la FIG. 8 , una corriente de salida positiva I sale hacia el circuito de transmisión 3 del transmi sor generador de corriente inducida 2. La corriente de salida I es entonces cortada rápidamente. Como resultado, se genera una fuerza contraelectromotriz que mantiene el campo magnético antes de que la corriente de salida I sea cortada, de acuerdo a la ley de la inducción electromagnética, según se ilustra en (B) de la FIG. 8 , de modo que una corriente inducida es generada sobre la superficie de la tierra. Una corriente de salida negativa I sale entonces al circuito de transmisión 3 desde el transmisor generador de corriente inducida 2. La corriente de salida I es entonces cortada rápidamente. La operación anterior se repite en un ciclo T.

La corriente inducida sobre la superficie de la tierra se atenúa correspondiente a la resistividad específica de la tierra, y se produce bajo tierra una corriente inducida que impide un cambio en la corriente. Este proceso se repite de modo que se origina un fenómeno en el que una corriente inducida 500 se propaga profundamente en el subterráneo como una corriente inducida 501 y una corriente inducida 502.

La corriente inducida se atenúa correspondiente a la resistividad específica del estrato de trayectoria de la corriente. Por lo tanto, la distribución de resistividad específica subterránea podrá determinarse al detectar la atenuación de la corriente inducida como un cambio temporal en el campo magnético, según se ilustra en la (C) de la FIG. 8 , utilizando el dispositivo sensor de campo magnético 1 colocado sobre la superficie de la tierra. Por ejemplo, la corriente inducida se atenúa rápidamente cuando la resistividad específica subterránea es alta, mientras que la corriente inducida se atenúa lentamente cuando la resistividad específica subterránea es baj a.

Por lo tanto, la distribución de la resistividad específica subterránea puede ser determinada mediante la recopilación de datos observacionales utilizando el dispositivo sensor de campo magnético 1 que es movido correspondiente al punto de medición; o una pluralidad de dispositivos de sensor de campo magnético 1 colocados en los puntos de medición correspondientes, y analizando los datos observacionales. La estructura subterránea también puede ser determinada con base a la distribución de la resistividad específica.

Específicamente, se puede determinar la estructura subterránea al repetir la observación del campo magnético que incluye un paso de observación que observa el campo magnético basado en la corriente inducida que utiliza el dispositivo de sensor de campo magnético 1 y un paso de almacenamiento que almacena los datos observacionales del campo magnético basados en la corriente inducida en una pluralidad de puntos de medición sobre la superficie de la tierra, y al calcular la distribución de la resistividad subterránea específica basada en la observación de datos correspondientes a cada punto de medición.

Ya que puede implementarse un dispositivo sensor de campo magnético que puede reducirse en tamaño y peso, en comparación con la bobina de inducción, al utilizar un dispositivo sensor de campo magnético 1 que incluye la sección de sensor 1 00 incluyendo el dispositivo de magneto-impedancia 1 10 que tiene una estructura amorfa magnética como el centro y secciones centrales en forma de varilla 1 30 y 13 1 que guían un campo magnético a la estructura amorfa magnética en dirección longitudinal, se puede implementar la exploración subterránea electromagnética que permite las mediciones baratas a un número de ubicaciones en un período corto de tiempo.

Cuando el dispositivo sensor de' campo magnético 1 incluye el medio de cancelación del campo magnético ambiental 140 y 141 que genera un campo magnético de corrección que cancela la entrada del campo magnético ambiental a la estructura amorfa magnética, el método puede incluir un paso de cancelación del campo magnético ambiental que genera un campo magnético de corrección que cancela la entrada del campo magnético ambiental a la estructura amorfa magnética, de tal modo que el valor observacional de campo magnético cae dentro del rango deseado. El paso de cancelación del campo magnético ambiental puede llevarse a cabo por ej emplo, antes del paso de observación.

La FIG. 9 es un diagrama de fluj o que ilustra un ej emplo del fluj o de observación del campo magnético utilizando el método de exploración electromagnética subterránea de acuerdo con esta modalidad.

Se lleva a cabo el paso de cancelación del campo magnético ambiental que genera un campo magnético de corrección que cancela la entrada del campo magnético ambiental a la estructura amorfa magnética utilizando los medios de cancelación de campo magnético ambiental 140 y 141 de manera que el valor observacional de campo magnético cae dentro del rango deseado (paso S 1 00) .

Se lleva a cabo el paso de observación que observa el campo magnético basado en la corriente inducida utilizando los medios de observación 250 (paso S I 10) . Así, se lleva a cabo el paso de almacenamiento que almacena los datos observacionales en los medios de almacenamiento 240 (paso S 120) .

Se haya completado o no la observación de campo magnético se determina (paso S I 30). Se haya completado o no la observación de campo magnético, podrá determinarse con base a ya sea que se haya llevado a cabo o no el paso de observación un número dado de veces, ya sea que se haya llevado a cabo o no el paso de observación por un período dado de tiempo, o, por ej emplo, si se ha ingresado o no una instrucción de finalización de observación.

Cuando se ha determinado que la observación del campo de magnético no ha sido completada en el paso S 1 30, los pasos S I 10 a S 1 30 son repetidos hasta que la observación del campo magnético se complete. Cuando se ha determinado que la observación del campo magnético ha sido concluida en el paso S I 30, se termina el fluj o de observación del campo magnético.

La FIG. 1 0 es un diagrama de fluj o que ilustra un ej emplo del flujo del paso de cancelación del campo magnético ambiental del método de exploración electromagnética subterránea de acuerdo con esta modalidad. En esta modalidad, las tensiones de referencia V I y V2 satisfacen la relación "0<V2<V 1 " , y las anchuras de cambio del campo magnético de corrección deltal y delta 2 cumplen la relación "0<delta2<delta l " . La dirección del campo magnético de corrección opuesto al magnetismo terrestre se conoce como una dirección positiva. La anchura de cambio y el número de etapas de cambio de Jos campos magnéticos de corrección, pueden ser establecidas arbitrariamente, según sea necesario.

Cuando se ha iniciado el paso de cancelación del campo magnético ambiental, los medios de cancelación de campo magnético ambiental 140 y 141 generan el campo magnético de corrección a un valor inicial determinado (paso S200). El valor inicial puede ser cero (es decir, un estado en el . que no se genera el campo magnético de corrección) .

Los medios de observación 250 del dispositivo sensor de campo magnético 1 observan un campo magnético por un determinado período de tiempo (paso S202) . Se calcula un valor promedio Va de los datos observacionales almacenados en los medios de almacenamiento 240 sobre la base del voltaj e de salida Vout del circuito de excitación 120 de la salida de la sección de sensor 100 dentro del período de tiempo determinado (paso S204) . El valor promedio Va se calcula, por ejemplo, de la sección de procesamiento de 200. Cuando se han ingresado datos observacionales que son más altos o inferiores a un rango medible determinado por el rango dinámico de un medio de amplificación (es decir, el amplificador 214 en esta modalidad) que amplifica la señal de salida desde la sección de sensor 1 00, los datos observacionales podrán almacenarse en los medios de almacenamiento 240 como el valor máximo y el valor mínimo del rango medible.

Sea o no que el valor promedio Va es más grande que cero, se determina (paso S206). Se da la siguiente descripción sobre la presunción de que la unidad de procesamiento 200 lleve a cabo todos los procesos de determinación.

Cuando la unidad de procesamiento de 220 en el paso S206, ha determinado que el valor promedio Va es mayor a cero, la unidad de procesamiento 220 determina si o no el valor promedio Va es menor que el voltaj e de referencia V I (paso S208) . Cuando la unidad de procesamiento 220 ha determinado que el valor promedio Va es igual o mayor que el voltaj e de referencia V I , la unidad de procesamiento 220 aumenta la magnitud del campo magnético de corrección mediante la anchura de cambio delta l (paso S308 ), y regresa al paso S202.

Cuando la unidad de procesamiento 220 ha determinado que el valor promedio Va es menor que el voltaj e de referencia V I en el paso S208 , la unidad de procesamiento 220 determina si el valor promedio Va es menor o no que el voltaj e de referencia V2 (paso S210) . Cuando la unidad de procesamiento 220 ha determinado que el valor promedio Va es igual o mayor que el voltaj e de referencia V2, la unidad de procesamiento 220 aumenta la magnitud del campo magnético de corrección por la anchura de cambio delta2 (paso S3 1 0), y regresa al paso S202.

Cuando la unidad de procesamiento 220 ha determinado que el f valor promedio Va es menor que el voltaj e de referencia V2 en el paso S210, la unidad de procesamiento 220 arregla la magnitud del campo magnético de corrección, y termina el proceso. En concreto, el valor promedio Va satisface la relación "0<Va<V2 " cuando el proceso se completa.

Cuando la unidad de procesamiento 220 ha determinado que el valor promedio Va es igual o inferior a cero en el paso S206, la unidad de procesamiento 220 determina si el valor promedio Va es mayor o no que el voltaj e de referencia (-V 1 ) (paso S212) . Cuando la unidad de procesamiento 220 ha determinado que el valor promedio Va es igual o menor que el voltaj e de referencia (-V 1 ), la unidad de procesamiento 220 disminuye la magnitud del campo magnético de corrección por la anchura de cambio delta l (paso S3 12), y regresa al paso S202.

Cuando la unidad de procesamiento 220 ha determinado que el valor promedio Va es mayor que el voltaj e de referencia (-V 1 ) en el paso S212, la unidad de procesamiento 220 determina si el valor promedio Va es mayor o no que el voltaj e de referencia (-V2) (paso S214) . Cuando la unidad de procesamiento 220 ha determinado que el valor promedio Va es igual o menor que el voltaj e de referencia (-V2), la unidad de procesamiento 220 disminuye la magnitud del campo magnético de corrección por la anchura de cambio delta2 (paso S3 14), y regresa al paso S202.

Cuando la unidad de procesamiento 220 ha determinado que el valor promedio Va es mayor que el voltaj e de referencia (-V2) en el paso S214, la unidad de procesamiento 220 arregla la magnitud del campo magnético de corrección, y termina el proceso. Específicamente, el valor promedio Va cumple la relación "-V2<Va<0" cuando el proceso se completa.

Específicamente, el valor promedio Va cumple la relación "V2-<Va<V2" cuando el flujo del paso de cancelación del campo magnético ambiental ilustrado en la FIG. 1 0 se completa. La magnitud del campo magnético de corrección es modificada por la gran anchura de cambio deltal cuando el valor promedio Va difiere en gran medida de cero, y se cambia por la pequeña anchura de cambio delta2 cuando el valor promedio Va ha caído dentro del rango "-V l <Va<V l " . Esto hace que sea posible determinar la magnitud del campo magnético de corrección que provoca rápidamente y con precisión que el valor promedio Va caiga dentro del rango "V2-<Va<V2" .

La FIG. 1 1 es un diagrama esquemático que ilustra la determinación de la magnitud del campo magnético dé corrección sobre la base del flujo de la FIG. 10. (A) de la FIG. 1 1 ilustra la entrada de datos observacionales a la unidad de procesamiento de 220, (B) de la FIG. 1 1 muestra los datos almacenados en los medios de almacenamiento 240, y (C) de la FIG. 1 1 ilustra la magnitud del campo magnético de corrección. En (A) a (C) de la FIG. 1 1 , el ej e horizontal indica el tiempo. El valor límite superior de medición del dispositivo sensor de campo magnético 1 se conoce como Vu, y el valor límite inferior de medición del dispositivo sensor de campo magnético 1 se conoce como Vd. La relación "Vd. <-V l <-V2<0<V2<V l <Vu" se cumple.

El campo magnético de corrección en el valor predeterminado inicial es generado por los medios de cancelación de campo magnético ambiental 140 y 141 en un período t i , y el campo magnético es observado por los medios de observación 250 del dispositivo sensor de campo magnético 1 por un período de tiempo determinado (pasos S 200 y S202) . En el ejemplo de la FIG. 1 1 , el valor inicial del campo magnético de corrección es cero (es decir, un estado en el que el campo magnético de corrección no se genera).

En el ej emplo de (A) de la FIG. 1 1 , todos los datos observacionales es igual o mayor que el, valor límite superior de medición Vu en el período t i . Por lo tanto, ya que todos los datos almacenados es Vu, el valor promedio Va cumple la relación "0<V l <Va" . Por lo tanto, la unidad de procesamiento 220 aumenta el campo magnético de corrección por la cantidad de cambio delta l (pasos S204, S206, S208 y S 308) .

El campo magnético de corrección que se ha cambiado sobre la base de los resultados de la observación en el período t i es generado por los medios de cancelación de campo magnético ambiental 140 y 141 en un período t2, y el campo magnético es observado por los medios de observación 250 del dispositivo sensor del campo magnético 1 por un período determinado de tiempo (paso S202).

En el período t2, algunos de los datos observacionales es igual o mayor que el valor límite superior de medición Vu. En el ej emplo de la FIG. 1 1 , el valor promedio Va cumple la relación "0<V l <Va" . Por lo tanto, la unidad de procesamiento 220 también aumenta el campo magnético de corrección por la cantidad de cambio deltal (pasos S204, S206, S208 y S308) .

El campo magnético de corrección que se ha cambiado sobre la base de lós resultados de ' la observación en el período t2 es generado por los medios de cancelación de campo magnético ambiental 140 y 141 en un período t2, y el campo magnético es observado por los medios de observación 250 del dispositivo sensor del campo magnético 1 , por un período determinado de tiempo (paso S202).

En el período t3 , algunos de los datos observacionales es igual o menor que el valor límite inferior de medición Vd . En el ej emplo de l a FIG. 1 1 , el valor promedio Va cumple la relación. "-Vl <Va<0" . En este caso, la unidad de procesamiento 220 reduce el campo magnético de corrección por la cantidad de cambio delta2 (pasos S204, S206, S212, S2 14 y S3 1 4).

El campo magnético de corrección que se ha cambiado sobre la base de los resultados de la observación en el período t3 es generado por los medios de cancelación de campo magnético ambiental 140 y 141 en un período t4, y el campo magnético es observado por los medios de observación 250 del dispositivo sensor de campo magnético 1 , por un período determinado de tiempo (paso S202).

En el período t4, todos los datos observacionales caen dentro del rango entre el valor límite inferior de medición Vd. y el valor límite superior de medición Vu.. En el ej emplo de la FIG. 1 1 , el valor promedio Va cumple la relación "0<Va<V2" . En este caso, la unidad de procesamiento 220 arregla la magnitud del campo magnético de corrección, y termina el paso de cancelación del campo magnético ambiental (pasos S204, S206, S208 y S21 0) . Los medios de cancel ación de campo magnéti co ambiental 140 y 141 generan el campo magnético de corrección que tiene la misma magnitud que en el período t4 en el período subsiguiente t5.

El campo magnético obj etivo de observación puede ser observado de manera eficaz mediante la cancelación del campo magnético ambiental . Además, el paso de cancelación del campo magnético ambiental puede ser fácilmente automatizado.

El método de exploración electromagnética subterránea de acuerdo con esta modalidad, puede además incluir un paso de corrección que corrige el valor de.. referencia de los datos observacionales de manera que los datos observacionales caen dentro del rango deseado sobre la base de un valor obtenido mediante la integración de los datos observacionales del campo magnético incluyendo la señal de campo magnético sobre la base de la salida del transmisor generador de corriente inducida durante un período en el que el valor entero de la señal de campo magnético sobre la base de la salida del transmisor generador de corriente inducida es cero .

Cuando el transmisor generador de corriente inducida dej a salir una corriente directa alterna (es decir, una señal de la cual la salida positiva en el primer período del ciclo es simétrica con la salida negativa en el segundo período del ciclo), por ej emplo, el período en el cual el valor entero de la señal de campo magnético basada en la salida del transmisor generador de corriente inducida es cero, puede ser un período igual a un múltiplo entero del ciclo de salida del transmisor generador de corriente inducida, o puede ser la combinación de un primer intervalo y un tercer intervalo o la combinación de un segundo intervalo y un cuarto intervalo cuando dividen por igual el ciclo de salida entre los intervalos, primero a cuarto.

El paso de corrección puede automáticamente controlar el valor de referencia de los datos observacionales causando por ej emplo que los medios de corrección incluidos en el dispositivo sensor de campo magnético 1 controlen la cantidad compensatoria de los medios de amplificación que amplifican la señal de salida de la sección de sensor 1 00. En esta modalidad, el amplificador 2 1 4 funciona como medio de amplificación que amplifica el voltaj e de salida Vout desde la sección de sensor 1 00, y la unidad de procesamiento 220 controla el valor de referencia de los datos observacionales al controlar la cantidad compensatoria del amplificador 2 14 a través del convertidor D/A 2 1 6.

Por ej emplo, cuando se utiliza el dispositivo sensor de campo magnético 1 según la modalidad para la exploración electromagnética subterránea que utiliza el transmisor generador de corriente inducida, los medios de corrección pueden di sminuir el valor de referencia de los datos de medi ción cuando un valor obtenido al integrar los datos observacionales almacenados en el medio de almacenamiento de 240 para un período igual a un múltiplo entero del ciclo de salida del transmisor generador de corriente inducida 2 ha superado el valor de referencia límite superior, y puede aumentar el valor de referencia de los datos de medición cuando un valor obtenido al integrar los datos observacionales por un período igual a un múltiplo entero del ciclo de salida del transmisor generador de corriente inducida 2 se ha convertido más bajo que el valor de referencia límite inferior.

El valor de referencia de los datos observacionales podrá controlarse, por ej emplo, en un período en el que el transmisor generador de corriente inducida 2 suministra la corriente de salida al circuito de transmisión 3.

Las FIG. 12 y FIG. 1 3 son diagramas esquemáticos que ilustran el paso de corrección. El ej e horizontal indica el tiempo. El período de integración es idéntico con el ciclo de salida del transmisor generador de corriente inducida 2.

(A) de la FIG. 12 ilustra los datos observacionales antes de realizar el paso de corrección. Los datos observacionales se consideran que incluyen un ruido aleatorio ilustrado en (B) de la FIG. 12, una señal de campo magnético basada en la salida del transmisor generador de corriente inducida 2 ilustrada en (C) de la FIG. 12, y una cantidad compensatoria debido a un cambio temporal de cambio en el magnetismo terrestre, el circuito de los medios de observación 250, y lo similar, como se ilustra en la (D) de la FIG. 12.

El ruido aleatorio en (B) de la FIG . 12 y la señal de campo magnético basada en la salida del transmisor generador de corriente inducida 2 en (C) de la FIG. 12 se convierte en cero como resultado de la integración en el ciclo de salida del transmisor generador de corriente inducida 2. Por lo tanto, sólo un valor entero de la cantidad compensatoria debido a un cambio temporal en el magnetismo terrestre, el circuito de los medios de observación 250, y lo similar en el (D) de la FIG. 12 se puede calcular mediante la integración de los datos observacionales en (A) de la FIG. 1 2 en el ciclo de salida del transmisor generador de corriente inducida 2.

El medio de corrección cambia el valor de referencia de los datos observacionales cuando el valor entero ha superado un valor de referencia límite superior Iu o se ha convertido inferior a un valor de referencia límite inferior Id. El valor de referencia límite superior Iu y el valor de referencia límite inferior Id se determinan de tal manera que los datos observacionales caen dentro del rango entre el valor límite superior de medición Vu y el valor límite inferior de medición Vd tomando en cuenta la magnitud del ruido aleatorio y el período de integración. En el ej emplo ilustrado en (E) de la FIG. 12, el valor entero excede el valor de referencia límite superior Iu en un período T4. Por lo tanto, como se ilustra en (F) de la FIG . 1 2, el medio de corrección disminuye el valor de referencia de los datos observacionales por DeltaV en un período T5 y el período subsiguiente.

(A) de la FIG. 1 3 ilustra los mismos datos observacionales como en (A) de la FIG. 12, y (B) de la FIG. 1 3 ilustra los mismos datos observacionales después de llevar a cabo el paso de corrección. Los datos observacionales en (A) de la FIG. 1 3 incluyen datos que superan el valor límite superior de medición Vu en el período T5 y el período subsiguiente. Sin embargo, como se ilustra en (B) de la FIG. 1 3 , los datos de medición caen dentro del rango entre el valor límite superior de medición Vu y el valor límite inferior de medición Vd . al llevar a cabo el paso de corrección.

El método de exploración electromagnética subterránea de acuerdo con esta modalidad puede incluir un paso de sincronización que adquiere los datos del tiempo sincronizados con la salida del transmisor generador de corriente inducida 2, y el paso de almacenamiento (paso S 120 de la FIG. 9) puede almacenar los datos observacionales y los datos del tiempo mientras se asocian los datos observacionales con los datos del tiempo. El paso de sincronización puede llevarse a cabo antes del paso de observación (paso S 1 1 0 en la FIG. 9), o puede llevarse a cabo por ej emplo, durante el paso de observación.

En esta modalidad, los datos del tiempo en los cuales el dispositivo sensor del campo magnético 1 es sincronizado con la salida del transmisor generador de corriente inducida 2, pueden ser adquiridos al proporcionar un reloj de sistema de posicionamiento global (GP S) en cada dispositivo sensor de campo magnético 1 y el transmisor generador de corriente inducida 2, y al ocasionar que cada di spositivo sensor del campo magnético 1 y transmisor generador de corriente inducida 2 adquieran la información del tiempo incluida en la información del sistema de posicionamiento global (GP S) .

Los datos observacionales pueden ser analizados fácilmente al almacenar los datos observacionales y los datos del tiempo en los cuales el dispositivo sensor del campo magnético 1 es sincronizado con la salida del transmisor generador de corriente inducida 2, mientras se asocian los datos observacionales con los datos del tiempo.

El método de exploració'n electromagnética subterránea de acuerdo con esta modalidad puede incluir un paso de apilamiento. En el proceso de apilamiento, los datos obtenidos mediante la suma de los datos observacionales en el primer periodo del ciclo de salida T del transmisor generador de corriente inducida 2 y los datos de inversión de señal de los datos observados en el segundo período del ciclo de salida T se promedia correspondiente a una pluralidad de ciclos.

La FIG. 14 es un gráfico que ilustra un ej emplo de datos después de haberse llevado a cabo el paso de apilamiento. La FIG . 14 ilustra los datos obtenidos por el paso de apilamiento usando los datos observacionales correspondientes a un ciclo, dos ciclos, cuatro ciclos, ocho ciclos, 1 6 ciclos, 32 ciclos, 64 ciclos y 81 ciclos (en el orden desde el lado superior). El nivel de ruido se disminuye por un factor de ½ cada vez que la cantidad de datos observacionales usados para el proceso de apilamiento (es decir, el número de ciclos) se incrementa por un factor de cuatro .

El ruido aleatorio puede cancelarse por el paso de apilamiento de tal forma que la exactitud de medición podrá mejorarse. Más aún, la medición puede terminarse automáticamente mediante el monitoreo del nivel de ruido después del paso de apilamiento.

La invención incluye configuraciones que son substancialmente las mismas que las configuraciones descritas en las modalidades anteriores (por ej emplo, en función, método y efecto, u objetivo y efecto) . La invención también incluye una configuración en la cual un elemento no substancial de las modalidades anteriores se reemplaza por otro elemento . La invención también incluye una configuración que tiene los mismos efectos como aquellos de las configuraciones descritas en relación a las modalidades anteriores, o una configuración capaz de lograr el mismo objeto como aquellos de las configuraciones arriba descritas. La invención, además incluye una configuración obtenida al agregar tecnología conocida a las configuraciones descritas en las modalidades anteriores.

Por ejemplo, la corriente inducida es generada usando el circuito de transmisión 3 en las modalidades anteriores. Nótese que una pluralidad de electrodos pueden estar colocados sobre la superficie de la tierra, y una corriente inducida puede ser generada al originar que una corriente fluya entre los electrodos a través de la tierra.

LISTA DE SIGNOS DE REFERENCIA 1: dispositivo sensor de campo magnético 2: transmisor generador de corriente inducida 3: circuito de transmisión 100: sección de sensor 110: dispositivo de magneto-impedancia 111, Illa, 111b, lile: bobina de medición 112: transistor 113: resistor 114, 115: capacitor 116: resistor variable 120: circuito de excitación 121: circuito de oscilación Colpitts 130, 131: sección central 140, 141: medios de cancelación de campo magnético ambiental 200: sección de registro 210: amplificador 211: filtro de paso alto 212: filtro de muesca 213: filtro de paso bajo 214: amplificador 215: convertidor A/D 216, 217: convertidor A/D 220: unidad de procesamiento 300:. medios de entrada 310: medios de salida 500: 501, 502: corriente inducida 1000: carcasa 1001, 1002: sección cilindrica 1100: sección de apoyo de sensor 1200: cuadro sensor

Claims (13)

REIVINDICACIONES

1 . Dispositivo sensor de campo magnético que comprende: una sección de sensor que incluye un dispositivo de magneto-impedancia que tiene una estructura amorfa magnética; una sección central en forma de varilla que guía un campo magnético a la estructura amorfa magnética y se coloca en una dirección longitudinal con respecto a la estructura amorfa magnética, y medios de cancelación de campo magnético ambiental que generan un campo magnético de corrección que cancela un campo magnético ambiental debido a la entrada de magnetismo terrestre a la estructura amorfa magnética.

2. Dispositivo sensor de campo magnético según la reivindicación 1 , en donde la sección central se coloca sobre cada lado de la estructura amorfa magnética en la dirección longitudinal.

3. Dispositivo sensor de campo magnético según la reivindicación 2, en donde la sección central se coloca de tal forma que la dirección longitudinal de la estructura amorfa magnética coincide con una dirección longitudinal de la sección central .

4. Dispositivo sensor de campo magnético según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde la sección central está formada de un material de alta permeabilidad.

5. Dispositivo sensor de campo magnético según la reivindicación 4, en donde el material de alta permeabilidad es el metal mu.

6. Dispositivo sensor de campo magnético según la reivindicación 1 , en donde el medio de cancelación de campo magnético ambiental es una bobina que se enrolla alrededor de la sección central.

7. Dispositivo sensor de campo magnético según la reivindicación 1 , que comprende además : medios de ajuste que controlan los medios de cancelación de campo magnético ambiental de tal forma que los datos observacionales caen dentro de un rango deseado.

8. Dispositivo sensor de campo magnético según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 , que comprende además : medios de observación que observan en serie un campo magnético que incluye una señal de campo magnético basada sobre una salida de un transmisor generador de corriente inducida; medios de almacenamiento que almacenan datos observacionales observados por los medios de observación; y medios de corrección que corrigen un valor de referencia de los datos observacionales, de tal forma, que los datos observacionales caen dentro de un rango deseado basado en un valor obtenido mediante la integración de los datos observacionales almacenados en los medios de almacenamiento por un período en el cual, un valor entero de una señal de campo magnético basada en la salida del transmisor generador de corriente inducida es cero.

9. Dispositivo sensor de campo magnético según la reivindicación 8 , en donde el periodo en el cual el valor entero de la señal de campo magnético basada en la salida del transmisor generador de corriente inducida es cero, es un período igual a un múltiplo entero de un ciclo de salida del transmisor generador de corriente inducida que da salida a una corriente directa alterna.

10. Dispositivo sensor de campo magnético según la reivindicación 8 , que comprende además : medios de amplificación que amplifican una señal de salida desde la sección de sensor, en donde los medios de corrección controlan una cantidad compensatoria de los medios de amplificación.

1 1 . Dispositivo sensor de campo magnético según la reivindicación 8 , que comprende además: medios de sincronización que adquieren datos de tiempo sincronizados con la salida del transmisor generador de corriente inducida, en donde los medios de almacenamiento almacenan los datos observacionales y los datos del tiempo mientras se asocian los datos observacionales con los datos del tiempo .

12. Dispositivo sensor de campo magnético según la reivindicación 1 1 , en donde los medios de sincronización adquieren los datos de tiempo sincronizados con la salida del transmisor generador de corriente inducida al adquirir la información de tiempo incluida en la información de GPS .

13. Dispositivo sensor de campo magnético según la reivindicación 8 , que comprende además: medios de apilamiento que llevan a cabo un proceso de apilamiento que promedia los datos obtenidos al sumar los datos observacionales en un primer periodo de un ciclo de salida del transmisor generador de corriente inducida y los datos de inversión de señal de los datos observacionales en un segundo período del ciclo de salida correspondiente a una pluralidad de ciclos, en donde los medios de observación detienen la observación basada en un nivel de ruido de datos después del proceso de apilamiento .