一種瞬變電磁探測的盲深度測量方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電磁技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種瞬變電磁探測的盲深度測量方法和裝 置。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，瞬變電磁法在金屬礦勘探、工程地質(zhì)、煤礦采空區(qū)勘察等領(lǐng)域的應(yīng)用越來 越廣泛，取得了良好的經(jīng)濟效益。
[0003] 瞬變電磁法（Transientelectromagneticmethod，TEM)是一種時間域電磁勘探 方法，一般采用不接地的矩形或圓形回線發(fā)射階躍電流，電流關(guān)斷后，在地下介質(zhì)中會感應(yīng) 出二次場，通過測量二次場隨時間的變化而獲知地質(zhì)信息。由于瞬變電磁法在一次場關(guān)斷 后采集純二次場，采集到的信號不受一次場干擾，因此可以在近區(qū)進行觀測。此外，瞬變電 磁法具有受一次場干擾小、施工方便、受地形影響小等特點。
[0004] 像其它電法勘探方法一樣，瞬變電磁探測深度問題一直是地球物理勘探的研宄內(nèi) 容之一。研宄探測深度的重要性是不言而喻的，因為無論是施工設(shè)計還是資料解釋，都需要 估算所用的方法、裝置和儀器等能否達到目的層，以完成地質(zhì)任務(wù)；對于野外作業(yè)中觀測到 的不同極距、不同頻率、不同采樣時間的數(shù)據(jù)，需要確定它們包含了哪一深度范圍內(nèi)的地質(zhì) 信息，以便給出正確的解釋結(jié)果。
[0005] 通常所說的瞬變電磁探測深度，一般是指瞬變電磁法的最大探測深度，即在儀器 可分辨的前提下，電磁場的最大擴散深度。當一定延遲時間的信號強度太低，導(dǎo)致儀器無法 分辨時，該時刻之后的數(shù)據(jù)就失去了意義，探測深度就停留在該時刻所對應(yīng)的探測深度。
[0006] 然而，由于發(fā)射線圈本身存在自感，使得接收器所接收的信號，一種是來自地下的 電磁感應(yīng)信號，一種是線圈本身的自感信號。在瞬變電磁的超早期，電磁感應(yīng)信號幅值很 小，而自感信號幅值很大，在通常情況下，自感信號要比電磁感應(yīng)信號大三個數(shù)量級，所以 自感信號會淹沒電磁感應(yīng)信號。并且電磁感應(yīng)信號常常衰減很慢，而線圈的自感信號由高 值向低值卻衰減很快。所以，瞬變電磁有一個探測盲深度，該深度之內(nèi)的地質(zhì)信息是無法獲 知的。目前用于識別瞬變電磁探測盲深度的方法的識別準確度較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明提供一種瞬變電磁探測的盲深度測量方法和裝置，其目的是解決現(xiàn)有的用 于識別瞬變電磁探測盲深度的技術(shù)所識別的盲深度的準確度較低的問題。
[0008] 為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：
[0009] 一種瞬變電磁探測的盲深度測量方法，該方法包括：獲取或接收通過在待測區(qū)域 進行瞬變電磁探測所得到的多個時刻對應(yīng)的實測信號電壓幅值；計算瞬變電磁探測所采用 的發(fā)射線圈在多個時刻對應(yīng)的自感信號電壓幅值；根據(jù)多個時刻對應(yīng)的自感信號電壓幅值 和實測信號電壓幅值，在多個時刻之中確定在待測區(qū)域進行瞬變電磁探測的盲深度的最小 可分辨時間；以及根據(jù)最小可分辨時間及其對應(yīng)的實測信號電壓幅值，計算在待測區(qū)域進 行瞬變電磁探測的盲深度。
[0010] 優(yōu)選地，最小可分辨時間通過如下方式確定：針對多個時刻中的每一個時刻，用該 時刻對應(yīng)的實測信號電壓幅值減去該時刻對應(yīng)的自感信號電壓幅值后所得的值，作為該時 刻對應(yīng)的有用電壓幅值；計算多個時刻中每個時刻對應(yīng)的有用電壓幅值與該時刻對應(yīng)的自 感信號電壓幅值之比值；以及在多個時刻中，將比值與預(yù)定值最接近的時刻確定為在待測 區(qū)域進行瞬變電磁探測的盲深度的最小可分辨時間。
[0011] 優(yōu)選地，預(yù)定值為1. 5。
[0012] 優(yōu)選地，計算瞬變電磁探測所采用的發(fā)射線圈在多個時刻對應(yīng)的自感信號電壓幅 值的步驟包括：針對多個時刻中的每一個時刻，根據(jù)公式UJt) =ZIRmteit，計算發(fā)射線圈 中的每個單匝線圈在該時刻的自感信號電壓幅值，以通過對該時刻的各單匝線圈的自感信 號電壓幅值進行疊加來獲得發(fā)射線圈在該時刻對應(yīng)的自感信號電壓幅值；其中，t為時間，
【主權(quán)項】
1. 一種瞬變電磁探測的盲深度測量方法，其特征在于，所述盲深度測量方法包括： 獲取或接收通過在待測區(qū)域進行瞬變電磁探測所得到的多個時刻對應(yīng)的實測信號電 壓幅值； 計算所述瞬變電磁探測所采用的發(fā)射線圈在所述多個時刻對應(yīng)的自感信號電壓幅 值； 根據(jù)所述多個時刻對應(yīng)的所述自感信號電壓幅值和所述實測信號電壓幅值，在所述多 個時刻之中確定在所述待測區(qū)域進行所述瞬變電磁探測的盲深度的最小可分辨時間；W及 根據(jù)所述最小可分辨時間及其對應(yīng)的實測信號電壓幅值，計算在所述待測區(qū)域進行瞬 變電磁探測的盲深度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的盲深度測量方法，其特征在于，所述最小可分辨時間通過如 下方式確定： 針對所述多個時刻中的每一個時刻，用該時刻對應(yīng)的實測信號電壓幅值減去該時刻對 應(yīng)的自感信號電壓幅值后所得的值，作為該時刻對應(yīng)的有用電壓幅值； 計算所述多個時刻中每個時刻對應(yīng)的有用電壓幅值與該時刻對應(yīng)的自感信號電壓幅 值之比值；W及 在所述多個時刻中，將比值與預(yù)定值最接近的時刻確定為在所述待測區(qū)域進行所述瞬 變電磁探測的盲深度的最小可分辨時間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的盲深度測量方法，其特征在于，所述預(yù)定值為1. 5。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的盲深度測量方法，其特征在于，所述計算所述瞬 變電磁探測所采用的發(fā)射線圈在所述多個時刻對應(yīng)的自感信號電壓幅值的步驟包括： 針對所述多個時刻中的每一個時刻，根據(jù)公式化(t) = 2IRmte^mt，計算所述發(fā)射線圈中 的每個單應(yīng)線圈在該時刻的自感信號電壓幅值，W通過對該時刻的各單應(yīng)線圈的自感信號 電壓幅值進行疊加來獲得所述發(fā)射線圈在該時刻對應(yīng)的自感信號電壓幅值； 其中，t為時間，化(t)表示t時刻的自感信號電壓，I為發(fā)射電流，R為所述發(fā)射線圈 的電阻；W及
其中，Li。為內(nèi)自感強度，L。為外自感強度，單位為mL/H，a為線圈邊長，C為導(dǎo)線電容，C=化Ci，Ci為每米長度的線圈電容，y=y。，y。，y。為真空磁導(dǎo)率。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的盲深度測量方法，其特征在于，所述在所述待測 區(qū)域進行瞬變電磁探測的盲深度根據(jù)如下公式獲得：
其中，5TD表示所述盲深度，td為最小可分辨時間，q為進行瞬變電磁探測的接收器探 頭的有效接收面積，V(td)為td時刻對應(yīng)的實測信號電壓幅值，a為線圈邊長，I為發(fā)射電 流，y。為真空磁導(dǎo)率。
6. -種瞬變電磁探測的盲深度測量裝置，其特征在于，所述盲深度測量裝置包括： 感應(yīng)電壓獲得單元，其用于獲取或接收通過在待測區(qū)域進行瞬變電磁探測所得到的多 個時刻對應(yīng)的實測信號電壓幅值； 自感電壓計算單元，其用于計算所述瞬變電磁探測所采用的發(fā)射線圈在所述多個時刻 對應(yīng)的自感信號電壓幅值； 最小可分辨時間確定單元，其用于根據(jù)所述多個時刻對應(yīng)的所述自感信號電壓幅值和 所述實測信號電壓幅值，在所述多個時刻之中確定在所述待測區(qū)域進行所述瞬變電磁探測 的盲深度的最小可分辨時間；W及 盲深度計算單元，其用于根據(jù)所述最小可分辨時間及其對應(yīng)的實測信號電壓幅值，計 算在所述待測區(qū)域進行瞬變電磁探測的盲深度。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的盲深度測量裝置，其特征在于，所述最小可分辨時間確定單 元用于： 針對所述多個時刻中的每一個時刻，用該時刻對應(yīng)的實測信號電壓幅值減去該時刻對 應(yīng)的自感信號電壓幅值后所得的值，作為該時刻對應(yīng)的有用電壓幅值； 計算所述多個時刻中每個時刻對應(yīng)的有用電壓幅值與該時刻對應(yīng)的自感信號電壓幅 值之比值；W及 在所述多個時刻中，將比值與預(yù)定值最接近的時刻確定為在所述待測區(qū)域進行所述瞬 變電磁探測的盲深度的最小可分辨時間。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的盲深度測量方法，其特征在于，所述預(yù)定值為1. 5。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6-8中任一項所述的盲深度測量裝置，其特征在于，所述自感電壓計 算單元用于： 針對所述多個時刻中的每一個時刻，根據(jù)公式化(t) = 2IRmte^mt，計算所述發(fā)射線圈中 的每個單應(yīng)線圈在該時刻的自感信號電壓幅值，W通過對該時刻的各單應(yīng)線圈的自感信號 電壓幅值進行疊加來獲得所述發(fā)射線圈在該時刻對應(yīng)的自感信號電壓幅值； 其中，t為時間，化(t)表示t時刻的自感信號電壓，I為發(fā)射電流，R為所述發(fā)射線圈 的電阻；W及
其中，Li。為內(nèi)自感強度，L。為外自感強度，單位為mL/H，a為線圈邊長，C為導(dǎo)線電容，C=化Ci，Ci為每米長度的線圈電容，y=y。，y。，y。為真空磁導(dǎo)率。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6-8中任一項所述的盲深度測量裝置，其特征在于，所述盲深度計算 單元用于根據(jù)如下公式獲得在所述待測區(qū)域進行瞬變電磁探測的盲深度：
其中，5td表示所述盲深度，td為最小可分辨時間，q為進行瞬變電磁探測的接收器探 頭的有效接收面積，V(td)為td時刻對應(yīng)的實測信號電壓幅值，a為線圈邊長，I為發(fā)射電 流，y。為真空磁導(dǎo)率。
【專利摘要】本申請涉及一種瞬變電磁探測的盲深度測量方法和裝置，盲深度測量方法包括：獲取或接收通過在待測區(qū)域進行瞬變電磁探測所得到的多個時刻對應(yīng)的實測信號電壓幅值；計算瞬變電磁探測所采用的發(fā)射線圈在多個時刻對應(yīng)的自感信號電壓幅值；根據(jù)多個時刻對應(yīng)的自感信號電壓幅值和實測信號電壓幅值，在多個時刻之中確定在待測區(qū)域進行瞬變電磁探測的盲深度的最小可分辨時間；以及根據(jù)最小可分辨時間及其對應(yīng)的實測信號電壓幅值，計算在待測區(qū)域進行瞬變電磁探測的盲深度。本發(fā)明的盲深度測量方法和裝置，能夠提高瞬變電磁探測盲深度的識別準確度。
【IPC分類】G01V13-00
【公開號】CN104793268
【申請?zhí)枴緾N201510210281
【發(fā)明人】薛國強, 鐘華森, 崔江偉, 李海, 底青云
【申請人】中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年4月28日