瞬变电磁仪

瞬变电磁仪是应用近年来迅速发展起来的时间域电磁法(或称瞬变电磁法,TEM)进行地质勘探的仪器。其应用范围涉及地矿、石油、水利、电力、铁道、公路交通、有色、国防工程等各个领域，并且取得了显着效果。它在基岩裸露、水泥地面、沙漠、冻土及水面上均可进行探测。可有效地勘查河床覆盖层厚度；较准确地划分地层结构和隐伏构造；适用于中、浅部地下水勘查和地热水源的调查；圈定和监测地下水污染；煤矿采空区探测；也可用于堤坝隐患和渠道、水库渗漏等方面的应用。瞬变电磁仪作用特点 • 　　● 三分量同时观测，有30个观测道。　　● 关断时间短信息量大：关断时间是瞬变电磁仪的重要技术指标之一，关断时间长，将失掉浅层信号，减弱二次场强度，直接影响探测效果。PROTEM47关断时间可短至0.5μv.关断时间取决于发射机性能、发射电流大小和发射线圈尺寸。　　● 分辨率高，动态范围大：由于瞬变电磁场从早期到晚期的变化幅度从n×105μv到0.nμv。达6个量级，所以要求信号分辨率和动态范围都要高。PROTEM的信号分辨率为24位，系统分辨率为29位，动态范围达175dB。　　● 信噪比高：PROTEM瞬变电磁仪采取多种措施提高信噪比，包括压制工频干扰，采用“聪明叠加”技术和提高重复率等等。重复率是指1秒之内能发射多少个双极性脉冲。PROTEM的重复率为237.5HZ-0.25HZ，即4.2ms-25ms,可选。因此它在30秒观测时间内可以发射14,250-2,400个脉冲信号和接收到同样多的瞬变电磁信号。如果重复率为25HZ－0.416HZ，即40ms-24,000ms,它在30秒观测时间内仅能发射和接收到1,500个－0.083个信号，也即在相同的观测时间内前者比后者的信噪比高10倍。　　● 观测装置灵活 ：瞬变电磁法有五种野外观测装置，它适用于不同的勘探目标和深度。这五种装置是：①重叠回线,②中心回线,③偶极④大定回线外，观测⑤大定回线内观测。前三种装置适合浅层勘探，后两种适合深层勘探。由于PROTEM瞬变电磁仪采用发射和接收分离结构，所以除重叠回线装置外，它适合其它四种装置。但如果采用发射和接收一体化装置，则仅适合重叠回线装置，当采用其它四种观测装置时，就必须把接收线圈中的微弱瞬变场信号、用一条较长的信号电缆传输给接收机，从而带进不可预测的干扰。　　● 勘探深度大：瞬变电磁法勘探深度H，由下式近似表达，　　H=0.55(Mρ/RmN)1/5 　　M=IS为发射磁矩（I为发射电流，S为发射线圈面积），ρ为大地平均电阻率值，RmN为取决于仪器信号比和抗干扰能力的最小可分辨信号值。可见在S和ρ一定的情况下，勘探深度H取决于发射机的最大输出电流I，而I又取决于发射机的最高输出电压。在浅层勘探时，发射磁矩M对任何型号的瞬变电磁仪都不是问题；但在深层勘探时，由于要采用大面积（S）发射线圈，电阻值大，因此要获得大的发射电流I，就必须应用高输出电压的发射机。PROTEM应用的大功率发射机TEM67和加强型TEM67，其发射电压高达150V和240V，因此在大面积（S）发射线圈情况下，也能输出很大的发射电流值。如果发射机的最高输出电压只有100V，那就很难用于深层勘探。　　● 稳定性高，工作温度宽：稳定性包括观测的重复性和仪器故障率。PROTEM的观测重复性为100%，仪器故障极低。PROTEM工作温度范围为-40℃－+60℃，在任何季节，任何地区均可顺利地进行观测；如果工作温度范围很窄，那就只能在合适的季节或合适的地区进行野外观测。瞬变电磁仪技术参数 • 　　频率：225Hz、75Hz、25Hz、8.3Hz 、2.5Hz、0.83Hz、0.25Hz 　　发射电流：1～20A 　　记录（时窗）时间：0.008～864ms 发射供电电压：12～48V 　　叠加次数：32～2048次 测道数：40道　　储存容量：2048测点 接口: RS-232C串口（或U盘转储）　　传输格式：自定 传送速度:28.8k 　　显示: 240×128点阵液晶屏 外形尺寸: 375×255×135mm 　　重量: 6kg 瞬变电磁仪原理 • 　　瞬变电磁仪的基本原理是：　　利用不接地回线或接地线源向地下发送一次脉冲磁场，在一次脉冲磁场的间歇期间，用线圈或接地电极观测二次涡流场的方法，以取得地质构造数据瞬变电磁仪采用高精度宽带程控运算放大器、高速十六位模数转换器、高速双口随机存储器等进口先进器件，并利用双极性同步采样、对工频相干采样、弱信号多点平均、信号迭加、瞬态干扰剔除等多种数据处理方法，以获取良好的勘探数据。瞬变电磁仪收发一体化，轻便小型，特别适于中浅层工程勘察及构造研究等现场使用。 瞬变电磁仪作用原理图瞬变电磁仪应用领域 • 　　● 在地面探测含水层，断层含水性，煤层结构和陷落住　　● 在井下探测采区内部和外围以及掘进头前方的储水结构　　● 探测良导性矿体埋深和产状，探测蕴矿构造　　● 探测老窑及其含水性　　● 工程勘探和环境勘探　　● 油、气田勘探