航空瞬变电磁法仪

  • 发布时间:2020-01-08 02:46:53

  • 来源:admin

  航空电磁法自上世纪50年代以来,基本上是在两个平台上发展。一个是直升飞机装载的

  (HEM),它的频带窄,发射功率低,两个接收线圈很接近,因此探测深度浅,分辨率低。固定翼飞机装载的时间域瞬变电磁法(AEM),它的频带宽,发射功率大,两个接收线圈是分离的,因此它对目标体的电导率识别能力和空间分辨率都优于 HEM,探测深度也远大于HEM。自二十世纪末开始发展直升飞机装载的时间域瞬变电磁法AeroTEM(图1)

  1.AeroTEM的接收线圈位于发射线圈的中部,两者共中心。这种装置结构具有一系列优点:

  (2)与AEM系统比较,AeroTEM系统所获得的探测目标体异常最尖锐、清晰、简单。

  直升机装载的AeroTEMⅡ系统的发射线的峰值发射矩.有两个接收线圈,一个沿Z轴布置,另一个沿X轴布置。

  发射线圈发射的三角形电流脉冲(一次场)向地下传播,当遇到导体的探测目标时产生二次场。一次场和二次场被接收线圈所接收,并存储在可移动的硬盘之中,以便进行后处理。

  发射线圈、接收线圈和发射驱动线路安置在圆形的框架上,在飞行中发射?接收线m。铯光泵磁力仪安置在发射--接收线m以上的吊舱内。数据采集系统和定位系统,如GPS和无线电测高仪,安置在直升飞机内部。

  由于AeroTEM系统有很大的发射功率和较小的距地面间距,所以它比装载在固定飞机上的瞬变电磁系统AEM有很强的二次场响应和很高的分辨率。

  (1)利用补偿线圈抵消Z轴上接收线圈内的一次场幅度(可从109nT/s抵消到103nT/s)。

  (2) 在数据后处理当中,采用适当算法把剩余的一次场信号去掉。最后结果是,在开通时段内(on time)仅剩有2nT/s的一次场信号(噪声),在关断时间内(off time)仅剩有0.2nT/s的一次场信号(噪声),并且这个值在数据叠加过程中,可以作为常数消除掉。沿X轴布置的接收线圈对发射线圈起平衡揭合作用,接收不到一次场信号

  AeroTEM系统的观测过程及异常响应:AeroTEM系统是通过发射线圈向地下发射三角形电流脉冲即一次场(见图2中的三角波形)。该一次场在地下导电目标体即矿体中,感应出二次场,即异常响应,(见图2中的红线和蓝线)。接收线圈在一次场发射的后半期,即开通时段(on time)内观测12个信号值。在开通时段内的二次场信号对于高导性目标体非常敏感。但由于在关断时段内(off time)噪声非常小,所以对探测某些导电目标体非常有利。

  在开通时段内(on time)观测的12道信号值是等间隔观测;在关断(off time)时段内观测的16道信号值,其中前8个信号值是等间距观测,后8个信号值按对数间隔观测。

  图3和图4分别是关断时段内和开通时段内AeroTEM系统观测到的异常响应诺模图日本日置HIOKI,它们表示AeroTEM系统能够探测到的导电目标体、即矿体的电导值(S)范围。

  图中设定的目标体是200m×200m的板状导体,埋藏在非导体的下半空间之内,埋深50m。横坐标表示目标体的电导值(S),纵坐标表示导常响应值(nT/S)。从图可见早期响应、即第一道观测的峰值为5S,而晚期响应、即第16 道观测的峰值为50S,而全部16道所覆盖的目标体电导值为0.05S-500S。这表明,在这个电导值范围内的目标体都可以被AeroTEM系统所发现。

  目标体尺寸和埋深与上图4相同。从图可见,早期相应的峰值也是5S,而各道的晚期响应都趋于500S,对目标体的分辨率为0.05S-500S。