一种瞬变电磁探测的盲深度测量方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电磁技术领域，具体涉及一种瞬变电磁探测的盲深度测量方法和装 置。
【背景技术】
[0002] 近年来，瞬变电磁法在金属矿勘探、工程地质、煤矿采空区勘察等领域的应用越来 越广泛，取得了良好的经济效益。
[0003] 瞬变电磁法（Transientelectromagneticmethod，TEM)是一种时间域电磁勘探 方法，一般采用不接地的矩形或圆形回线发射阶跃电流，电流关断后，在地下介质中会感应 出二次场，通过测量二次场随时间的变化而获知地质信息。由于瞬变电磁法在一次场关断 后采集纯二次场，采集到的信号不受一次场干扰，因此可以在近区进行观测。此外，瞬变电 磁法具有受一次场干扰小、施工方便、受地形影响小等特点。
[0004] 像其它电法勘探方法一样，瞬变电磁探测深度问题一直是地球物理勘探的研宄内 容之一。研宄探测深度的重要性是不言而喻的，因为无论是施工设计还是资料解释，都需要 估算所用的方法、装置和仪器等能否达到目的层，以完成地质任务；对于野外作业中观测到 的不同极距、不同频率、不同采样时间的数据，需要确定它们包含了哪一深度范围内的地质 信息，以便给出正确的解释结果。
[0005] 通常所说的瞬变电磁探测深度，一般是指瞬变电磁法的最大探测深度，即在仪器 可分辨的前提下，电磁场的最大扩散深度。当一定延迟时间的信号强度太低，导致仪器无法 分辨时，该时刻之后的数据就失去了意义，探测深度就停留在该时刻所对应的探测深度。
[0006] 然而，由于发射线圈本身存在自感，使得接收器所接收的信号，一种是来自地下的 电磁感应信号，一种是线圈本身的自感信号。在瞬变电磁的超早期，电磁感应信号幅值很 小，而自感信号幅值很大，在通常情况下，自感信号要比电磁感应信号大三个数量级，所以 自感信号会淹没电磁感应信号。并且电磁感应信号常常衰减很慢，而线圈的自感信号由高 值向低值却衰减很快。所以，瞬变电磁有一个探测盲深度，该深度之内的地质信息是无法获 知的。目前用于识别瞬变电磁探测盲深度的方法的识别准确度较低。
【发明内容】
[0007] 本发明提供一种瞬变电磁探测的盲深度测量方法和装置，其目的是解决现有的用 于识别瞬变电磁探测盲深度的技术所识别的盲深度的准确度较低的问题。
[0008] 为了实现上述发明目的，本发明采取的技术方案如下：
[0009] 一种瞬变电磁探测的盲深度测量方法，该方法包括：获取或接收通过在待测区域 进行瞬变电磁探测所得到的多个时刻对应的实测信号电压幅值；计算瞬变电磁探测所采用 的发射线圈在多个时刻对应的自感信号电压幅值；根据多个时刻对应的自感信号电压幅值 和实测信号电压幅值，在多个时刻之中确定在待测区域进行瞬变电磁探测的盲深度的最小 可分辨时间；以及根据最小可分辨时间及其对应的实测信号电压幅值，计算在待测区域进 行瞬变电磁探测的盲深度。
[0010] 优选地，最小可分辨时间通过如下方式确定：针对多个时刻中的每一个时刻，用该 时刻对应的实测信号电压幅值减去该时刻对应的自感信号电压幅值后所得的值，作为该时 刻对应的有用电压幅值；计算多个时刻中每个时刻对应的有用电压幅值与该时刻对应的自 感信号电压幅值之比值；以及在多个时刻中，将比值与预定值最接近的时刻确定为在待测 区域进行瞬变电磁探测的盲深度的最小可分辨时间。
[0011] 优选地，预定值为1. 5。
[0012] 优选地，计算瞬变电磁探测所采用的发射线圈在多个时刻对应的自感信号电压幅 值的步骤包括：针对多个时刻中的每一个时刻，根据公式UJt) =ZIRmteit，计算发射线圈 中的每个单匝线圈在该时刻的自感信号电压幅值，以通过对该时刻的各单匝线圈的自感信 号电压幅值进行叠加来获得发射线圈在该时刻对应的自感信号电压幅值；其中，t为时间，
【主权项】
1. 一种瞬变电磁探测的盲深度测量方法，其特征在于，所述盲深度测量方法包括： 获取或接收通过在待测区域进行瞬变电磁探测所得到的多个时刻对应的实测信号电 压幅值； 计算所述瞬变电磁探测所采用的发射线圈在所述多个时刻对应的自感信号电压幅 值； 根据所述多个时刻对应的所述自感信号电压幅值和所述实测信号电压幅值，在所述多 个时刻之中确定在所述待测区域进行所述瞬变电磁探测的盲深度的最小可分辨时间；W及 根据所述最小可分辨时间及其对应的实测信号电压幅值，计算在所述待测区域进行瞬 变电磁探测的盲深度。
2. 根据权利要求1所述的盲深度测量方法，其特征在于，所述最小可分辨时间通过如 下方式确定： 针对所述多个时刻中的每一个时刻，用该时刻对应的实测信号电压幅值减去该时刻对 应的自感信号电压幅值后所得的值，作为该时刻对应的有用电压幅值； 计算所述多个时刻中每个时刻对应的有用电压幅值与该时刻对应的自感信号电压幅 值之比值；W及 在所述多个时刻中，将比值与预定值最接近的时刻确定为在所述待测区域进行所述瞬 变电磁探测的盲深度的最小可分辨时间。
3. 根据权利要求2所述的盲深度测量方法，其特征在于，所述预定值为1. 5。
4. 根据权利要求1-3中任一项所述的盲深度测量方法，其特征在于，所述计算所述瞬 变电磁探测所采用的发射线圈在所述多个时刻对应的自感信号电压幅值的步骤包括： 针对所述多个时刻中的每一个时刻，根据公式化(t) = 2IRmte^mt，计算所述发射线圈中 的每个单应线圈在该时刻的自感信号电压幅值，W通过对该时刻的各单应线圈的自感信号 电压幅值进行叠加来获得所述发射线圈在该时刻对应的自感信号电压幅值； 其中，t为时间，化(t)表示t时刻的自感信号电压，I为发射电流，R为所述发射线圈 的电阻；W及
其中，Li。为内自感强度，L。为外自感强度，单位为mL/H，a为线圈边长，C为导线电容，C=化Ci，Ci为每米长度的线圈电容，y=y。，y。，y。为真空磁导率。
5. 根据权利要求1-3中任一项所述的盲深度测量方法，其特征在于，所述在所述待测 区域进行瞬变电磁探测的盲深度根据如下公式获得：
其中，5TD表示所述盲深度，td为最小可分辨时间，q为进行瞬变电磁探测的接收器探 头的有效接收面积，V(td)为td时刻对应的实测信号电压幅值，a为线圈边长，I为发射电 流，y。为真空磁导率。
6. -种瞬变电磁探测的盲深度测量装置，其特征在于，所述盲深度测量装置包括： 感应电压获得单元，其用于获取或接收通过在待测区域进行瞬变电磁探测所得到的多 个时刻对应的实测信号电压幅值； 自感电压计算单元，其用于计算所述瞬变电磁探测所采用的发射线圈在所述多个时刻 对应的自感信号电压幅值； 最小可分辨时间确定单元，其用于根据所述多个时刻对应的所述自感信号电压幅值和 所述实测信号电压幅值，在所述多个时刻之中确定在所述待测区域进行所述瞬变电磁探测 的盲深度的最小可分辨时间；W及 盲深度计算单元，其用于根据所述最小可分辨时间及其对应的实测信号电压幅值，计 算在所述待测区域进行瞬变电磁探测的盲深度。
7. 根据权利要求6所述的盲深度测量装置，其特征在于，所述最小可分辨时间确定单 元用于： 针对所述多个时刻中的每一个时刻，用该时刻对应的实测信号电压幅值减去该时刻对 应的自感信号电压幅值后所得的值，作为该时刻对应的有用电压幅值； 计算所述多个时刻中每个时刻对应的有用电压幅值与该时刻对应的自感信号电压幅 值之比值；W及 在所述多个时刻中，将比值与预定值最接近的时刻确定为在所述待测区域进行所述瞬 变电磁探测的盲深度的最小可分辨时间。
8. 根据权利要求7所述的盲深度测量方法，其特征在于，所述预定值为1. 5。
9. 根据权利要求6-8中任一项所述的盲深度测量装置，其特征在于，所述自感电压计 算单元用于： 针对所述多个时刻中的每一个时刻，根据公式化(t) = 2IRmte^mt，计算所述发射线圈中 的每个单应线圈在该时刻的自感信号电压幅值，W通过对该时刻的各单应线圈的自感信号 电压幅值进行叠加来获得所述发射线圈在该时刻对应的自感信号电压幅值； 其中，t为时间，化(t)表示t时刻的自感信号电压，I为发射电流，R为所述发射线圈 的电阻；W及
其中，Li。为内自感强度，L。为外自感强度，单位为mL/H，a为线圈边长，C为导线电容，C=化Ci，Ci为每米长度的线圈电容，y=y。，y。，y。为真空磁导率。
10. 根据权利要求6-8中任一项所述的盲深度测量装置，其特征在于，所述盲深度计算 单元用于根据如下公式获得在所述待测区域进行瞬变电磁探测的盲深度：
其中，5td表示所述盲深度，td为最小可分辨时间，q为进行瞬变电磁探测的接收器探 头的有效接收面积，V(td)为td时刻对应的实测信号电压幅值，a为线圈边长，I为发射电 流，y。为真空磁导率。
【专利摘要】本申请涉及一种瞬变电磁探测的盲深度测量方法和装置，盲深度测量方法包括：获取或接收通过在待测区域进行瞬变电磁探测所得到的多个时刻对应的实测信号电压幅值；计算瞬变电磁探测所采用的发射线圈在多个时刻对应的自感信号电压幅值；根据多个时刻对应的自感信号电压幅值和实测信号电压幅值，在多个时刻之中确定在待测区域进行瞬变电磁探测的盲深度的最小可分辨时间；以及根据最小可分辨时间及其对应的实测信号电压幅值，计算在待测区域进行瞬变电磁探测的盲深度。本发明的盲深度测量方法和装置，能够提高瞬变电磁探测盲深度的识别准确度。
【IPC分类】G01V13-00
【公开号】CN104793268
【申请号】CN201510210281
【发明人】薛国强, 钟华森, 崔江伟, 李海, 底青云
【申请人】中国科学院地质与地球物理研究所
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年4月28日