一种AB-Hy编码电磁测深装置

本发明属于电法或电磁法勘探，具体是一种ab-hy编码电磁测深装置。

背景技术：

1、频率域可控源电磁测深法已成为研究深部地质分布的重要方法。只需要激发由高频到低频40多个频率的电磁场，频率范围0.1hz～10khz，就能获得地电阻率由浅到深变化的信息。现有的可控源音频大地电磁法(csamt)通过同点位观测水平电场ex和与之正交的水平磁场hy，利用同频率ex/hy计算卡尼亚电阻率。何继善院士提出的广域电磁法实现了只测量水平电场ex就能获得全区视电阻率谱，采用2n序列伪随机多频波激发电磁场，提高了探测效率和测量精度。但由于现有技术要测量电场，测量电场需要电极接地，在一些特殊景观区如戈壁、荒漠区等接地困难区测量电场有难度，限制了方法的应用效果。本发明提出只观测磁场水平分量hy的编码电磁测深法使用磁传感器感知磁场响应，不需要接地，有利于获得高质量数据，获得大探测深度。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种ab-hy编码电磁测深装置，以解决背景技术中的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种ab-hy编码电磁测深装置，包括数据采集系统和数据处理系统；

4、所述数据采集系统包括：编码源信号电流发送机、宽频带磁传感器、多通道数据采集记录仪；

5、所述编码源信号电流发送机：用于产生5阶、6阶、7阶逆重复m序列伪随机信号电流，并将高压直流电源逆变为编码信号电流经接地电偶极子源ab向大地输出建立编码电磁场；

6、所述宽频带磁传感器：用于将磁场信号转换为电信号；

7、所述多通道数据采集记录仪：至少有3个通道，用于将发送电流和磁传感器转换的电信号同步采集记录为时间序列并保存为数据文件；

8、数据处理系统包括频率响应估计模块和全区视电阻率计算模块；

9、频率响应估计模块：实现从记录的编码电流时间序列及hy水平磁场响应时间序列采用基于双相位fft变换的循环互相关法辨识出频率响应；

10、所述双相位fft变换：实现对时间序列的高分辨率频率分析；

11、全区视电阻率计算模块：实现由辨识的hy频率响应获得全区视电阻率频谱。

12、在上述技术方案的基础上，本发明还提供以下可选技术方案：

13、在一种可选方案中：所述宽频带磁传感器为磁感应线圈或三分量磁通门磁传感器或低温超导磁强计，宽频带磁传感器的频率范围是0.1hz～10kh。

14、在一种可选方案中：所述频率响应估计模块采用基于双相位fft变换的循环互相关法，先计算磁场水平分量hy与编码电流iab时间序列的循环互相关并变换到频率域，以及电流iab时间序列的循环自相关并变换到频率域，挑选频率相同的互谱和自谱值对应相除获得磁场水平分量hy的频率响应。

15、在一种可选方案中：所述磁场水平分量hy的频率响应hy(ω)包含丰富的地质信息，可用其与均匀半空间的磁场水平分量响应用比值法迭代计算出全区视电阻率：

16、

17、所述均匀半空间的磁场水平分量响应可用下式计算：

18、

19、

20、

21、式中：r为收发距，pe＝idl/2π为电偶极矩，φ为观测点方位角，具体为测点与ab偶极中心点连线与ab轴向延长线间的夹角。

22、相较于现有技术，本发明的有益效果如下：

23、本申请运用接地电偶极子源ab激发6阶逆重复m序列编码信号电流建立编码电磁场，在ab轴向延长线上一定收发距外，接收水平磁场hy，估计hy的频率响应并计算全区视电阻率，实现对地勘探目的。可应用于矿产资源、油气、煤炭、水文等地质调查领域。

技术特征：

1.一种ab-hy编码电磁测深装置，其特征在于，包括数据采集系统和数据处理系统；

2.根据权利要求1所述的ab-hy编码电磁测深装置，其特征在于，所述宽频带磁传感器为磁感应线圈。

3.根据权利要求1所述的ab-hy编码电磁测深装置，其特征在于，所述宽频带磁传感器为三分量磁通门磁传感器。

4.根据权利要求1所述的ab-hy编码电磁测深装置，其特征在于，所述宽频带磁传感器为低温超导磁强计。

5.根据权利要求1所述的ab-hy编码电磁测深装置，其特征在于，所述宽频带磁传感器的频率范围是0.1hz～10kh。

6.根据权利要求1所述的ab-hy编码电磁测深装置，其特征在于，所述频率响应估计模块采用基于双相位fft变换的循环互相关法，先计算磁场水平分量hy与编码电流iab时间序列的循环互相关并变换到频率域，以及电流iab时间序列的循环自相关并变换到频率域，挑选频率相同的互谱和自谱值对应相除获得磁场水平分量hy的频率响应。

7.根据权利要求6所述的ab-hy编码电磁测深装置，其特征在于，所述磁场水平分量hy的频率响应hy(ω)包含丰富的地质信息，可用其与均匀半空间的磁场水平分量响应用比值法迭代计算出全区视电阻率；

8.根据权利要求7所述的ab-hy编码电磁测深装置，其特征在于，所述均匀半空间的磁场水平分量响应可用下式计算：

技术总结
本发明公开了一种AB‑Hy编码电磁测深装置，属于电法或电磁法勘探技术领域，包括：数据采集系统和数据处理系统。数据采集系统包括：编码源信号电流发送机；宽频带磁传感器，多通道数据采集记录仪；所述编码源信号电流发送机可以产生5阶、6阶、7阶逆重复M序列伪随机信号电流，本发明提供的技术方案，可高精度、快速获得几十个甚至上百个频率的电阻率，频率范围0.1Hz至10KHz，纵向分辨率高，实现对地高精度探测，可应用于深地矿产资源勘查、油气、煤炭、及地下水勘查，还可应用于各类工程地质调查。

技术研发人员：罗维斌,何海颦,赵博,刘淳,高磊,陈秀清,高奇,高琼
受保护的技术使用者：兰州资源环境职业技术大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15