瞬变电磁法小发射回线探测装置及其应用

瞬变电磁法的探测深度主要与观测时间有关。发射回线的尺寸主要是使信号具有一定的强度,以满足接收机灵敏度和信噪比的要求。当对小发射回线装置供以大电流时,同样可以得到和大发射回线相当的信号强度。大发射回线施工中的边缘效应是目前影响探测精度的原因之一,小发射回线装置避免了这个缺陷。云南、湖南和邢台等地的实际探测结果表明,小发射回线装置最大探测深度达800 m,资料解释结果与工程中的揭露、钻孔资料及地质资料一致。

瞬变电磁法超小线圈并联式发射回线设计实验

针对浅层或矿井瞬变电磁法探测中发射系统电源电压有限使发射磁矩受限,而发射回线的寄生电感导致电流关断时间过长的问题,设计了瞬变电磁法超小线圈并联式发射回线,通过线圈的并联来增大发射磁矩,再通过外加电阻等方式减小关断时间。从理论上对常规发射线圈与并联式发射线圈建立了等效电路模型进行分析,并对并联式发射线圈与常规发射线圈进行了实验对比测试。结果表明:并联式发射线圈能有效增大发射磁矩,进而减小关断时间。本设计对减少浅层或矿井瞬变电磁法勘探盲区、加大勘探深度具有指导意义。

半空间瞬变电磁大定源探测发射回线的优化

为获得半空间瞬变电磁大定源回线探测的理想效果,通过数值模拟优化,在等周长情况下,确定不同长宽比K发射回线内的最佳观测区域。由测点距框边最小距离建立回归方程,研究其变化规律,确定合理的K值范围。回归方程求解表明,当K∈[0.60,1.45]时,可保证等周长发射回线内有较大探测区域。其中,当K=1.00时,发射回线探测区域最大。现场工程实践显示所得视电阻率剖面图中的电阻率变化趋势与地层电性特征吻合,与现场地质资料、工程技术图件和钻孔柱状图比较,表明实践所得成果与现场工程实际具有一致性。优化的半空间瞬变电磁大定源回线探测发射回线设计,可降低现场布线难度,提高探测效率。

TEM中心回线中—远带响应特征

近20年来,中心回线观测已进入全域时段,然而有关中—远带响应特征的文章极为少见,致使用户困惑,比如晚延时响应值大于早延时响应值(ε-上凸)、在同一测点2种仪器系统观测结果相差太大等。对此笔者做了详细分析。结果表明,中—远带响应特征基本为4种,ε-上凸只是其中之一,导致所测响应出现差别的主要原因是接收线圈延时。因此,若工作于中—远带,必须确切测定线圈延时,合理选择发射回线边长。

TEM中心回线电动势求解全区视电阻率的实用特性

自中心回线全区电动势响应推导得出后,发表了很多用它求解全区视电阻率特性的文章,总结的特点为:唯一解、双解及无解。它是纯数学理论结果,正确无误,然而并不全面。笔者认为层状大地实测数据求全区视电阻率特征的要点在于曲线的连续性。笔者根据模型研究认为层状大地的曲线都是不连续的,因为无唯一解,在转换点两侧的左右支不是无解就是偏解。因为实测层状大地的数据是非连续采样读取,极少可能正在转换点上,所得响应值大于理论值则无法求得视电阻率(无解),若低于理论值虽可求得视电阻率值,但其值并不正确,笔者命名此特征为"偏解"。"偏解"特征为以往所忽略,为使全区视电阻率曲线连续,采用归一法求全区视电阻率是一个合适的方法。

基于磁聚焦阵列的埋地金属管道腐蚀检测

为准确评估并行或重叠埋地金属管道管壁的剩余厚度,设计了一种可用于瞬变电磁系统中的发射线圈阵列,该阵列具有磁聚焦特性,对并行或重叠埋地金属管道剩余管壁厚度的准确检测提供了可靠保证。利用CST电磁工作室建模仿真,与单个发射回线相比,该发射线圈阵列87.25%的磁场能量被集中在半径约为0.25m目标区域内,磁场强度相对提高了53.5%。根据得出的发射线圈阵列的具体参数,进行了实物加工与测试,结果表明:该线圈阵列通入电流后,在目标区域具有良好的聚焦特性,可用于并行或重叠埋地金属管壁剩余厚度的精确检测。