瞬变电磁三分量接收系统设计与实现

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1、—————————————————————————瞬变电磁三分量接收系统设计与实现—————————————————————————DesignandImplementationofThree-componentTransientElectromagneticReceivingSystem作者姓名：赵慧楠专业名称：电磁场与微波技术指导教师：顾玲嘉副教授学位类别：工学硕士答辩日期：2015年5月27日摘要瞬变电磁三分量接收系统设计与实现瞬变电磁法是一种极具发展前景的探测方法，应用该方法研制出的探测系统可以广泛并且有效的应用在地质勘探、矿产勘探、构造测深、环境调查及考古、未爆炸物

2、探测等。该探测方法的基本原理是利用发射系统向不接地回线或者线源中通以瞬间关断的发射电流，该瞬变电流会激发瞬变的磁场，此磁场在向地下和远处扩散时遇到电阻率较低异常体，就会在异常体的内部再次激发产生涡旋电流。该涡旋电流不断衰减，因此，涡流激发的二次磁场也会随时间变化。该二次磁场向地表传输，在一次脉冲电磁场的间隙内二次电磁场被接收线圈耦合并将其转化为电压信号，然后由接收系统对接收到的数据进行一系列的信号处理，最后通过反演就可以得到地下目标体电阻率和形状分布等相关信息。现阶段，对瞬变电磁探测系统的研究主要集中于垂直分量信息的采集与处理，而对于水平分量信息的采集与正反演研究工作进行的比

3、较晚，并且没有完善的探测系统。水平分量响应包含丰富的异常体信息，综合分析水平与垂直分量响应可以对目标体的位置与形态进行更好的判断，提高解释精确度。针对这一问题，本文设计了瞬变电磁三分量接收系统，论文主要完成的工作和创新点如下：在瞬变电磁法工作原理的基础上，实验室研制出了三分量接收系统，其中包括三分量接收线圈设计、前置放大器设计和由LabVIEW、采集卡搭建的数据采集系统；完成了数据采集功能，并通过MATLAB编程实现三分量背景场剔除、抽道叠加降噪、异常信号的判定及修正等数据处理功能；对标定环和目标体进行相关测试。测试结果表明，仪器实现了三分量信号的实时采集、实时测量结果显示等

4、基本功能，同时支持定点测量模式和移动测量模式，并在结果中给出沿多条测线测量的二维平面分布图。根据水平分量响应和垂直分量响应可以判定目标体的空间分布情况，为后期的数据反演等研究工作奠定了基础。关键词：瞬变电磁法，三分量接收线圈，LabVIEW，数据处理，二维平面图IABSTRACTDesignandImplementationofThree-componentTransientElectromagneticReceivingSystemTransientelectromagneticmethodisakindofartificialsourcetime-domaingeophy

5、sicaldetectionmethodswhichisbasedonelectromagneticinduction.Transientelectromagneticmethod(TEM)isregardedasaneverlastingissueforgeologicalexploration.Itiswidelyusedinmanyresearchfields,suchasmineralexploration,mineralexploration,tectonicsounding,environmentalsurvey,archaeologyandunexplodedo

6、rdnancedetection.Theprincipleoftransientelectromagneticmethodistoestablishafirstpulsemagneticfieldundergroundthroughtheungroundedloopwithpulsecurrent.Ifthemagneticfieldencountersagoodconductivegeologicalbodyundertheground,itwillproduceeddycurrentinthegeologicalbody.Anewmagneticfieldcanbefur

7、therinducedinthegeologicalbodyduetotheeddycurrentchangingwithtimes,whichiscalledthesecondarymagneticfield.Thereceivercoilwillcouplewiththesecondarymagneticfield.Throughthelateinversionprocess,thesignalofundergroundconductorcanbeobtained.Atpresent,thestud