多极化大地电磁系统及其在金属矿勘探中的应用

大地电磁法在矿产资源勘查、自然灾害监测预警、工程勘探等领域发挥着不可或缺的作用。鉴于目前国内市场大地电磁仪大多为国外进口,研制具有自主知识产权的大地电磁仪需求迫切。多极化大地电磁法同时采用多组不同极距观测同一方向上的电场,从而获得不同空间范围的电场信息,提高测深准确度。多极化大地电磁系统采用一套电磁场传感器观测1～10⁵ Hz频段的天然电磁场,实现2 000 m以浅测深;其具有2磁道、3电道,既可以实现多极化大地电磁法观测,也可以实现传统的大地电磁法矢量或标量观测;系统配套的数据采集软件和数据处理软件界面友好,功能齐全,方便操作。通过多通道、多仪器一致性检测,并与国外仪器对比,表明仪器性能良好。在某金属矿勘查中的成功应用,表明该系统具有应用前景,可推广使用。     

基于噪声水平的感应式磁传感器最优化设计

感应式磁传感器是地球物理勘探中最常用仪器之一,噪声水平是感应式磁传感器的核心技术指标。长期以来,感应式磁传感器的设计人员饱受其研发周期长、设计效率低的困扰,需要优化设计方法来缩短周期,提高效率。首先理论分析感应式磁传感器噪声在不同频段的分布规律,给定感应式磁传感器的设计要求后,构建噪声和磁芯长径比、磁导率的函数关系,得到满足设计要求的最优磁芯质量;随后定义一个质量因子,构建噪声与质量因子的函数关系,计算线圈质量,进而得到绕线的最佳直径,并在感应式磁传感器绕组比确定的情况下,计算得到线圈匝数;最后利用上述方法设计并制作1个1～100 000 Hz感应式磁传感器,测得其噪声水平在频率范围内均满足设计要求,证明此最优化设计的合理性。     

音频大地电磁磁场传感器的研制

感应式磁场传感器一直是我国电磁法仪器发展的瓶颈,国外大地电磁法中测量大地磁场主要采用感应式磁场传感器。为此,根据音频大地电磁场源的特点,从感应式磁场传感器的基本原理出发,设计传感器的磁芯和线圈绕组结构以及线圈的谐振频率;另外,采用了磁通负反馈技术和频率补偿的方法,扩展了传感器的频带,得到了在1 Hz～9.8 kHz频带范围内平坦度为±1.5 dB的灵敏度曲线,满足音频大地电磁探测的需要。