[发明专利]一种瞬变电磁雷达探测系统及探测方法

权利要求书

1.一种瞬变电磁雷达探测系统，其特征在于，包括雷达电磁发射系统、电磁采集系统和计算机；所述雷达电磁发送系统由能够连续发射脉冲式低频电磁信号的波形发射器、驱动器、输出级和电磁感应装置的发射天线组成，所述电磁采集系统由电磁感应的接收天线、信号放大器、滤波器、A/D转换器、FPGA及ARM处理器组成，该电磁采集系统的信号输出端与计算机连接；有一个测量轮利用箱体侧边的卡槽固定，并通过现场可编程门阵列FPGA及ARM处理器与计算机连接；有一根2芯同步电缆或者无线方式连接雷达电磁发送系统的同步电路至电磁采集系统的FPGA；所述电磁感应装置的发射天线与接收天线位于箱体或框体内，其外壳采用合成树脂材料或PVC管材，内部绕射匝数不等的发射线圈及接收线圈，在线圈上方附有屏蔽罩来屏蔽上方信号，线圈通过面板上的航空插头接口经信号电缆分别与雷达电磁发射系统、电磁采集系统连接，采集系统的通道数不小于16。

2.根据权利要求1所述的一种瞬变电磁雷达探测系统，其特征是，根据探测对象不同，发射天线与接收天线的组合排列形式对应为重叠回线装置、中心回线装置、偶极装置和大定回线源装置中的一种或两种及两种以上的组合；根据探测深度不同，对应不同匝数、边长、电阻的发射及接收天线，发射及接收天线由匝数不等的漆包铜线绕射而成，发射电流30-50A；天线采用框体结构或者箱体结构，其中框体结构为PVC管材，发射及接收线圈通过二芯信号电缆分别连接至二芯航空插头，箱体结构为合成树脂材质，箱内线圈上方附有屏蔽罩，由牵引绳拖拽前进，发射及接收线圈通过二芯信号电缆连接至四芯航空插头。

3.根据权利要求1所述的一种瞬变电磁雷达探测系统，其特征是，雷达电磁发射部分的波型发送器输出回路，采用可控硅与VMOS管结合的方式。

4.一种瞬变电磁雷达探测系统的探测方法，其特征是，电磁发送机供电时输出方波、半正弦、三角等供电波形的电路至发射天线并产生一次磁场，同时利用同步电缆将信号同步至FPGA控制采集电路，发送机断电后目标体中产生感应电流并产生二次磁场，利用连续脉冲及图像的实时采集，可实现对介质体的快速扫描式探测，即接收天线观测到二次磁场产生感应电流并发送到信号采集器，通过不间断的脉冲发射及实时采集，并利用瞬变电磁处理分析方法进行数据处理及成像，判断电磁波传播通过介质的地质情况。

5.根据权利要求4所述的一种电磁雷达探测系统的探测方法，其特征是，该系统有时间方式连续测量、测量轮触发和手动点测方式三种测量方式。

6.根据权利要求4所述的一种瞬变电磁雷达探测系统的探测方法，其特征是，电磁发送机能发射0.25HZ、2.5HZ、6.25HZ、25HZ、50HZ等以50为周倍频率的电磁信号。

7.根据权利要求4或6所述的一种瞬变电磁雷达探测系统的探测方法，其特征是，发射选项可设置占空比、触发延时、发射周期、频率选择参数，采集选项可设置采样点数、采样速率、采样增益、采样位数、叠加次数参数。

8.根据权利要求4所述的一种瞬变电磁雷达探测系统的探测方法，其特征是，探测系统利用连续脉冲发射及图像的实时采集，可实现对介质体的快速扫描式探测，同时利用系统的重叠回线装置、中心回线装置、偶极装置和大定回线源装置中的一种或两种及两种以上的组合，适应各类地面及地下工程探测。