[发明专利]宽频智能化长周期大地电磁测量系统

说明书

本发明公开了一种宽频智能化长周期大地电磁测量系统，包括数据记录器，数据记录器通过电缆分别连接电极、三轴感应式磁传感器和三轴磁通门传感器；电极为不极化电极，实现电场信号观测；三轴感应式磁传感器为沿正北、正东、垂直向下三个方向布放的三支磁传感器，观测3分量高频磁场信号；磁通门传感器集成三轴线圈，实现3分量低频磁场观测；数据记录器对电极、三轴感应式磁传感器和三轴磁通门传感器电压输出信号进行高精度采集存储；数据记录器安装有多组铅酸电池并连接太阳能板，多组铅酸电池并联为数据记录器供电；太阳能板为多组铅酸电池充电。本发明面向长周期大地电磁观测台站建设需求，具有宽频、低噪声、低功耗、智能化的特点。

技术领域

本发明涉及一种宽频智能化长周期大地电磁测量系统，属于大地电磁方法的野外观测装备，用于大地电磁信号的低噪声智能化长周期采集。

背景技术

大地电磁方法是地球物理电法勘探的分支方法之一，属于频率域被动源方法。通过观测正交的电磁场分量经过数据处理及反演获取地下不同深度的电性结构。该方法具有探测深度大、轻便、野外作业低成本的优势。

大地电磁（MT）方法的关键技术之一就是要实现MT信号的高精度观测系统。测量系统完成野外条件下的电磁场信号宽频、多通道、低噪声、同步、智能化观测。现有MT观测系统在多通道、同步方面已经趋于成熟。

现有成熟产品如加拿大Phoenix的MTU系列、德国Metronix的ADU系列、美国KMS的820系列，借助感应式磁传感器，可实现0.5mHz至320Hz频段的MT信号观测。长周期仪器如乌克兰LVIV研制的LEMI-417借助磁通门传感器实现0.03mHz-0.1Hz频段长周期MT信号观测。KMS820可实现感应式传感器与磁通门传感器的组合实现0.03mHz -1000Hz的宽频MT观测。

国内尚未有能够实现0.03mHz -1000Hz频段全频段的MT仪器。

现有MT仪器还存在以下不足：1）在低频噪声方面存在1/f噪声，低频信噪比低；2）智能化程度不高，功耗较大，不利于仪器在无人值守的条件下长期运行数月；3）不支持在线数据下载，现有仪器存储设备一般为CF卡或SD卡，数据导出时需要断电拔卡，意味着必须停止数据采集，这一缺点限制了长周期的不间断采集。

发明内容

为了克服现有的MT测量系统在频带、噪声、功耗、智能化程度方面的不足, 本发明提供一种宽频智能化长周期大地电磁测量系统，面向长周期大地电磁观测台站建设需求，具有宽频、低噪声、低功耗、智能化的特点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明一种宽频智能化长周期大地电磁测量系统，所述测量系统由数据记录器、电极、三轴感应式磁传感器、三轴磁通门传感器、太阳能板、多组铅酸电池以及电缆组成；数据记录器通过电缆分别连接电极、三轴感应式磁传感器和三轴磁通门传感器；电极作为电场传感器，为不极化电极，实现电场信号观测；三轴感应式磁传感器为沿正北、正东、垂直向下三个方向布放的三支磁传感器，观测3分量高频磁场信号；磁通门传感器集成三轴线圈，实现3分量低频磁场观测；数据记录器对电极、三轴感应式磁传感器和三轴磁通门传感器电压输出信号进行高精度采集存储；数据记录器安装有多组铅酸电池并连接太阳能板，多组铅酸电池并联为数据记录器供电；太阳能板为多组铅酸电池充电。

数据记录器由前端8通道斩波放大器、模数转换器ADC、FPGA、MCU、MCXO、SD卡、RTC、电源电路、GPS模块、GSM模块、和WIFI模块组成；