[发明专利]基于PCB印刷电路板瞬变电磁仪的接收和发射线圈

说明书

本发明提供了一种基于PCB印刷电路板瞬变电磁仪的接收和发射线圈，在单层或者多层PCB板上设计制作瞬变电磁仪的PCB发射线圈和接收线圈，发射线圈和接收线圈为阿基米德螺旋线，或者发射线圈和接收线圈为矩形螺旋线，采用多层PCB板制作发射线圈和接收线圈。本发明根据收发技术需求，设计等效面积的PCB线圈，还可以根据需求，设计多层PCB板的收发一体的瞬变电磁仪线圈，或者多块PCB线圈叠加串联来增大接收和发射线圈的等效面积，相应地减少收发线圈的体积，提高接收和发射线圈的灵敏度。采用本发明的瞬变电磁发射和接收的PCB线圈，可以设计任意大小的瞬变电磁发射和接收的P线圈，且结构简单、体积小、等效面积大、接收灵敏度高而且使用方便。

技术领域

本发明涉及一种瞬变电磁仪的发射和接收线圈，具体涉及采用PCB印刷电路来设计和制作瞬变电磁仪的发射和接收线圈，应用于物探领域和工程检测领域。

背景技术

众所周知，瞬变电磁法是根据电磁感应原理，利用不接地线国向地下发送一次电磁场，在一次电磁场间歇期间，使用不接地线围观测二次涡流场的方法，进行不同岩性地层的物性差异分析。矿用瞬变电磁法由于体积效应小、工作效率高、纵横向分辨率高和对低阻体反应灵敏的优点被广泛用于矿井的突水预测和超前预测。瞬变电磁设备发射、接收线圈的结构和性能是影响瞬变电磁技术在矿井突水和工程物探的预测和超前预测的重要因素。

目前，国内外现有的瞬变电磁仪器大多数采用多圈电缆制作的收发线圈，还有一种采用磁敏检测的磁棒接收线圈，都面临着体积大，重量重，长度比较长的缺点，在狭小空间和植被覆盖率高的野外地区，施工难度大，特别是存在高达树木的地区，多圈接收线圈无法拆开绕过树木而进行探测。

由于瞬变电磁的传统接收线圈匝数40到上100匝的封闭线圈，无法采用插接件来连接和接插接收线圈，在植被和树木比较高的野外现场，无法在探测点上铺设接收线圈。往往不得已采取砍伐树木和植被来解决问题，对生态环境造成影响，还面临对高额的赔偿问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决以上背景技术存在的问题，提出一种PCB印刷电路板的瞬变电磁仪发射和接收线圈，相比于传统的多圈电缆发射和接收线圈，具有制作简单和可批量化生产的特点，在性能方面，具有体积小、重量轻、等效发射和接收面积大的优点。同时具有线圈接收信号的灵敏度高，仪器的探测精度和性能高的优点。

为了实现上述目的，本发明提供了一种基于PCB印刷电路板瞬变电磁仪的接收和发射线圈，在单层或者多层PCB板上设计制作瞬变电磁仪的PCB发射线圈和接收线圈，发射线圈和接收线圈为阿基米德螺旋线，或者发射线圈和接收线圈为矩形螺旋线。

在上述技术方案中，多层PCB板制作的发射线圈相互串联或并联，增大发射线圈的电流和等效发射面积，提高瞬变电磁仪接收二次场的灵敏度。

在上述技术方案中，所述瞬变电磁仪的PCB发射线圈和PCB接收线圈布局在同一个PCB板上。

在上述技术方案中，PCB发射线圈和PCB接收线圈的相对位置为不同心布置，根据自感强度大小调整PCB发射线圈和PCB接收线圈之间的间距。

在上述技术方案中，所述瞬变电磁仪的PCB发射线圈和PCB接收线圈布局在不同PCB板上，相对位置根现场和探测模式的不同调整间距。

在上述技术方案中，所述瞬变电磁仪的PCB接收线圈的布线宽度为5mil—100mil，所述瞬变电磁仪的PCB接收线圈采用多层板串联或者并联方式，增大接收线圈的等效接收面积和灵敏度。

在上述技术方案中，所述瞬变电磁仪的PCB发射线圈和PCB接收线圈连接到4芯电缆，4芯电缆通过插接件连接到瞬变电磁仪的主机。