[发明专利]一种可控源张量大地电磁系统及其控制计算方法

说明书

本发明公开了一种可控源张量大地电磁系统及其控制计算方法，包括发射端和接收端，接收端设置在以发射端为中心的周围；发射端包括一个发射机、四个发射电极和电源，发射机分别与四个发射电极和电源连接；控制器分别与GPS、电流采集器和H桥连接，H桥通过连接线分别与四个发射电极连接，其中一根连接发射电极的连接线通过霍尔传感器连接电流采集器；接收端包括一个或多个接收机，每个接收机有四个接收电极，四个接收电极以接收机为原点分布在X轴和Y轴的正负坐标轴上。本发明还公开了一种可控源张量大地电磁控制计算方法。本发明所采用的技术方案不仅适合探测二维、甚至三维的地质体，而且无需考虑地质走向，适合在山区工作。

技术领域

本发明涉及地球物理技术领域，特别是涉及一种可控源张量大地电磁系统及其控制计算方法。

背景技术

大地电磁测深法是利用天然交变电磁场研究地球结构的一种地球物理勘探方法，其场源为地球与太阳风互相作用产生的天然交变电磁场，具有频率低、波长长、探测深度大等优点。可控源音频大地电磁法是20世纪70年代发展起来的电磁测深技术，该方法采用人工长源，与天然源大地电磁测深法相比，具有信噪比高、快速高效等优点，该方法已经在我国能源、金属与非金属等矿产资源勘查以及水文、工程、环境、灾害地址调查等多个领域得到广泛应用并发挥了重要作用。但是，目前的可控源音频大地电磁系统能够达到的最高频率是9.6KHz，根据频率与趋肤深度的公式关系h＝356×((ρ/f)^0.5)可以看到0-9.6KHz的频率段能够测到地下极深的地方，由于一个频率对应一个趋肤深度，虽然现有的测深的深度较深，但是，忽略了地表浅层的挖掘，对于浅层目标体的探测盲区大，当地下是二维或者三维结构时，更是无法进行探测。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种可控源张量大地电磁系统及其控制计算方法，不仅适合探测二维、甚至三维的地质体，而且无需考虑地质走向，适合在山区工作。

本发明采用如下技术方案：

一种可控源张量大地电磁系统，包括发射端和接收端，所述接收端设置在以发射端为中心的周围；

所述发射端包括一个发射机、第一至第四发射电极和电源，所述发射机分别与所述第一至第四发射电极、电源连接；其中，所述第一与第三发射电极设置在第一水平线的两端，所述第二与第四发射电极设置在第二水平线的两端，第一水平线和第二水平线相互垂直；所述发射机包括控制器、GPS、电流采集器、霍尔传感器和H桥，所述控制器分别与所述GPS、电流采集器和H桥连接，所述H桥通过连接线分别与所述第一至第四发射电极连接，其中，任一发射电极的连接线通过所述霍尔传感器连接所述电流采集器；GPS接收信号并发出时间信号给控制器，控制器根据所述时间信号发出双波控制信号控制H桥导通，所述H桥产生同频率的高压大电流信号给任意两个发射电极，电流采集器通过霍尔传感器采集所述任意两个发射电极的电流反馈至控制器；H桥产生同频率的高压大电流信号给其他两两发射电极的组合，所述两两发射电极包括第一与第二发射电极、第二与第三发射电极、第三与第四发射电极、第四与第一发射电极、第一与第三发射电极、第二与第四发射电极；电流采集器依次采集六次的电流反馈至控制器；

所述接收端包括一个或多个接收机，每个接收机有四个接收电极，四个接收电极以接收机为原点分布在X轴和Y轴的正负坐标轴上。

进一步地，所述电源为串联的蓄电池或发电机与整流器的串联结构。

进一步地，所述每个接收机与两个磁探头连接。

进一步地，所述发射机和四个发射电极均处于同一平面内。

进一步地，所述接收机和四个接收电极均处于同一平面内。

一种可控源张量大地电磁控制计算方法，基于可控源张量大地电磁系统，包括以下步骤：

S1、将发射机的任意两个发射电极设置于第一水平线的两端，将发射机的另外两个发射电极设置于第二水平线的两端，第一水平线与第二水平线相互垂直；