[发明专利]一种用于地质勘探的磁性源信号发射装置及方法

说明书

本发明公开了一种用于地质勘探的磁性源信号发射装置，包括信号源、绕制在磁棒上的多个单匝或2‑10匝的发射线圈、功放，所述信号源的输出端与各个功放的输入端相连，每一个功放的输出端串入一个均衡电阻后与发射线圈相连接，信号源产生的信号经功放放大后给各个发射线圈提供电流，各个发射线圈电流激发磁棒产生的磁场同相叠加，由磁棒对外辐射磁场信号。本发明采用多个或2‑10匝的发射线圈替代磁芯上现有发射系统中的单个多匝发射线圈，每一个发射线圈的电感和电阻值均远小于原发射系统的那个多匝线圈的电感值和电阻值，每一个发射线圈所需驱动电压小、功率小，从而显著提高磁性源信号发射系统的高频响应、展宽发射信号的频带宽度。

技术领域

本发明涉及电磁法勘探技术领域，特别涉及一种用于地质勘探的磁性源信号发射装置及方法。

背景技术

在电磁法勘探的实际应用中，人工磁性源发射方法常用空心线圈发射磁场信号或者采用有磁芯的线圈（磁棒）发射磁场信号，采用空心线圈发射信号时，由于空气中的相对磁导率很小，发送一定强度的磁场信号时所需空心线圈面积大，匝数很多（可达数百匝以上），发射效率低；采用高磁导率软磁性磁芯材料（磁棒）的人工磁性源电磁信号发射系统中，发射线圈尺寸相对较小、尺寸固定，体积小，施工简便。但由于磁棒上绕制一个发射线圈所需匝数较多、电感大，普遍存在高频端信号发射效率低、频带窄的突出问题，严重影响了电磁发射系统的发射效率和频带宽度，影响接收机采集数据的质量，从而限制了采用磁芯线圈发射磁场信号的推广应用。

目前，传统磁棒上绕制1个多匝的线圈作为磁性源发射系统的信号发射线圈，这样的线圈匝数多、电感量大、电阻值也较大，这在工作频率很低，比如10Hz以下频率时，影响较小，当频率在10Hz以上时，随着工作频率升高，线圈电感的影响逐渐变得十分突出，以至于难以应用，这也是目前磁性源电磁法勘探应用中很少采用磁芯线圈发射信号的主要原因。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种结构简单、工作可靠的用于地质勘探的磁性源信号发射装置，并提供一种用于地质勘探的磁性源信号发射方法。

本发明解决上述问题的技术方案是：一种用于地质勘探的磁性源信号发射装置，包括绕制在磁棒上的多个单匝或2-10匝发射线圈、为每一个发射线圈提供电流的功放和为功放提供输入信号的信号源，所述信号源的输出端与各个功放的输入端相连，每一个功放的输出端串入一个均衡电阻后与发射线圈相连接，信号源产生的信号经功放放大后给各个发射线圈提供电流，各个发射线圈电流激发磁棒产生的磁场同相叠加，由磁棒对外辐射磁场信号。

上述用于地质勘探的磁性源信号发射装置，所述信号源采用单片机和数模转换器，单片机的输出端与数模转换器的输入端相连，数模转换器的输出端与各个功放的输入端相连，单片机控制数模转换器产生功放所需输入信号。

上述用于地质勘探的磁性源信号发射装置，所述信号源还包括显示器、存储器、通信接口，显示器、存储器、通信接口均与单片机相连。

上述用于地质勘探的磁性源信号发射装置，所述信号源采用复杂可编程逻辑器件CPLD、现场可编程门阵列器件FPGA、数字信号处理器DSP、直接数字式频率合成器DDS、时序逻辑电路、震荡电路中的一种。

上述用于地质勘探的磁性源信号发射装置，所述磁棒采用多个片状或条状软磁性磁片叠合组成。

上述用于地质勘探的磁性源信号发射装置，所述磁棒是截面为圆形、椭圆形、矩形、多边形的柱状。

一种用于地质勘探的磁性源信号发射方法，步骤如下：

步骤一：单片机控制数模转换器产生功放所需输入信号；

步骤二：功放将输入信号放大后，放大后的信号经一个均衡电阻后送入发射线圈，为发射线圈提供电流；

步骤三：各个发射线圈中的电流在磁棒中产生磁场同相位叠加输出，对外辐射磁场信号；