[发明专利]同频强磁干扰背景下微弱二次场信号探测方法

说明书

本发明公开了一种同频强磁干扰背景下微弱二次场信号探测方法，标定探测装置中各磁电传感器位置；通过信号发生电路产生不同频率的正弦波激励信号并通入发射线圈，产生一次磁场；在各个测点使用磁电传感器阵列接收地下介质产生的二次场信号；通过分析各个测点磁电传感器阵列接收的感应电磁场的频谱特征，提取地下介质的电磁特征；根据得到的电磁特征，反演计算地下介质的空间分布。本发明根据发射线圈磁场分布，利用双复合磁电传感器与偏置磁场磁路一体化设计，在实现一次场抵消的同时，实现二次场微弱信号的倍增。

技术领域

本发明属于微弱磁场信号检测领域，具体为一种同频强磁干扰背景下微弱二次场信号探测方法。

背景技术

频率域电磁感应探测方法作为地球物理勘探方法的一种，广泛应用于地质普查、矿物勘探、地下金属探测、考古等领域。频率域电磁感应探测仪器采用发射线圈发射交变的一次磁场信号(即一次场)，使用接收线圈或磁传感器接收由一次场与异常体作用产生二次磁场信号(即二次场)获取待测异常体的信息。

由于发射线圈的一次场很强，而二次场信号微弱且与一次场信号同频，因此想要精确检出二次场信号，就必须对抵消或抑制一次场信号的干扰。参考文献1(Qu X，LiY，FangG，et al.Aportable frequency domain electromagnetic system for shallow metaltargets detection[J].Progress In Electromagnetics Research，2017，53:167-175.)中，接收装置使用两个线圈：一个作为接收线圈，另一个作为补偿线圈，发射线圈、接收线圈和补偿线圈三者的面积均相等，发射线圈和接收线圈的距离为1.67m，发射线圈和补偿线圈的距离为1.06m，两者比值约为0.63，补偿线圈和接收线圈通过物理差分的方法，将一次场衰减后再接入放大电路中。但此种方法下仪器体积较大，对发射线圈尺寸以及发射线圈和接收线圈距离也存在限制，且反演和数据处理要求较高。参考文献2(GEM-3:Amonostaticbroadband electromagnetic induction sensor[J].Journal ofEnvironmental and Engineering Geophysics，1997，2(1):53-64.)中两个发射线圈和一个接收线圈都安装在同一个同心圆平面上，一对发射线圈产生相位相反的一次场，使得同心圆中的接收线圈处一次场为0或接近于0，中心处接收线圈接收到的信号即为地下感应的微弱二次场信号，但在探测时只能获取单点探测数据，为反演提供数据较少，使定位存在误差。专利号申请号为202010405202.X的发明公开了—种深海瞬变电磁法探测接收装置及其控制方法，对于频率域一次场干扰抵消也具有重要参考意义。该装置将接收线圈放置于发射线圈上方或下方，接收线圈第一接收区和第二接收区，以发射线圈所在的平面为基准面，第一接收区在所述基准面上的正投影位于发射线圈内，第二接收区在基准面上的正投影位于发射线圈外，通过控制器调节，使发射线圈产生一次场时穿过第一接收区的磁通量和所述第二接收区的磁通量相等，进而消除或减弱一次场。但接收线圈是通过测量二次感应电压来得到磁场的变化率(dB/dt)参数，对深层目标探测能力差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种同频强磁干扰背景下微弱二次场信号探测方法，解决了现有仪器一次场干扰大、定位不精确的问题。

实现本发明目的的技术方案为：一种同频强磁干扰背景下微弱二次场信号探测方法，具体步骤为：

步骤1，启动探测装置，所述探测装置包括磁电传感器阵列及发射线圈，标定探测装置中各磁电传感器位置；

步骤2，确定待测区域的探测路线和测点，在探测路线起点位置放置标定完成的探测装置；

步骤3，通过信号发生电路产生不同频率的正弦波激励信号并通入所述发射线圈，产生一次磁场；

步骤4，使用磁电传感器阵列接收地下介质产生的二次场信号；