[发明专利]一种基于频率域电磁法的勘探装置及计算方法

权利要求书

1.一种基于频率域电磁法的勘探装置，其特征在于：包括电磁发射装置、三个电磁接收装置、控制器，所述三个电磁接收装置均与电磁发射装置沿同一水平面设置，所述控制器分别与电磁发射装置、三个电磁接收装置电连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于频率域电磁法的勘探装置，其特征在于：还包括固定装置，所述三个电磁接收装置通过固定装置与电磁发射装置固定在同一水平面。

3.根据权利要求1所述的一种基于频率域电磁法的勘探装置，其特征在于：所述电磁发射装置为发射线圈(1)，电磁接收装置为接收线圈，所述固定装置包括上长条骨架(5)、下长条骨架(6)、线圈骨架，所述上长条骨架(5)、下长条骨架(6)平行设置，所述线圈骨架固定在上长条骨架(5)、下长条骨架(6)上，所述发射线圈(1)、接收线圈分别缠绕在线圈骨架上。

4.根据权利要求3所述的一种基于频率域电磁法的勘探装置，其特征在于：所述三个电磁接收装置分别为第一接收线圈(2)、第二接收线圈(3)、第三接收线圈(4)，所述第一接收线圈(2)与发射线圈(1)呈同心圆设置，所述发射线圈(1)的直径大于第一接收线圈(2)的直径，所述第二接收线圈(3)、第三接收线圈(4)的圆心均与发射线圈(1)的圆心设置在同一条直线上，且分别设置在发射线圈(1)的两侧。

5.根据权利要求4所述的一种基于频率域电磁法的勘探装置，其特征在于：所述线圈骨架包括发射线圈骨架(7)、第一接收线圈骨架(8)、第二接收线圈骨架(9)、第三接收线圈骨架(10)，所述发射线圈(1)缠绕在发射线圈骨架(7)上，所述第一接收线圈(2)、第二接收线圈(3)、第三接收线圈(4)依次缠绕在第一接收线圈骨架(8)、第二接收线圈骨架(9)、第三接收线圈骨架(10)上，所述第一接收骨架(8)、第二接收骨架(9)、第三接收骨架(10)的圆心呈一字排列。

6.根据权利要求3所述的一种基于频率域电磁法的勘探装置，其特征在于：所述上长条骨架(5)、下长条骨架(6)、线圈骨架均采用PVC材质制成，所述发射线圈(1)采用单芯线，所述接收线圈均采用漆包线。

7.根据权利要求4所述的一种基于频率域电磁法的勘探装置，其特征在于：所述第一接收线圈(2)匝数为600匝，所述第二接收线圈(3)、第三接收线圈(4)匝数均为900匝。

8.根据权利要求5所述的一种基于频率域电磁法的勘探装置，其特征在于：所述发射线圈骨架(7)内径480mm，外径500mm，所述第一接收线圈骨架(8)、第二接收线圈骨架(9)、第三接收线圈骨架(10)内径均为230mm，外径均为250mm，所述第二接收线圈(3)圆心与发射线圈(1)圆心距离为500mm，所述第二接收线圈(3)与第三接收线圈(4)对称设置在发射线圈(1)两侧，所述上长条骨架(5)、下长条骨架(6)厚度均为20mm，相邻两面的间距为100mm。

9.利用权利要求1-8任一所述的勘探装置进行地质勘探的计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，通过控制器的外部频率发射器对发射线圈(1)进行供电；

步骤2，数据采集，同步测量第一接收线圈(2)、第二接收线圈(3)、第三接收线圈(4)的电位；

步骤3，初步数据处理，将测量得到的数据进行傅里叶变换；

步骤4，计算二次场的感应电动势水平梯度Hg、电导率σ、水平梯度·电导率Hm，包括如下步骤：

步骤401，第一接收线圈(2)采集到感应电动势V₁，第二接收线圈(3)采集到感应电动势V₂，第三接收线圈(4)采集到感应电动势V₃；

步骤402，计算二次场的感应电动势水平梯度Hg，公式如下：

式中，Hs₂表示第二接收线圈(3)的二次场磁场强度，Hs₃表示第三接收线圈(4)的二次场磁场强度，L代表第二接收线圈(3)与第三接收线圈(4)之间的距离；

步骤403，计算电导率，其可近似通过以下公式计算：

式中，ω为角频率；μ₀真空中的磁导率；s为收-发线圈的间距；Hp₃表示第三接收线圈(4)的一次场磁场强度；

步骤404，计算水平梯度·电导率Hm：

Hm＝Hg·σ；

步骤5，控制器对数据进行分析处理，并将其进行反馈，实现对异常地质探测的判断。