高温超导磁强计的研制及在TEM上的应用研究

介绍了高温超导磁强计的工作原理、特点、所研制的高温超导磁强计的性能指标以及在研制高温超导磁强计的过程中所解决的关键问题,以高温超导磁强计做探头和使用传统感应线圈做探头在瞬变电磁法(TEM)上进行了多次野外对比试验,试验结果表明,把高温超导磁强计应用于瞬变电磁法(TEM)上提高了晚期道数据的信噪比,加大了勘探深度.     

高温超导磁强计的研制及在TEM上的野外试验

文中介绍了高温超导磁强计的工作原理、特点、所研制的高温超导磁强计的性能指标以及在研制高温超导磁强计的过程中所解决的关键问题，定性地分析了高温超导磁哟计在瞬变电磁法（TEM）上应用的优势。在河北固安以高温超导磁强计做探头和使用传感应线圈做探头在瞬变电磁法（TEM）上进行了野外对比试验。试验结果表明，把高温超导磁强计应用于瞬变电磁法（TEM）上能够加大勘探深度。     

高温超导磁强计在电偶源瞬变电磁法中的应用

研制了适用于电偶源瞬变电磁法中直接测量磁感应强度B的高温超导磁强计,并进行了电偶源瞬变电磁法大地电磁测量野外实验。测量结果表明了高温超导磁强计明显优于常规感应线圈探头,可以得到更深的探测深度。     

高温超导磁强计研制及在瞬变电磁法中的应用

高温超导磁强计具有直接测量磁场、低噪声、高灵敏度、动态范围大、频带宽低频响应好的特点,可以取代感应线圈作瞬变电磁法的接收传感器。在理论上,高温超导磁强计应用在瞬变电磁法中具有优势。以高温超导磁强计作收传感器和以感应线圈作收传感器,在瞬变电磁法上进行了大量的野外对比试验,结果表明:把高温超导磁强计应用于瞬变电磁法(TEM)勘探上,能够加大勘探深度。     

基于高温超导的瞬变电磁法在青城子矿集区的应用

为了提高瞬变电磁法的探测深度,在青城子矿集区开展了大定源装置条件下基于线圈传感器和高温超导传感器的瞬变电磁法实验工作.结果表明:利用高温超导传感器直接测量磁场具有低噪声、高灵敏度、低频响应好的特点,晚期信噪比高且对深部低阻响应敏感的优点.在相同激发条件和低噪声背景条件下,基于高温超导传感器的瞬变电磁法在青城子矿集区探测深度可达到1 800 m左右,较传统线圈传感器反演深度提高50%,该方法能有效地提高瞬变电磁法探测深度.      

瞬变电磁B场参数测试效果

传统的瞬变电磁信息获取方式大多采用空芯线圈和磁芯线圈形式,用以测量磁场随时间变化率,但是晚期信号往往较弱,不利于分辨异常。笔者开展了直接测量瞬变电磁法磁场参数的模拟和实测效果分析研究。首先通过对B场和d B/dt参数的响应特性分析,认为B场参数在晚期探测方面具有一定的优越性;分别采用澳大利亚产SM24瞬变电磁系统(磁通门磁探头,直接测量B场)和GDP-32仪器(感应线圈,测量感应电压)进行了实测数据的对比,在同样瞬变电磁观测装置情况下,发现采用磁通门传感器所测量B场数据比采用感应线圈测量的二次感应电压数据效果较好,即:磁通门传感器的特征频率相对较低(往往小于1 k Hz),衰减速度慢,磁场B数据与磁场变化率d B/dt场数据的幅值范围较大,受低阻覆盖层影响程度小,有利于晚期测量。研究结果表明开发和使用磁通门传感器是解决瞬变电磁精细探测的突破方向之一。     

磁通门探头在瞬变电磁法勘探中的应用

在某铜镍矿区通过开展磁通门探头结合瞬变电磁法勘探实验研究,与传统的感应电动势探头测量结果比较,结果表明,磁通门探头采集数据晚期道稳定,深部信息反应良好。理论计算结果也表明,相同条件下瞬变电磁法勘探中测量磁场更容易发现深部矿体信息,且具有较高的横向分辨率。     

瞬变场感应探头特性与响应的关系

感应探头是瞬变电磁仪器系统的重要组成部分,感应探头的特性与瞬变响应信号的获得关系十分密切.瞬变场感应探头特性主要包括感应探头的频率特性、延迟时间、固有过渡过程和频带宽度.感应探头的频率特性曲线在双对数坐标应呈45°上升的线性变化规律,否则瞬变响应早晚期的信号灵敏度不一致,所测的瞬变响应的衰变规律将失真.确定采样延迟时间的零时,必须考虑感应探头的延迟时间.感应探头的固有过渡过程和频带宽度主要影响早期信号的幅值.     

矿井瞬变电磁法多匝小回线装置电感效应的理论研究

由于线圈的自感耦合作用,使瞬变电磁早期时间道信号严重失真。为研究瞬变电磁早期信号的特性,讨论多匝线圈与单匝线圈的自感系数的关系,得出线圈自感信号振幅的理论表达式,并推导出单匝和多匝回线的电感公式。分析瞬变电磁发射回线等效回路的暂态过程及感应电动势的产生和衰减规律。影响早期信号的因素为线圈自感信号,它的衰减不仅与时间有关,而且与等效回路的材料有关。该项研究对进一步研究瞬变电磁早期场的附加效应打下了基础,同时为提取早期数据的研究提供参考。     

多匝回线的自感对瞬变电磁早期信号的影响特征

为了研究瞬变电磁早期信号的特性,这里讨论了多匝线圈与单匝线圈的自感系数的关系,同时也分析了瞬变电磁线圈等效回路的暂态过程,以及多匝线圈感应电动势的响应特征。最后,得出了影响早期信号的因素,为提取早期数据的研究提供参考。