直接消除电磁耦合的发送端去耦方法

针对频率域激电应用中的电磁耦合问题,提出了一种矩形波经低通滤波后放大输出并对大地供电的发送端去耦方法;建立了数学物理模型,通过调节低通滤波时间常数进行的仿真实验结果表明,本方法可以显著衰减接收回路耦合尖峰幅值,且时间常数越大耦合尖峰幅值越小,大于10 ms后衰减量增长缓慢.进一步以5 m收发距为例的仿真结果表明,本方法...     

可控源音频大地电磁法多通道观测的电容耦合效应与电容去耦研究（英文）

可控源音频大地电磁法通常采用多通道模式进行数据采集,而多通道的多条接收导线和接收电极与大地之间经常形成一种电容耦合效应,导致观测的视电阻率和相位曲线出现畸变。本文用等效电路模型对观测模式的电容耦合进行正演模拟,通过几个典型模型的正演模拟,分析了接收导线长度、电极接地电阻对电容耦合效应的影响特征。研究了可控源音频大地电磁法观测装置的电容去耦方法,并应用于辽宁省红透山矿区的实测数据处理,有效地削弱了电容耦合效应,提高了观测质量,反演结果与已知地质信息吻合较好。本文通过试验验证了电容去耦方法的可操作性,为规范可控源音频大地电磁法数据采集技术提供了科学依据。     

分布式多通道电法电磁法数据同步采集系统

采集系统是电磁法仪器的重要组成部分,设计出高精度、低功耗的分布式采集系统是电磁法仪器研制的重点和难点.本文设计的采集系统集成了6个采集通道,每个采集通道的A/D转换器都选用了32位的ADS1282,并通过DAC1282来提供ADS1282校准和自检所需要的外部信号.采集部分的控制中心选用了MachXO2 ZE系列这款功耗极低的CPLD.为了保证同步采集的精度,设计中采用了GPS和OCXO协同授时的方案来提供同步时钟.采集系统具备MT、CSEM、SIP等测量功能.测试结果表明,本采集系统同步精度维持在1E-11以下,待机状态下功耗为0.32 W,运行功耗2.76 W,各通道短路噪声值均在μV级,信噪比在118 dB附近,满足设计要求.     

时间域航空电磁法激电效应对电磁扩散的影响

由于激发极化效应的影响,时间域航空电磁晚期道信号经常会出现变号现象.基于电阻率的传统反演方法无法对变号数据进行正确反演,因此通常在数据处理中予以剔除.为深入了解极化介质的电磁扩散特征,认识航空瞬变电磁负响应的产生机理,本文研究时间域航空电磁系统的电磁扩散特征.我们以均匀极化、非极化半空间及层状介质模型为例,通过直接积分的方法求解频率域电场响应,并由欧姆定律得到电流响应,再经过汉克尔变换得到时间域电流响应.通过研究电流随时间在地下极化介质中的传播特征研究电磁扩散过程;通过对比不同激电参数对电磁扩散的影响,研究极化介质中感应电流与极化电流的扩散规律,从而合理地解释极化介质中负响应的产生机理.基于本文研究和分析结果,可加深对时间域航空电磁法中激电效应的认识.     

陆地可控源电磁法三维勘探的激电效应影响研究

可控源电磁法(CSEM)的正演模拟与反演解释中常忽略激电介质的影响.本文基于电磁三维正反演开源平台ModEM,分别开展了陆地CSEM三维正反演以及考虑激电介质的陆地CSEM三维正演研究,并与一维模型解析解对比验证了三维计算的准确性.数值模拟结果显示,模型含激电效应与不含激电效应的电场E_x频率响应差异明显,激电效应会导致电场E_x幅值减小、相位增加,且对E_x的影响程度与激电异常体的频谱特性及观测的收发距均相关.合成数据的陆地CSEM反演结果显示,数据中含激电效应会使得反演出的异常体在深度、规模和电阻率值上都与真实异常体存在较大偏差,忽略观测数据中的激电效应会明显影响观测的准确性.本文研究表明当陆地CSEM三维观测资料中包含激电效应时,有必要考虑其影响.     

航空瞬变电磁激电效应特性研究

航空瞬变电磁法具有探测速度快、成本低、无需在地面作业等优点,广泛应用于矿产勘查、环境工程和地下水等领域.由于存在激电效应,导致航空瞬变电磁响应曲线出现异常衰减和符号反转现象.常规的实电阻率反演方法通常对负值响应予以剔除,反演结果与真实模型偏差很大,降低了反演结果准确性和可信度.为了研究航空瞬变电磁激电效应的特性,本文基于Cole-Cole模型表示激电效应,采用汉克尔数值滤波和正弦数值滤波实现了航空瞬变电磁一维正演模拟.将总响应分解为感应响应和极化响应,对激电效应的物理机制提出了一种新的解释,分析了地电参数、装置系数对响应曲线特性的影响以及响应对不同激电参数的灵敏度.研究表明,利用零频电阻率计算感应响应能有效地解释航空瞬变电磁激电效应的物理机制.当零频电阻率越大,极化效应越强,极化体埋深越浅,发射线圈高度越低,更容易出现符号反转现象.电磁响应对电阻率灵敏度最大,对充电率、时间常数和频率相关系数灵敏度很小.     

三维大地电磁激电效应特征研究

在积分方程法的大地电磁三维正演模拟中引入Cole-Cole模型研究激电效应特征,对均匀半空间中存在极化体时的三维大地电磁测深响应进行了理论计算,分析了极化参数的影响规律.结果表明:激电效应使观测视电阻率值变低;地下高阻极化体比低阻极化体的激电效应强,特别是极化率大的高阻极化体对大地电磁响应影响大,使观测结果出现假异常.     

瞬变电磁虚拟波场高分辨成像技术研究

本文提出了从瞬变电磁场到波场的优化算法.目的是通过对现有渡场变换过程进行插值的办法提高波场变换的分辨率,从而为后期数据处理的质量打好坚实的基础.在进行波场反变换的过程中,将正则化算法用于逆变换过程的计算中,通过采用偏差原理和Newton迭代格式选出最优的正则化参数,使得反变换所得到的波场稳定、可靠.解决了积分系数过多而...     

双频道频谱激电非线性效应研究

利用双频道激发极化法,在封闭条件下和三维大水槽中,对４０余块各种天然矿物标本进行了频谱激电非线性效应研究．实验结果和理论分析表明,当电流密度增加到一定程度时,将出现激电非线性现象．用双频道频谱激电方法,将得到锯齿状频谱曲线．不同类型的矿物,锯齿状频谱曲线具有不同的特征,为评价激电异常源性质提供了新方法．     

双频道频谱激电非线性效应研究

利用双频道激发极化法，在封闭条件下和三维大水槽中，对４０余块各种天然矿物标本进行了频谱激电非线性效应研究．实验结果和理论分析表明，当电流密度增加到一定程度时，将出现激电非线性现象．用双频道频谱激电方法，将得到锯齿状频谱曲线．不同类型的矿物，锯齿状频谱曲线具有不同的特征，为评价激电异常源性质提供了新方法．     

基于STM32和LabVIEW的双频激电信号采集系统设计

本文将LabVIEW与基于32位ARM单片机的数据采集电路结合,研究实现了一种高精度、多功能的双频激电信号采集系统.激电信号被采集系统接收后,经信号调理进入模数转换电路转换为数字信号,由USB接口送入基于LabVIEW软件平台的上位机中.上位机对该信号进行滤波选频、幅值测量、频谱分析、幅频率计算等处理,得到目标参数,同时还具有绘图、保存、查看等功能.本文就双频激电信号采集进行了阻容网络模拟实验,先用公式计算出理论视幅频率值,然后搭建电路进行实测.实验结果表明,该采集系统对双频激电信号采集的视幅频率测量误差小、精度高,具有良好的测量效果.     

电场差分法理论研究

对均匀大地和二层大地的频率域电场差分法理论曲线进行的计算和研究表明,电场差分法是一种以目标地质体和围岩在电阻率和极化率方面的差异为基础,根据测量到的能明显反映激电响应与电磁耦合响应的比值随频率变化的P参数曲线在性态上的差异来圈划油气藏的一种电法勘探方法. 因为它圈划油气藏的物理基础是油气藏上方与围岩上方测量到的电磁耦合响应和激电响应的差异,所以在圈划油气藏方面,该方法与复电阻率法类似,同样具有找油气的优良性能. 此外,该方法与复电阻率法相比,具有对目标地质体和围岩的电阻率和极化率差异反映灵敏、效率高、成本低等优点,所以它是一种值得推广的找油气的电法勘探方法.     

激发极化观测中电磁耦合的时间特性

为了克服激发极化观测中经常遇到的电磁耦合干扰,以往研究大多基于电磁耦合的频率特点.本文从电偶极子电磁耦合的基本公式出发,借助拉普拉斯变换和数值积分,着重研究了电磁耦合的时间历程及特点.研究表明,在足够长时间的矩形电流激励下,偶极装置电磁耦合的响应电位差表现为矩形激励电流开通时的上升斜坡和关断时的下降斜坡,并且使电磁信号到达的时间推迟;中间梯度装置的电磁耦合响应表现为矩形激励电流开通时的正尖脉冲和关断时的负尖脉冲,同时也使电磁信号到达的时间推迟.与激电法常用矩形电流的接通（关断）时间相比,不论采用何种观测装置,电磁感应耦合终归是一种“短命”的瞬变现象.不同装置的电磁耦合既有不同之处,又有相同之点.在固体矿产勘查常见的地电条件下,就激电法常用的中间梯度和偶极装置以及供电波形而言,电磁耦合的时间一般不超过10-2 s,利用这些时间特点能够达到区分并克服电磁耦合的目的.     

电场差分法理论研究

对均匀大地和二层大地的频率域电场差分法理论曲线进行的计算和研究表明,电场差分法是一种以目标地质体和围岩在电阻率和极化率方面的差异为基础,根据测量到的能明显反映激电响应与电磁耦合响应的比值随频率变化的P参数曲线在性态上的差异来圈划油气藏的一种电法勘探方法. 因为它圈划油气藏的物理基础是油气藏上方与围岩上方测量到的电磁耦合响应和激电响应的差异,所以在圈划油气藏方面,该方法与复电阻率法类似,同样具有找油气的优良性能. 此外,该方法与复电阻率法相比,具有对目标地质体和围岩的电阻率和极化率差异反映灵敏、效率高、成本低等优点,所以它是一种值得推广的找油气的电法勘探方法.     

水平地层上的负激发极化效应及其物理解释

本文首先阐明负激电效应是客观存在的;然后用等效电阻率法导出地面上点源供电时的二次极化电位、电场强度、电流密度的表达式,并依此用线性滤波法对各种给定参数进行计算,依此对二次极化场的分布规律进行物理分析,对激电负效应给出直观的物理解释;最后,根据土槽模拟实验资料,证实了负激电效应的客观存在,反演数据也与实际情况相吻合。本文还得到二极装置和错层条件下的负激发极化效应。     

水平地层上的负激发极化效应及其物理解释

本文首先阐明负激电效应是客观存在的;然后用等效电阻率法导出地面上点源供电时的二次极化电位、电场强度、电流密度的表达式,并依此用线性滤波法对各种给定参数进行计算,依此对二次极化场的分布规律进行物理分析,对激电负效应给出直观的物理解释;最后,根据土槽模拟实验资料,证实了负激电效应的客观存在,反演数据也与实际情况相吻合。本文还得到二极装置和错层条件下的负激发极化效应。     

Newmark精细积分格式及其在地震反应分析中的应用

在Newmark精细直接积分法的基础上,应用高斯积分与精细指数运算,提出该方法的两种逐步积分格式。文中对两种积分格式的稳定性和精度进行了分析。经过分析比较,第1种逐步积分格式计算精度较高,其稳定性明显地满足算法稳定性分析的条件;而第2种积分格式计算精度相对较差,且是不稳定的。因此本文将第1种积分格式应用于结构的地震反应分析中。算例表明,该逐步积分格式对地震作用有很好的适应性。