瞬变仪EM3W多功能电磁法工作站操作与处理流程分析解析

1、GeoPenEM3W 电磁采集系统操作说明书（TEM 部分 ）青岛骄鹏工程技术研究所目录EM3W 电磁采集系统简介 11 系统介绍 12 EM3W 采集站技术指标 2EM3W 多功能电磁采集站操作说明 4EMT1000 型 TEM 信号发射源操作说明 71 系统介绍 7 1.1 综合技术指标 71.2 仪器安全操作注意事项 82 认识仪器 82.1 仪器面板 8 2.2 端口定义 93 操作步骤 9一、接通电源 10二、选择供电形式 11三、测试供电电流 11四、选择发射脉冲宽度 11五、选择同步方式 12GEO-TEM 数据处理软件操作说明 14一、数据读取 14二、参数设置 14三、数据编

2、辑 16四、选测线 17五、出剖面 17EM3W 多功能电磁法工作站操作说明EM3W 电磁采集系统简介 1 系统介绍EM3W 型三维电磁采集系统是专门为三维电磁法勘探设计的分布式电磁信 号采集系统。可用于三维人工源和天然源电磁法勘探如三维可控音频大地电磁法 （3D-CSAMT ）、三维音频大地电磁法（ 3D-AMT ）、三维频谱激电（ 3D-CR）、 三维瞬变电磁（ 3D-TEM ）、三维充电法自电法电位监测等勘探方法。系统最多 可由 256 台 EM3W 采集站组成 768 道的三维接收系统，与大功率发射机配套完 成各种电法电磁法勘探工作。 系统组成灵活多变， 在地质勘探、 石油地质勘探和

3、众多领域起到了革命性的作用，是电磁法勘探有二维走向三维的利器。采集站有两款设计， EM3W 是手持式勘探型，防雨防尘设计，其体积仅手 机大小，内置可现场更换式锂电池， 含电池重量仅为 250 克。为长期电磁勘探监 测需要，还设计了 EM3NT 便携式监测型采集站，由于诸如油井动态电位监测等 特殊领域电磁信号的长期探测， 这款采集站采用防水设计， 可长期布置或埋设在 野外环境， 两款采集站可同时并网使用。 地质勘探类用户建议选择手持型， 因为 勘探工作流动性强， 利用手持型采集站， 工作人员可随时观测数据资料和输入信 息及利用站内 GPS 信息定点位等工作效率高。仪器采集站内置 3 个 24 位

4、高精度采集通道，通道具有极宽的频带和高动态 范围。仪器高输入阻抗，可随意定义为电道或磁道。内置高灵敏度、高精度授时 GPS（授时误差小于 30ns，单机定位精度 3 米）和无线通讯及大容量 micro SD 卡（ 416GB）数据存储，每台仪器具有唯一的身份码。仪器内置的无线通讯模 块采用美国 DIGI 公司的无线组网模块，最大组网节点数可达 6 万余个，节点间 可视通讯距离 3200 米，主要利用其发送采集命令和仪器自检参数，也可发送经 压缩的采集数据样本，原始数据存储于 SD 卡内，待收工后回放。数据回放可采 用读卡或无线联网读取。系统重要特点：体积小重量轻系统采用掌上型设计， 为防雨防尘

5、设计， 其体积仅手机大小， 内置可现场更 换式锂电池，单站含电池重量仅为 250 克；高精度超宽频带单站内置 3 个 24 位高精度采集通道，通道具有极宽的频带和高动态范围。 仪器高输入阻抗，可随意定义为电道或磁道。高精度授时同步仪器内置高灵敏度、高精度授时 GPS（授时误差小于 30ns，单机定位精度 3 米）和无线通讯及大容量 Micro SD 卡（ 416GB）数据存储，每台采集站具有唯EM3W 多功能电磁法工作站操作说明一 64 位的身份码。其采集触发方式可选择人工定时、无线授时和计划循环等。 内置无线通讯组网仪器内置的无线通讯模块采用美国 DIGI 公司的无线组网模块，最大组网节 点

6、数可达 6 万余个，节点间可视通讯距离 3200米，主要利用其发送采集命令和 仪器自检参数，也可发送经压缩的采集数据样本，原始数据存储于 SD 卡内，待 收工后回放。数据回放可采用读卡或无线联网读取。 2 EM3W 采集站技术指标EM3W 采集站外观EM3W 采集站主要技术指标道 数：3道频带范围： 动态范围： 模数转换： 采 样 率：010kHz126dB 24bit2.5Hz130KHz（15 挡可设 ）采样长度： 最大输入信号：32kB /ch10V等效输入噪声：0.6uV（rate：1kHz）输入阻抗：30 M内核处理器：ARM-9内置 GPS：授时误差 30ns，定位精度： 2.5m

7、，灵敏度 -162dbm（可在茂密森林中工作 ）内置无线通讯：2.4GHz 节点间可视通讯距离 3.2km，2EM3W 多功能电磁法工作站操作说明山区实际通讯距离约 600m。内 存：116GB micro SD显 示：12832 点阵反光屏，带背光平均功耗：采集时 140mA，待机时 30mA电池容量：7.2V/1.6AH，可供连续采集使用 10 小时， 待机 50 小时。体 积：1006040mm重 量：250克使用环境：-2065 可在雨中工作。EM3W 多功能电磁法工作站操作说明EM3W 多功能电磁采集站操作说明EM3W 型三维电磁采集系统是专门为三维电磁法勘探设计的分布式电磁信 号采

8、集系统。配套 EMT1000 中功率发射机及接收线圈，用于二维、三维瞬变电 磁方法（ 2D、3D-TEM ）进行勘探工作。系统组成灵活多变，在地质勘探、工程 勘察、井下超前预报等众多领域起到了革命性的作用， 尤其是在复杂地形条件下， 对于目前广泛采用的大定源装置，传统瞬变电磁都是逐点采集，而 EM3W 可以 同时多点采集， 大幅度提升工作效率； 在金属矿勘探、 采空区调查、普查等领域， 更是优势显著。操作步骤：一、开机按开机键 5 秒，机器打开进入欢迎界面：GeoPenGeophysical Instrument开机界面如下图所示，其中“ SN:0322”为仪器编号，“ V3.53”为仪 器固

9、件版本号， “ RESTRAIN_50H”Z指该系统为 50HZ干扰抑制版。在该界面系统 进行初始化，此时系统检查存储卡，如果系统初始化时搜索到了SD卡信息，系Please insert SD card统发出“滴滴滴”三声短提示音，并自动进行功能选择界面。若系统未检测到 SD存储卡，会发出“滴”一声长的提示音，并且在界面显示“ Please insert SD card ”提示， 此时可将 SD存储卡插入卡槽， 系统自动检索并进入功能选择界面。EM3W RECEIVERSN:0322 V3.53RESTRAIN 50HZ当系统检测到 CD卡后会发出“滴滴滴”三短声提示音并自动切换到功能界 面，

10、如下图所示。这个操作界面是系统正常操作的主界面，在这个界面，通过仪 器的数字键选择功能，如欲选 TEM功能，只需按仪器的数字键“ 3”。1. CSAMT4.SIP/CR2. AMT 5.TIP3. TEM 6.E60EM-3D二、参数设置以 TEM功能为例，当出现上述的功能选择菜单后， 按数据键 3 进入 TEM功能EM3W 多功能电磁法工作站操作说明界面，此时系统自动搜索 GPS信号，如下图所示：TEM7.9V2013.12.1009:37:02当系统搜索到 GPS信号后，在显示屏中间显示仪器所在点的经纬度， 并且有 三个“* ”号，以指示当前 GPS状态，如果在数据采集过程中“ * ”消失

11、了，说 明 GPS卫星信号丢失，此时仪器无法进行数据采集。TEM * 7.9VE12517.88547N4352.837832013.12.10 09:37:02按 Mon键进行接收线框检测， 此时指示灯点亮， 测试完毕后指示灯灭。 当没 有连接接收线框时，其电阻为“ * ”，如果测试结果为数字，说明外部线框已 与主机连接。此功能可在任意状态下使用，检测完毕后 5 秒自动退出。TEST OUT LINE Resistor 10 Kohm按 F 键进入参数设置主界面 （ 如下图所示 ）,N=2CH-G=1S=1F=25HZN：采集通道；G：增益，该参数的设置原则是在信号不超界的原则下，适当增大；

12、S：叠加次数，该参数的设置需根据野外试验情况确定；F：周期，发射波形为方波占空比为 1： 1，利用该参数可计算出供电脉宽， 如 25HZ，其供电脉宽为 10ms。D：重复次数，该参数是在同一测点，连续重复采集次数。 上述各参数的设置，只需利用上、下方向键，回车键即可完成。其中显示界 面中“ - ”所在行为当前行， 此时利用上、 下方向键改变当前行的参数， 按回车 键进行控制权切换，参数设置完毕后，按 EXIT 键保存当前参数并退出该参数选 择界面。二、数据采集 在功能菜单里选择“ 3”进入 TEM数据采集界面并且设置完采集参数后，按EM3W 多功能电磁法工作站操作说明回车键准备进行 TEM数据

13、采集， 再按回车键进行数据采集， 此时状态灯亮， 数据 采集完毕后，仪器指示灯灭，有声音提示并显示“ OK! Please move to next ”， 并且数据自动以 0322F20131001085203.TM文件存盘至 SD卡中。TEM * 7.8VSampling 25HZ 0322F20131001085203.TM2013.12.10 09:37:02TEM * 7.8V OK! Please move to next 0322F20131001085203.TM2013.12.10 09:37:04按键系统显示二次场衰减曲线， 并给出最大幅值是否超界的提示， 同时利 用，键改变

14、显示通道。1st chan Amax：0 per注意：系统采集完毕后， 会对数据质量进行初步判别， 如果数据正常其提示 音为“滴滴滴滴滴滴滴” （三短一长三短），如果数据为纯背景噪声则其提示 音为“滴滴滴” （三长）。但这仅是初判，操作者可根据实测的二次场波 形进一步判断当前点是否需要重新数据采集。数据导出时， 只需将采集站上的 MicSD卡取出，利用专用的读卡器将数据直 接拷贝到电脑中即可。该系统采集的数据其扩展名为 TM。EM3W 多功能电磁法工作站操作说明EMT1000 型 TEM 信号发射源操作说明 1 系统介绍EMT1000型信号发射源是一款大功率 TEM测试系统的配套信号源。 作为

15、地球 物理勘探先进的可控电法场源， EMT-1000型高度集成化和便携式于一体。该系 统综合了先进的电子技术和 GPS技术，可以提供 20千瓦的大功率输出 ,或配 15 千瓦,10 千瓦以及 5到 7千瓦小发电机则成为中、小功率较轻便场源发射机。本系统重量仅 4.5 公斤，功耗低，非常适合于野外恶劣环境下的测试工作。 内置 GPS（全球定位系统）卫星同步时钟控制和接收系统紧密同步。由于接收和 发射一直保持精确同步 , 即使采集点讯号非常微弱 , 接收机可以把信号波形一直 叠加改善信噪比 ,较大幅度提高系统扛干扰能力 ,这一特点使勘探收 -发距离加大 , 扩大远场区实用频率范围 , 提高数据解释

16、的精度 。 1.1 综合技术指标输入电压：输出电压：最大输出电流：输出波形：关断时间： 发射脉冲方波宽度： 10 同步控制精度：GPSGFSK异常保护：直流 2448 伏电瓶交流 220V，50Hz 供电时 直流供电时： 48 96Vpp 交流供电时： 48、 96、144Vpp 40App方波纯电阻负载下最小为 1.5us 、20、40、80、160ms 同步 1us同步 10us 输入电压极性保护 输出电流超限保护 主机体积及重量： 体积 重量 环境要求： 操作温度 储藏温度 操作湿度 操作环境 操作方式340290 180 mm10 Kg-20 +50-40 +70095%薄膜键盘EM3

17、W 多功能电磁法工作站操作说明1.2 仪器安全操作注意事项E60T 型综合工程探测仪内部线路板采用抽屉式抗振构造， 外壳为铸铝合金， 具有较强的抗冲击性。在使用过程中您注意以下几点，可延长仪器的使用寿命。 仪器的使用温度为 20 50，相对湿度 95%，应该避免在剧烈温度 变化情况下使用仪器， 以免仪器内部反霜，造成电器元件短路而损坏仪器； 在运输过程中，应该尽量避免剧烈振动，以免造成内部螺丝的松动和计 算机硬盘的损坏； 仪器长期放置不使用时，应该每隔一个月左右开机一次，以防仪器内部 元器件老化和防潮； 仪器内部有高压电路，请不要自行拆卸主机，若仪器出现故障，请尽快 与厂家联系； 在仪器的使用

18、过程中，应该尽量避免接触硬物，以免造成仪器外壳喷塑 层的脱落而影响仪器的外观。 野外工作时，请不要用手触摸信号源的输出端子，以免被高压击伤。2 认识仪器2.1 仪器面板EMT1000 型信号源图片仅供参考，请以实物为准 )EM3W 多功能电磁法工作站操作说明EMT1000 型信号源正面面板 2.2 端口定义左侧端口(1) GPS同步端口(GPS ANT)(2) 扩展 USB 端口(USB DISK)(3) 无线电台同步天线插口 (COMM ANT)右侧端口(1) 交流电源开关 (ON/OFF )(2) 交流电源输入端口 (AC 220V/50Hz )后侧端口(1) 供电线圈连接端口 (A B)

19、(2) 直流电源输入端口 (DC IN / 24V48V)(3) 线同步插口 (SYN PORT) 3 操作步骤为了便于掌握该设备的操作，本手册按其操作步骤进行介绍各按键功能模 块。首先，介绍一下仪器面板。EM3W 多功能电磁法工作站操作说明其中固定功能键至参数设置 功能键启动键 停止键为固定功能键，暂空。存储、调用发射参数文件的功能键方向键可将当前设置好的发EMT1000V6.64Geopen Corp.其中“ ”符号指示当前控制权所在位置，按方向键或将光标移至要改变的参数行，按 键进入参数设置界面， 按键选择射参数通过 USB端口存储到 U 盘，也可以将设计好的发射参数文件调入，此功 能暂

20、空。其它功能键按此系统的操作步骤依次介绍。注意：与 EM3W 系统配套使用仅需测试供电电流 （通过改变供电电压调整） 设置发射脉宽、以及同步方式后运行即可。一、接通电源如果使用 24V 电瓶供电，将外接电源线与电瓶连好后，机器自动开机。而 在使用外接交流电时，需要打开仪器右侧的 电源按钮 。开机后，依次出现如下所示界面：EMT1000 GPS Initing Geopen Corp.参数TEMTest Sysm StackFrqs Time Powe10EM3W 多功能电磁法工作站操作说明二、选择供电形式本系统可外接 24V 电瓶或 220V，50Hz 发电机。当外接发电机时， 可选择供 电电

21、压以提高供电电流， 共有 24V 、48V、72V 三档可选，如果接的是 24V 电瓶， 此项可不必设，系统默认为 Batt 。使用交流电源供电时，其改变供电电压的操作步骤如下：按方向键将控制光标移到Powe ，如下图 （左）所示，按键，进入右图所示界面Function SelectTest Sysm Stack Frqs Time PowePower SelectPower : Batt键选择供电电压，选择好后，按确定并退出该界面三、测试供电电流该功能可以检测供电线圈是否接通，如果检测到的电流为 0，则表明线圏为 开路状态，此时需检测线圈是否闭合，及接线插头是否连好。其操作步骤如下：Test

22、 CurrentV= 24 VI = 00.00A当光标“ ”指向 Test 选项时，按 键进入该项参数设置界面。Test Current V= 24 VI = 04.25A如果显示结果如上图（左）所示，则表明供电线圈断路，右图表明供电线圈 新测试已连接，供电电流为 4.25A。如若重新测试按键退出后，再按键重四、选择发射脉冲宽度如下图所示，本信号发射源发射脉冲信号如下图所示，其发射频率为（1/T） ，其中 T 为发射周期，单个脉冲宽度为 t。11EM3W 多功能电磁法工作站操作说明EMT1000 型信号源的发射脉冲宽度共有 10、20、40、80、160、320、640ms, 对应的频率分别

23、为： 25、 12.5、6.25、3.125、1.5625、0.78125、 0.0390625 按下 述步骤进行设置：按方向键将控制光标移到 Frqs ，如下图 (左)所示，按键，进入右图所示界面Function SelectTest Sysm StackFrqs Time PowePlus WideT10ms键选择发射频率，选择好后，按确定并退出该界面五、选择同步方式本系统有线控同步 (Line Trig )、无线电同步 (GFSK Trig )、授时同步 (GPSTrig )三种同步方式可选。与 EM3W 采集站进行配套使用时，必须设置为 GPS 同步，其设置步骤如下：按方向键或 将控制

24、光标移到System ，如下图 (左 ) 所示，Trig_Mode SelectGPS Trig按 键，进入右图所示界面Function SelectTestSysmStackFrqsTime Powe按 键选择同步方式， 选择好后，按 确定。系统自动进行 GPS 搜索定位，当搜索到卫星信号并定位后，在屏幕右侧出现四个“ * ”指示已找到 卫星并定位好，如下图所示。12EM3W 多功能电磁法工作站操作说明Set Trig_Time GM-T：08：04：20 BJ -T ：16 ：04： 57 LNGT ：43 52.8N LATT ：125 17.9ESet Trig_Time* GM-T

25、：08 ：04： 20* BJ -T ：16 ：04： 57* LNGT ： 43 52.8N* LATT ： 125 17.9E其中图中 GM-T：08：04：20 为 GPS 读取的北京时间， BJ-T：16：04： 20 为北京时间， LNGT ：43 52.8N 为纬度坐标， LATT ：125 17.9E 为经度坐标找互卫星后，按键退出当前界面，按 当上述参数设置完毕后，回到参数设置界面，如下图所示：Function SelectTestSystemStackFrqsTimePowe此时按 进入发射机工作状态。发射机进入连续工作状态。TEM* BJ-T ：08：04：20S=0016

26、T=10msV=BattI=10.0A其中 BJ-T 为北京时间， S 为每秒发射次数， T 为供电脉宽， V 为供电电压， I 为发射电流。如果中途需要修改发射参数或停止工作， 则需按键停止其运行， 重新设置参数后，再按键进行信号的发射即可。13EM3W 多功能电磁法工作站操作说明GEO-TEM 数据处理软件操作说明GEOTEM 瞬变电磁数据编辑及处理软件是 EM3W 配套的系列软件之一， 该软件基于 java 虚拟机设计，可跨平台跨操作系统使用。软件界面友好，操作 简单，并可以将数据结果以文本形式存盘，便于采用其它成图软件调用。下面介绍一下该软件的操作方法与步骤：一、数据读取该软件为 EM3W 系统配套软件，仅支持 TM 数据格式文件输入。数据处理 里可将一个测区内的数据同时输入，软