TEM方法与SM24介绍

1、瞬变电磁方法和瞬变电磁方法和SM24仪器介绍仪器介绍瞬变电磁原理瞬变电磁瞬变电磁(Transient electromagnetic method)探测是地球物理探测的主要探测是地球物理探测的主要手段之一，通过向地下发射电磁波激励地下目标，接收其产生的二次场，确手段之一，通过向地下发射电磁波激励地下目标，接收其产生的二次场，确定被测目标的物理参数。定被测目标的物理参数。 瞬变电磁法测量装置由瞬变电磁法测量装置由发射回线发射回线和和接收回线接收回线两部分组成，工作过程分为两部分组成，工作过程分为发发射射、电磁感应电磁感应和和接收接收三部分。当发射回线中通以三部分。当发射回线中通以阶跃电流阶跃电流

2、，发射电流突然由，发射电流突然由I下降到零，根据电磁感应理论，发射回线中电流突然变化必将在其周围产生下降到零，根据电磁感应理论，发射回线中电流突然变化必将在其周围产生磁场，该磁场称为磁场，该磁场称为一次磁场一次磁场，一次磁场在周围传播过程中，如遇到，一次磁场在周围传播过程中，如遇到地下良导地下良导电电的地质体，将在其内部激发产生的地质体，将在其内部激发产生感应电流，感应电流，又称又称涡流或二次电流，涡流或二次电流，由于二由于二次电流随时间变化，因而在其周围又产生新的磁场，称为次电流随时间变化，因而在其周围又产生新的磁场，称为二次磁场二次磁场。由于良。由于良导电地质体内感应电流的热损耗，二次磁场

3、导电地质体内感应电流的热损耗，二次磁场大致按指数规律随时间衰减大致按指数规律随时间衰减，形，形成瞬变磁场，二次磁场主要成瞬变磁场，二次磁场主要来源于良导电地质体的感应电流来源于良导电地质体的感应电流，因此它包含着，因此它包含着与地质体有关的地质信息，二次磁场通过接收回线观测，并对观测的数据进与地质体有关的地质信息，二次磁场通过接收回线观测，并对观测的数据进行分析和处理，对地下地质体的相关物理参数进行解释。行分析和处理，对地下地质体的相关物理参数进行解释。野外布置 20cm 79 78 77 76 75 74 Rx Tx 80 20cm 瞬变电磁TEM探测深度和装置的关系探测深度和装置的关系 T

4、EM 方法的探测深度主要由观测时间决定，场必须到达目标体，返方法的探测深度主要由观测时间决定，场必须到达目标体，返回并被接收到，才能探测到此目标体，这是前提条件。在此前提条件之下，回并被接收到，才能探测到此目标体，这是前提条件。在此前提条件之下，探测深度还与信噪比和接收机的灵敏度有关，这由探测深度还与信噪比和接收机的灵敏度有关，这由TEM 的装置和发射机的装置和发射机功率所决定以中心回线装置为例，其接收到的晚期电压功率所决定以中心回线装置为例，其接收到的晚期电压(即感生即感生EMF)响响应公式为：应公式为：2/522/502/3130taIV102tTD将测深公式代入晚期电压响应公式可得到：将

5、测深公式代入晚期电压响应公式可得到：5/11)(55.0VIATD 为上覆地层综合电导率；为上覆地层综合电导率；I为发送电流为发送电流 ，A为发射回线面积，为发射回线面积，V为实测噪声水平为实测噪声水平 1发射延时0306090120150180210240270s0306090120150180210240270s0306090120150180210240270sdB / dt responseFi rst w i ndow at 37 s af t erend of t urn-of f pl us del ays,or 150 s af t er begi nni ngof t urn

6、-of f pl us del aysI deal dB / dt response of recei verof t urn-of f ref erence setE nd of t urn-of f , 74 sB egi nni ng of t urn-of fC urrentFi xed 30 ssam pl e w i dt hA ssum e f or t hi s exam pl e:B egi n t urn-of fC urrent ram p39s74s37sD el aysTx t urn-of fTi m e t o f i rstE nd of t urn-of fT

7、he sof t w are i s set so t hat t he f i rst w i ndow t i m e i s al w ays equal t o orgreat er t han one sam pl e w i dt h, or i n t hi s case great er t han 30s.39s113s132456W i ndow #376797127157187sWindow timesA nt enna del ay 15 Fi xed sam pl e w i dt h = 30 s C urrent t urn-of f = 74 sTot al d

8、el ays 39 sFi l t er del ay 24w avef orm w i t h begi nni ngTransm i t t er currentt o zero m i croseconds.ant enna w i t hout del ays,over i nf i ni t el y resi st i ve eart hover conduct i veeart h, w i t h ant ennaand f i l t er del aysf ul l sam pl e w i dt h装置TXTXTXTXTXRXRXRXRXRXIn-Loop (INL)Co

9、incident Loop (COL)Single orDual LoopFixed Loop (FXL)Moving Loop (MVL)LOTEM (LOT)TXTXTXTXTXRXRXRXRXRXIn-Loop (INL)Coincident Loop (COL)Single orDual LoopFixed Loop (FXL)Moving Loop (MVL)LOTEM (LOT)TXTXTXTXTXRXRXRXRXRXIn-Loop (INL)Coincident Loop (COL)Single orDual LoopFixed Loop (FXL)Moving Loop (MV

10、L)LOTEM (LOT)TXTXTXTXTXRXRXRXRXRXIn-Loop (INL)Coincident Loop (COL)Single orDual LoopFixed Loop (FXL)Moving Loop (MVL)LOTEM (LOT)EMIT公司简介 澳大利亚-珀斯市 1994年以来，一直致力于地球物理应用开发仪器与软件产品设计目的：适应艰苦地形条件坚固耐用 苛刻的气候条件 仪器密封 工作温度-40至+50 接收机24位AD转换采样率：1200-120KHz通道数：16电池使用时间：10小时采样窗口：自定义150同步方式：GPS、石英钟、线同步存储：160G硬盘存储工作

11、温度：-40-50采集系统：WIN7规格：310290120mm重量：8Kg SmarTEM24SmarTEM24瞬变电磁系统瞬变电磁系统衰减曲线随时观察衰减曲线查看数据质量时间序列记录随时查看原始数据随时进行数据处理后期改变时窗设置后期设置关断延时后期进行噪音分析多测道图简单分析地层分布情况结合衰减曲线图连接探头可兼容国际上大部分的探头用户可自定义探头发射机控制器同步：GPS、线同步、石英钟工作周期：25%、50%、100%发射电流记录率：12.5-120KHz内置电池：锂电池电池使用时间：12小时尺寸：310260135mm重量：5KgFluxgate磁通门三分量探头直接观测磁通量密度B响

12、应速度快对低阻体响应更好小巧轻便三分量观测可以测到更低频在高频的观测效果要比感应线圈的差一些。在高频的观测效果要比感应线圈的差一些。B与dB/dt响应速度对比 选择直接测磁场比测感应电动势要好，B特征点比dB/dt的特征点约早3倍。导电特征响应B比dB/dt强，在衰减曲线上发现较早，探测的概率也相应提高。Hx和Hy分量可较好地确定电性界面。对比案例(3分量)地下板状体大小：300m x 300m深度：300m 角度：70 degrees to the east测 量：中心回线200m框发射频率：0.5 Hz延 时：0.1 ms关断时间识别感应线圈探头dB/dt磁通门探头B只有全时间段记录，才能

13、精确的判断出关断时间，老仪器无法做到一次叠加(stacked)的结果感应线圈探头dB/dt磁通门探头B关断瞬间关断瞬间供电瞬间供电瞬间读取精确关断时间感应线圈探头dB/dt磁通门探头B精确的关断时间精确的关断时间西安煤科院对比实验施工装置：大定源，GPS同步线框：300*300电流：4A发射频率：12.5HzSM24同时连接三个探头（相距3米）10000m2感应线圈 100m2感应线圈 FG磁通门多测道图-10000m2感应线圈探头多测道图- 100m2感应线圈探头多测道图-FG磁通门衰减曲线中心点最外侧点1.随着测点逐渐远离发射框，感应线圈探头数据质量下降非常快，特别是有效面积较小的探头，但是磁通门探头数据质量一直保持的非常好。证明磁通门探头在做较深探测（大于200m）数据更有优势，并且磁通门有三个分量，更易于圈定异常体。2.大定源方式效率更高，只有max