本實(shí)用新型屬于分析及測(cè)量裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種瞬變電磁勘探用一體化收發(fā)天線棒及測(cè)量裝置。

背景技術(shù)：

瞬變電磁法作為一種地球物理勘探方法，其實(shí)施效果和效率的關(guān)鍵因素之一是收發(fā)線圈或磁棒，簡(jiǎn)單的收發(fā)線圈或磁棒一體裝配，由于線圈或磁棒之間的互感強(qiáng)，早時(shí)道的數(shù)據(jù)幾乎無法使用，這也失去了一體化的功效。為了避免收發(fā)線圈或磁棒之間的互感耦合，兩者通常分開制作、使用，如此一來，在野外施工時(shí)不僅效率低下，而且在地形起伏較大時(shí)不同位置、高程上采集的數(shù)據(jù)會(huì)受地形影響，資料橫向?qū)Ρ扔幸欢ň窒蕖?/p>

中國(guó)發(fā)明專利ZL201110424903.9發(fā)明了一種瞬變電磁響應(yīng)信號(hào)梯度測(cè)量方法及觀測(cè)裝置，其公開了通過在發(fā)射線圈兩側(cè)對(duì)稱放置兩個(gè)規(guī)格相同的接收線圈或磁棒，兩接收線圈或磁棒與瞬變電磁儀的瞬變電磁儀輸入端口電連接，所述發(fā)射線圈與所述瞬變電磁儀的瞬變電磁儀輸出端口電連接，所述瞬變電磁儀內(nèi)設(shè)有第一集成運(yùn)算放大器、第二集成運(yùn)算放大器、第三集成運(yùn)算放大器、模擬信號(hào)調(diào)理電路和A/D轉(zhuǎn)換電路，利用兩接收線圈或磁棒接收信號(hào)相減來抵消一次場(chǎng)互感信號(hào)，使得瞬變電磁早時(shí)段的信號(hào)采集識(shí)別成為可能。如果僅利用線圈作為接收天線，其尺寸必然較大，野外施工中不便于攜帶安置，小型化這種梯度測(cè)量裝置成為一個(gè)難題。

線圈中置入磁棒形成天線，不僅能夠在較大程度上提高線圈對(duì)磁場(chǎng)變化的靈敏度，而且大大縮小了接收天線的尺寸，但這種方式通常只用于接收天線；根據(jù)電磁感應(yīng)的互換原理，線圈中置入磁棒后也應(yīng)該可以構(gòu)成發(fā)射天線，并能夠大幅提升發(fā)射信號(hào)的強(qiáng)度，而且由于該發(fā)射天線的體積小，會(huì)具有較好的方向性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的主要目的是提供一種瞬變電磁勘探用一體化收發(fā)天線棒，旨在解決現(xiàn)有的瞬變電磁勘探用收發(fā)天線小型化難的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提出一種瞬變電磁勘探用一體化收發(fā)天線棒，包括一發(fā)射線圈和對(duì)稱設(shè)于發(fā)射線圈兩側(cè)的兩規(guī)格相同的接收線圈，所述發(fā)射線圈和兩所述接收線圈固定設(shè)于一非金屬剛性外殼內(nèi)，所述發(fā)射線圈中心設(shè)有發(fā)射線圈磁棒，兩所述接收線圈中心設(shè)有接收線圈磁棒，所述發(fā)射線圈的軸線、兩所述接收線圈的軸線、所述發(fā)射線圈磁棒的軸線、兩所述接收線圈磁棒的軸線位于一條直線上，所述發(fā)射線圈位于所述發(fā)射線圈磁棒的中間位置，兩所述接收線圈磁棒關(guān)于所述發(fā)射線圈對(duì)稱，兩所述接收線圈的輸出反向串接形成瞬變電磁儀輸入信號(hào)，用于測(cè)量?jī)蓚€(gè)接收線圈接收信號(hào)之間的差值。

優(yōu)選地，所述發(fā)射線圈磁棒為一個(gè)或繞所述發(fā)射線圈軸線等間距分布的多個(gè)，所述接收線圈磁棒為一個(gè)或繞所述接收線圈軸線等間距分布的多個(gè)。

優(yōu)選地，所述發(fā)射線圈磁棒和接收線圈磁棒為數(shù)量相同的多個(gè)，位于同一軸線上的每一所述發(fā)射線圈磁棒和每一所述接收線圈磁棒構(gòu)成一根整體磁棒。

優(yōu)選地，所述發(fā)射線圈磁棒和兩接收線圈磁棒全部構(gòu)成一根整體磁棒。

優(yōu)選地，所述發(fā)射線圈和接收線圈為蜂窩式繞制線圈，包括一個(gè)或串聯(lián)成一體的多個(gè)。

優(yōu)選地，所述發(fā)射線圈磁棒和接收線圈磁棒采用稀土永磁鐵或坡莫合金制成，所述稀土永磁鐵包括釹鐵硼磁鋼。

優(yōu)選地，所述非金屬剛性外殼為圓筒狀，且其軸線與所述發(fā)射線圈軸線位于一條直線上。

優(yōu)選地，所述規(guī)格相同包括線圈支架、繞線材料、繞制方式和形狀、線圈匝數(shù)都相同。

本實(shí)用新型還提出一種瞬變電磁勘探用測(cè)量裝置，包括瞬變電磁儀、發(fā)射線圈和兩接收線圈，所述發(fā)射線圈電連接瞬變電磁儀的輸出端口，所述接收線圈電連接瞬變電磁儀的輸入端口，所述發(fā)射線圈和兩接收線圈構(gòu)成上述任一項(xiàng)所述的瞬變電磁勘探用一體化收發(fā)天線棒。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型技術(shù)方案的有益效果：

本實(shí)用新型所述發(fā)射線圈和兩所述接收線圈固定設(shè)于一非金屬剛性外殼內(nèi)，所述非金屬剛性外殼避免了周邊金屬結(jié)構(gòu)對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，在實(shí)現(xiàn)小型化的同時(shí)，克服了一次場(chǎng)的干擾，可以觀測(cè)到早時(shí)段的瞬變電磁信號(hào)，為淺層地球物理勘探提供了技術(shù)保障。瞬變電磁用于找礦或工程勘察時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)的地形地質(zhì)條件復(fù)雜，很多情況下施工場(chǎng)地狹小，不便于大面積布設(shè)線圈來開展測(cè)量工作，本實(shí)用新型提供的這種一體化棒狀天線在保證收發(fā)天線體積、尺寸大幅縮小的情況下，還能夠克服一次場(chǎng)的干擾，使得觀測(cè)信號(hào)的分辨能力得到保障，是一種既能夠廣泛應(yīng)用于隧道、鉆孔中進(jìn)行超前探測(cè)，同時(shí)也能適用于普通航空、海洋、地面、井中等瞬變電磁勘探環(huán)境中的新配件。本實(shí)用新型公開的一體化收發(fā)天線棒適合在地域狹小或地形條件差的野外環(huán)境下使用，具有很好的方向性，也適合地下巷道、采空區(qū)等狹小空間使用，此外由于個(gè)體輕巧，也可在空中、水中吊掛測(cè)量。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖示出的結(jié)構(gòu)獲得其他的附圖。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例一提出的瞬變電磁勘探用一體化收發(fā)天線棒的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例二提出的瞬變電磁勘探用一體化收發(fā)天線棒中多芯線圈結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例三提出的瞬變電磁勘探用一體化收發(fā)天線棒的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例四提出的瞬變電磁勘探用一體化收發(fā)天線棒中采用分段繞制蜂窩線圈串聯(lián)形成的接收線圈或發(fā)射線圈的結(jié)構(gòu)示意圖。

本實(shí)用新型的附圖標(biāo)號(hào)說明：

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步說明。在此需要說明的是，對(duì)于這些實(shí)施方式的說明用于幫助理解本實(shí)用新型，但并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限定。此外，下面所描述的本實(shí)用新型各個(gè)實(shí)施方式中所涉及的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。

本實(shí)用新型提出一種瞬變電磁勘探用一體化收發(fā)天線棒。

實(shí)施例一

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例一提出的瞬變電磁勘探用一體化收發(fā)天線棒的結(jié)構(gòu)示意圖。

請(qǐng)參閱圖1，瞬變電磁勘探用一體化收發(fā)天線棒包括一發(fā)射線圈1和對(duì)稱設(shè)于發(fā)射線圈1兩側(cè)的兩規(guī)格相同的接收線圈2，所述發(fā)射線圈1和兩所述接收線圈2固定設(shè)于一非金屬剛性外殼3內(nèi)，所述發(fā)射線圈1中心設(shè)有發(fā)射線圈磁棒4，兩所述接收線圈2中心設(shè)有接收線圈磁棒5，所述發(fā)射線圈1的軸線、兩所述接收線圈2的軸線、所述發(fā)射線圈磁棒4的軸線、兩所述接收線圈磁棒5的軸線位于一條直線上，所述發(fā)射線圈1位于所述發(fā)射線圈磁棒4的中間位置，兩所述接收線圈磁棒5關(guān)于所述發(fā)射線圈1對(duì)稱，兩所述接收線圈2的輸出反向串接形成瞬變電磁儀輸入信號(hào)，用于測(cè)量?jī)蓚€(gè)接收線圈接收信號(hào)之間的差值。

本實(shí)用新型所述發(fā)射線圈1和兩所述接收線圈2固定設(shè)于一非金屬剛性外殼3內(nèi)，所述非金屬剛性外殼3避免了周邊金屬結(jié)構(gòu)對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，在實(shí)現(xiàn)小型化的同時(shí)，克服了一次場(chǎng)的干擾，可以觀測(cè)到早時(shí)段的瞬變電磁信號(hào)，為淺層地球物理勘探提供了技術(shù)保障。瞬變電磁用于找礦或工程勘察時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)的地形地質(zhì)條件復(fù)雜，很多情況下施工場(chǎng)地狹小，不便于大面積布設(shè)線圈來開展測(cè)量工作，本實(shí)用新型提供的這種一體化棒狀天線在保證收發(fā)天線體積、尺寸大幅縮小的情況下，還能夠克服一次場(chǎng)的干擾，使得觀測(cè)信號(hào)的分辨能力得到保障，是一種既能夠廣泛應(yīng)用于隧道、鉆孔中進(jìn)行超前探測(cè)，同時(shí)也能適用于普通航空、海洋、地面、井中等瞬變電磁勘探環(huán)境中的新配件。

使用時(shí)，所述發(fā)射線圈1的兩端1-1、1-2接入瞬變電磁儀的發(fā)射端口，兩個(gè)接收線圈2的輸出端2-1、2-2反向串接形成瞬變電磁儀輸入信號(hào)，用于測(cè)量?jī)蓚€(gè)接收線圈接收信號(hào)之間的差值，該信號(hào)直接接入瞬變電磁儀的接收端或經(jīng)過前置信號(hào)放大調(diào)理后在接入瞬變電磁儀的接收端，構(gòu)成一種瞬變電磁勘探用測(cè)量裝置。所述瞬變電磁儀內(nèi)設(shè)有第一集成運(yùn)算放大器、第二集成運(yùn)算放大器、第三集成運(yùn)算放大器、模擬信號(hào)調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換電路，兩所述接收線圈分別連接第一集成運(yùn)算放大器和第二集成運(yùn)算放大器，所述第三集成運(yùn)算放大器電連接所述模擬信號(hào)調(diào)理電路，所述模擬信號(hào)調(diào)理電路電連接A/D轉(zhuǎn)換電路。采用專利ZL201110424903.9公開的瞬變電磁響應(yīng)信號(hào)梯度測(cè)量方法即可進(jìn)行瞬變電磁響應(yīng)信號(hào)梯度測(cè)量。

進(jìn)一步地，所述發(fā)射線圈磁棒4數(shù)量為一個(gè)，每一所述接收線圈2內(nèi)的接收線圈磁棒5數(shù)量為一個(gè)。

進(jìn)一步地，所述發(fā)射線圈1和接收線圈2均由一個(gè)蜂窩式繞制線圈構(gòu)成。

進(jìn)一步地，所述發(fā)射線圈磁棒4和接收線圈磁棒5采用稀土永磁鐵或坡莫合金制成，所述稀土永磁鐵包括釹鐵硼磁鋼。

進(jìn)一步地，所述非金屬剛性外殼3為圓筒狀，且其軸線與所述發(fā)射線圈1軸線位于一條直線上。

進(jìn)一步地，所述規(guī)格相同包括線圈支架、繞線材料、繞制方式和形狀、線圈匝數(shù)都相同。用以使得兩所述接收線圈2的自感系數(shù)、電感、容抗、阻抗都相同。

實(shí)施例二

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例二提出的瞬變電磁勘探用一體化收發(fā)天線棒中多芯線圈結(jié)構(gòu)示意圖。

請(qǐng)參閱圖2，本實(shí)施例二與實(shí)施例一的不同之處在于：所述發(fā)射線圈磁棒4A為繞所述發(fā)射線圈1A軸線等間距分布的多個(gè)，所述接收線圈磁棒5A為繞所述接收線圈2A軸線等間距分布的多個(gè)。

可以是，所述發(fā)射線圈磁棒4A和接收線圈磁棒5A數(shù)量相同，且排列方式相同，位于同一軸線上的每一所述發(fā)射線圈磁棒4A和每一所述接收線圈磁棒5A構(gòu)成一根整體磁棒。

實(shí)施例三

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例三提出的瞬變電磁勘探用一體化收發(fā)天線棒的結(jié)構(gòu)示意圖。

請(qǐng)參閱圖3，本實(shí)施例三與實(shí)施例一的不同之處在于：所述發(fā)射線圈磁棒和兩接收線圈磁棒為一根整體磁棒。發(fā)射線圈1B位于該根磁棒的中心位置，兩接收線圈2B關(guān)于所述發(fā)射線圈1B對(duì)稱分布于該根磁棒兩側(cè)位置。

實(shí)施例四

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例四提出的瞬變電磁勘探用一體化收發(fā)天線棒中采用分段繞制蜂窩線圈串聯(lián)形成的接收線圈或發(fā)射線圈的結(jié)構(gòu)示意圖。

請(qǐng)參閱圖4，本實(shí)施例四與實(shí)施例一的不同之處在于：所述發(fā)射線圈1C和接收線圈2C采用分段繞制好的蜂窩線圈串聯(lián)形成一個(gè)整體線圈，一個(gè)整體線圈中的多段線圈套設(shè)于一根磁棒上。這種繞制方式可以改善瞬變電磁儀發(fā)射和接收信號(hào)。

本實(shí)用新型還提出一種瞬變電磁勘探用測(cè)量裝置，包括瞬變電磁儀、發(fā)射線圈和兩接收線圈，所述發(fā)射線圈電連接瞬變電磁儀的輸出端口，所述接收線圈電連接瞬變電磁儀的輸入端口，所述發(fā)射線圈和兩接收線圈構(gòu)成瞬變電磁勘探用一體化收發(fā)天線棒，所述瞬變電磁勘探用一體化收發(fā)天線棒的具體結(jié)構(gòu)參照上述實(shí)施例，由于發(fā)射線圈和兩接收線圈采用了上述實(shí)施例的全部技術(shù)方案，因此同樣具有上述實(shí)施例的技術(shù)方案帶來的所有有益效果，在此不再一一贅述。

以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是在本實(shí)用新型的實(shí)用新型構(gòu)思下，利用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變換，或直接/間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域均包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。