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CUGTEM-6型資源勘查型瞬變電磁儀

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一、儀器簡介瞬變電磁法（Transient Electromagnetics Method, TEM）是以地殼中巖（礦）石的導(dǎo)電性與導(dǎo)磁性差異為主要物質(zhì)基礎(chǔ)，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，利用不接地回線或接地線源向地下發(fā)送一次脈沖磁場，在一次脈沖磁場的間隙期間，利用線圈或接地電極觀測二次渦流場，并研究該場的空間與時間分布規(guī)律, 來尋找地下礦產(chǎn)資源或解決其它地質(zhì)問題的一支時間域電磁法。瞬變電磁法由于具有許多傳統(tǒng)直流電法不可比擬的有點(diǎn)，是當(dāng)今得以迅速推廣的新一代電磁勘探方法。但由于受到國外生產(chǎn)銷售的瞬變電磁儀價格昂貴、發(fā)射功率小、工作效率低、深部勘探需采用大發(fā)射回線工作方式以及復(fù)雜地形條件下大發(fā)射回線難以開展工作等因素的困擾，推廣受到限制。針對于此，自90年代以來，國內(nèi)科研單位，基于電容器充電后瞬時放電產(chǎn)生大脈沖電流的原理，研制成功了輕便型指數(shù)衰減形大電流供電瞬變電磁儀，開創(chuàng)了輕便型大功率瞬變電磁儀的先河；同時國內(nèi)學(xué)者也從理論與實踐上證明用小發(fā)射回線大電流供電用于深部瞬變電磁法勘探的可行性，這為瞬變電磁法推廣用于深部地質(zhì)勘查創(chuàng)造了條件。但是電容器脈沖放電產(chǎn)生大電流也存在著其本身難以克服的缺點(diǎn)，這就是發(fā)射波形不是方波而是幅度不斷衰減變化的衰減波，頻譜成份復(fù)雜不便解釋；對產(chǎn)生有用瞬變二次場信號起關(guān)鍵作用的關(guān)斷躍階電流幅值遠(yuǎn)小于開通上升躍階幅值；受電容器貯能量限制，發(fā)射波脈寬小，難以實現(xiàn)深部勘查；不能發(fā)送幅值、周期保持一致的連續(xù)波等，因此也不是一種理想的方法。中國地質(zhì)大學(xué)高科資源探測儀器研究所秉承中國地質(zhì)大學(xué)“艱苦樸素、求真務(wù)實”的態(tài)度，進(jìn)行瞬變電磁儀方面的研究至今已有十幾年，經(jīng)過長期探索、改進(jìn)，在國內(nèi)外率先掌握了能輸出正、負(fù)200安培連續(xù)方波的獨(dú)創(chuàng)技術(shù)，研制成功了獨(dú)具特色的輕便電源、小線圈大功率發(fā)射用于深部地質(zhì)勘探的瞬變電磁儀。在此基礎(chǔ)上，中國地質(zhì)大學(xué)高科資源探測儀器研究所還開發(fā)出能夠滿足不同勘探需求的“CUGTEM”系列瞬變電磁儀產(chǎn)品。其中就包括CUGTEM-6型資源勘查型瞬變電磁儀。二、應(yīng)用領(lǐng)域 CUGTEM-6型深部資源勘查型瞬變電磁儀的探測深度為地下9M-1000M，可用于找尋地下多金屬礦床、找水、咸淡水區(qū)分、地下電性分層、圈定地下充水溶洞及陡傾角地質(zhì)構(gòu)造探測，特別適用于煤層及煤層采空（塌陷）區(qū)、充水區(qū)的探測，使用效果十分理想，受到用戶單位的普遍好評。除此之外，該儀器在尋找地?zé)豳Y源、高阻覆蓋地區(qū)(如碳酸鹽巖、火成巖和凍土覆蓋地區(qū))的油氣田的普查和勘探等其它方面的應(yīng)用也取得了較好成效，業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為該儀器在多方面已具有國內(nèi)領(lǐng)先水平。三、主要特點(diǎn) 1、在國內(nèi)外輕便瞬變電磁儀發(fā)射系統(tǒng)中，率先實現(xiàn)200A大電流連續(xù)方波供電。采用輕便電源以實現(xiàn)大電流供電，但與單脈沖供電的本質(zhì)區(qū)別，在于用自己的創(chuàng)新技術(shù)實現(xiàn)高功率正、負(fù)方波供電，并能多次疊加，這在不依靠大功率發(fā)電機(jī)組或大型電池組供電的輕便瞬變電磁儀電源系統(tǒng)中，能實現(xiàn)200安正、負(fù)方波供電者，實為我們所首創(chuàng)。采用大電流小線圈（25×25米發(fā)射線圈）供電工作方式，融合了傳統(tǒng)供電方式的優(yōu)點(diǎn)，勘探深度可達(dá)千米，特別適合野外施工條件很惡劣的地方，野外施工費(fèi)用和工期要比傳統(tǒng)大線圈的方法要省很多，顯著提高野外工作效率。由于發(fā)射電流的提高，達(dá)到同樣的勘探深度發(fā)射線圈邊長可以大幅減小。 2、工控機(jī)作主控機(jī)和Windows操作平臺。采用低功耗工控機(jī)作主控機(jī)和Windows作操作平臺對供電電流、供電脈寬、采樣率、及疊加次數(shù)等，皆由中文菜單設(shè)置；電腦的海量存貯空間為大容量密集采樣提供了保證，全天測量的各種數(shù)據(jù)，皆可存在電腦中；高亮度800x600真彩TFT顯示器實時自動顯示I（t）、△V(t)、多測道斷面，現(xiàn)場反演自動繪出ρτ斷面, ρS等值線及地質(zhì)介面等多種剖面圖形。 3、保愚性與安全性好。接收電路采用最新推出的高性能芯片組裝，如A/D轉(zhuǎn)換器選用16位1M/S高速芯片及采用低噪聲器件等，使整機(jī)具有良好的性能。儀器發(fā)送機(jī)中，設(shè)置了完善的過流、過壓保護(hù)電路，使儀器具有良好的保愚性與安全性。 4、采樣率高。對供電電流與二次場電位值進(jìn)行全域高密度數(shù)據(jù)采樣，采樣率最高可運(yùn)達(dá)1μs，所得海量數(shù)據(jù)為數(shù)字濾波、仼意設(shè)置時間道、斷電時間影響校正、與異常形態(tài)的精細(xì)研究等提供了良好基礎(chǔ)。 5、多重的抗干擾技術(shù)。 ①對50Hz工頻干擾信號，進(jìn)行頻率與相位自動跟蹤測量與補(bǔ)償，以消除工頻及其諧波分量的干擾，由于進(jìn)行了頻率自動跟蹤，摒棄了以往以標(biāo)準(zhǔn)50Hz固定周期20ms為采樣、補(bǔ)償時間單元的呆板作法，在工頻頻率不穩(wěn)時，也能獲得很好的補(bǔ)償效果； ②多次疊加，減小隨機(jī)干擾； ③軟件數(shù)字濾波。 6、先進(jìn)的解釋軟件系統(tǒng)。集數(shù)據(jù)采集與處理、一維正反演、2.5維正反演、成果自動輸出為一體，可現(xiàn)場出解釋成果圖。配備專門負(fù)責(zé)野外解釋的老師，用戶單位有什么問題我們都可以從儀器硬件、野外方法、成果解釋上給予幫助。

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涂潔

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