线框大小对TEM探测低阻体的影响

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　　摘 要：低阻体的存在会消耗电磁场的能量，影响瞬变电磁（TEM）法的野外施工，为解决低阻体对瞬变电磁法的屏蔽现象，本研究利用控制变量的方法改变线框大小对低阻体采用TEM（瞬变电磁）法对其进行研究。
　　关键词：线框大小;低阻体;瞬变电磁法
　　1 绪论
　　TEM法是一种时间域电磁法。主要是利用不接地回线（或接地线源）向地下发送一次脉冲磁场（或电场），然后接收二次电磁场的时间和空间分布信息。二次电磁场主要是由一次脉冲磁场（或电场）的关断期间内感应产生的地下涡流所产生的。
　　二次场信号的本质主要是决定于探测目标的电阻率。而对于时间的早晚，则对应于探测深度的深浅：早期信号反映地层浅部的信息，晚期信号反映地层深部的信息。[1，2]
　　2 原理
　　2.1 工作装置
　　为保持磁通量不变，采用通过改变线框大小，改变发射线框和接收线框的匝数，探究TEM法对探测低阻体的影响。本次工作装置为重叠回线装置。常用工作装置主要有：重叠回线、偶极回线、中心回线、大定源回线。[3]
　　外部条件的改变所遵循的原则：
　　（1）穿过线框的磁通量不变。
　　（2）增大发射的磁场强度。
　　（3）减小关断时间即增大电流的变化率以感生更强的涡流。
　　（4）增大二次场接收强度以提高探测深度。
　　（5）减小一次场的影响以降低盲区。
　　注：线框采用常规 RVC 双绞铜导线绕制，截面 1.5 平方毫米，百米电阻 1.5 欧姆。工作电压11.9V。
　　2.2 磁通量原理
　　由于磁感应强度是磁极产生体本身的性质，涉及此，现按比例S1N1∶S2N2（S为每个实验线框的面积，单位为m，N为每个实验线框的匝数）算出本次发射线框和接收线框匝数。见下表。
　　3 数据处理及解释
　　对比图1和2可见探测深度由8m增加到10m，深度增加约1.25倍，知探测深度随线框的增加而增加。另外，由于低阻介质对早期高频段的吸附作用强，如果早期信号特别强的话，就会掩盖浅层的信息，若是如此，本次实验中对浅层处的水槽反应就不会那么明显。图1比图2的水槽響应更加明显，且数据质量更好，说明图1更适合探测这种深度下的低阻体。而图2的线框更大一些，所产生的信号更强一些，这就进一步验证了早期信号特别强的话，低阻介质对早期高频段的强吸附作用，导致浅层信息的数据被一次场所覆盖。
　　当增大发射线框的边长 L 时，感应电动势早期的信号能量会不断减小，且晚期信号的能量会相应的不断增大。所以，野外测量时，根据实际情况增大发射线框的边长 L，可以一定程度提高晚期信号的能量从而提高信噪比，解决相应的瞬变电磁野外试验时所遇到的一些噪声干扰或其他问题。
　　4 结论
　　（1）瞬变电磁对低阻体的灵敏反应和低阻介质对早期高频段较强的吸附作用，在其他实验参数相同的情况下，线框大小的自感信号的穿透深度不一样;
　　（2）相框大小最早可识别有用信号的穿透深度不同;
　　（3）线框越大，瞬变电磁可探测的最小深度越大，即瞬变电磁法的“盲深”越大，可探测更深处的低阻体，反之亦然;
　　（4）低阻介质对早期高频段的吸附作用强。
　　参考文献：
　　[1]闫述，石显新，陈明生.瞬变电磁法的探测深度问题[J].地球物理学报，2009，52（6）：1583-1590.
　　[2]候彦威，王海博，张振勇，等.复杂地形条件下不积水采空区的TEM探测[J].煤矿安全，2014，45（4）：152-155.
　　[3]傅茂朝.瞬变电磁法原理及应用[J].北京：军工勘察，中航勘察设计研究院，1996，（02）：55.
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