专利名称：瞬变电磁仪背景场制导选频技术去除电磁干扰信号的方法
技术领域：
本发明涉及一种地球物理勘探领域，具体地讲，涉及一种煤矿井下瞬变电磁仪去除电磁干扰信号的方法。
背景技术：
瞬变电磁法(TEM)是地球物理探测领域里一种应用前景十分广阔的新的勘探方法，且目前已经成功地应用于煤矿、金属矿、石油、煤气勘查等工程探测方面。但在通常情况下，地质体深部的瞬变电磁响应会被淹没于噪声中，而在瞬变电磁 探测法最关注的就是如何得到深部的有效信号。在瞬变电磁法中，干扰信号主要是天然电磁场噪声和人文干扰等，又称为背景场。在煤矿井下，由于电气设备运转时的背景场会严重干扰瞬变电磁仪的探测。为了抑制干扰，现有的瞬变电磁都采用双极性脉冲电流作为激励源(一次场)，在正、负脉冲的间歇期间采集二次场和背景�。龀寮湫诩洳杉亩纬『捅尘俺〖跞ジ郝龀寮湫诩洳杉亩纬『捅尘俺。绻⑸涞钠德收檬潜尘俺「扇判藕牌德实�1/2以上的偶数倍，地质体产生的二次场信号被叠加，而背景场干扰信号被抵消。但是，假如发射的频率不是背景场干扰信号频率的1/2以上的偶数倍，双极性叠加后背景场干扰信号不但没有抵消，反而会加强。因此，如何根据背景场制导发射频率是瞬变电磁仪有效抑制干扰的关键技术
发明内容
本发明目的是提供一种具有背景场制导选频技术的煤矿井下瞬变电磁仪的去除电磁干扰信号的方法。本发明的方法所采用的煤矿井下瞬变电磁仪包括接收机由由CPU、存储器、ADC、接收电路和接收线圈组成；发射机为发射电路和发射线圈组成；接收机和发射机之间用通讯电缆连接，以实现同步控制。本发明提供的一种煤矿井下瞬变电磁仪背景场制导选频技术去除电磁干扰信号的方法，其特征在于包括如下步骤
a、不发射一次�。媒邮盏缏方邮沾勘尘俺⌒藕牛闷灯追治龅姆椒ǚ治龀霰尘俺⌒藕胖蟹�-峰值最大的干扰频率；
b、根据频谱分析得到的最大背景场干扰信号频率，将瞬变电磁仪发射频率制导为'f0:fj (2*n)，其中n=l，2，4，8……；其中优选的方案为'f0:fJ H f0:fJ \或
C、所述瞬变电磁仪的接收机通过同步控制电缆控制发射电路以发射频率向发射线圈输送正极性电流，使发射线圈产生正极性一次�。唤邮栈ü娇刂频缋驴焖俟囟戏⑸湎呷φ缘缌鳎姑嚎缶碌刂侍寮だ鸬母杏ξ辛鹘媸奔浔浠恼远纬。籨、接收机在一次场关闭的间歇时间域内，通过接收线圈和接收电路连续定时接收煤矿井下地质体正极性二次�。竦昧ㄊ闭远纬〉男藕牛邮障呷ν苯邮盏奖尘俺「扇判藕牌德�;
e、同理，所述瞬变电磁仪的接收机控制发射电路以发射频率向发射线圈输送负极性电流，使发射线圈产生负极性一次场；接收机通过同步控制电缆快速关断发射线圈正极性电流，使煤矿井下地质体激励起的感应涡流将产生随时间变化的负极性二次场；
f、接收机在一次场关闭的间歇时间域内，通过接收线圈和接收电路连续定时接收煤矿井下地质体负极性二次�。竦酶杭远纬〉男藕牛邮障呷ν苯邮盏奖尘俺「扇判藕牌德仕龅拿嚎缶滤脖涞绱乓潜尘俺≈频佳∑导际跞コ绱鸥扇判藕诺姆椒ǎ箍梢越徊骄咛逦�
还可以包括如下步骤
g、重复上述的c_f步骤若干周期，得到若干周期含有背景场干扰信号频率的正极性二次场信号和负极性二次场信号；
h、用正极性二次场的正值信号减负极性二次场的负值信号。
由于现有的瞬变电磁都采用双极性脉冲电流作为激励源(一次场)，在正、负脉冲的间歇期间采集二次场和背景场，将正脉冲间歇期间采集的二次场和背景场减去负脉冲间歇期间采集的二次场和背景�。绻⑸涞钠德收檬潜尘俺「扇判藕牌德实�1/2以上的偶数倍，地质体产生的二次场信号被叠加，而背景场干扰信号被抵消；但是，假如发射的频率不是背景场干扰信号频率的1/2以上的偶数倍，双极性叠加后背景场干扰信号不但没有抵消，反而加强。而采用本发明所述的方法，先用频谱分析的方法分析出背景场干扰信号最大振幅的频率fmax,再根据背景场将瞬变电磁仪发射频率f0制导为f0二fmaxn或f0二或4=^-/8，就可以有效地抑制不同背景场产生的不同频率的干扰。
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。图I是煤矿井下瞬变电磁仪示意图。
具体实施例方式现结合附图对本发明所述煤矿井下瞬变电磁仪背景场制导选频技术去除电磁干扰信号的方法做进一步阐述
请参阅图1，本发明的方法中所采用的煤矿井下瞬变电磁仪包括发射电路15和发射线圈18组成的发射机19，接收电路9和接收线圈14组成的接收机13，接收机13和发射机19用电缆20实现同步控制。所述发射线圈18和接收线圈14为不接地回路，重叠在煤矿井下地质体(煤层或围岩)上，发射线圈18和接收线圈14分别接到发射电路15和接收电路9上。开始工作时，先不发射一次场，用接收电路接收纯背景场信号，用频谱分析的方法分析出背景场信号中峰-峰值最大的干扰频率;再根据频谱分析得到的最大背景场干扰信号频率fmax，将瞬变电磁仪发射频率f0制导为f0=f-/2或f0O或f0:D ;接收机13的处理器11，从控制电路12通过同步控制电缆20，向发射机19的控制接口 17发出指令，使发射电路15以发射频率或或向发射线圈18发送正极性电流，发射线圈18产生正极性激励源。此时,煤矿井下地质体可建立起相对稳定的正极性一次场。接收机13通过同步控制电缆20，使发射电路15关断发射线圈18的正极性电流，此时，煤矿井下地质体激励起的感应涡流将产生正极性二次�。唤邮栈�13在关断发射电流的同时，通过接收线圈14和接收电路9开始接收煤矿井下地质体正极性二次�。煌恚邮栈�13通过同步控制电缆20，使发射电路15以发射频率或或向发射线圈18输送负极性电流，发射线圈18产生的负极性激励源，此时，煤矿井下地质体可建立起相对稳定的负极性一次�。俅喂囟戏⑸涞缌鞯耐保邮栈�13开始接收负极性二次�。徽庋捎谒脖涞绱乓堑姆⑸淦德�4=4^/2或/^=f x/4或正好是背景场 f眶干扰信号频率的1/2或1/4或1/8倍，因此，地质体产生的二次场信号将被叠加，而背景场干扰信号被抵消，这样就可以先去除部分背景场的干扰，获得相对准确的二次场信号值。
权利要求
1.一种瞬变电磁仪背景场制导选频技术去除电磁干扰信号的方法，其特征在于包括如下步骤 a、不发射一次�。媒邮盏缏方邮沾勘尘俺⌒藕牛闷灯追治龅姆椒ǚ治龀霰尘俺⌒藕胖蟹�-峰值最大的干扰频率； b、根据频谱分析得到的最大背景场干扰信号频率/_，将瞬变电磁仪发射频率制导为 'f0:fj (2*n)，其中 n=l，2，4，8……； C、所述瞬变电磁仪的接收机通过同步控制电缆控制发射电路以发射频率向发射线圈输送正极性电流，使发射线圈产生正极性一次�。唤邮栈ü娇刂频缋驴焖俟囟戏⑸湎呷φ缘缌鳎姑嚎缶碌刂侍寮だ鸬母杏ξ辛鹘媸奔浔浠恼远纬。� d、接收机在一次场关闭的间歇时间域内，通过接收线圈和接收电路连续定时接收煤矿 井下地质体正极性二次�。竦昧ㄊ闭远纬〉男藕牛邮障呷ν苯邮盏奖尘俺「扇判藕牌德� e、同理，所述瞬变电磁仪的接收机控制发射电路以发射频率向发射线圈输送负极性电流，使发射线圈产生负极性一次�。唤邮栈ü娇刂频缋驴焖俟囟戏⑸湎呷φ缘缌鳎姑嚎缶碌刂侍寮だ鸬母杏ξ辛鹘媸奔浔浠母杭远纬。� f、接收机在一次场关闭的间歇时间域内，通过接收线圈和接收电路连续定时接收煤矿井下地质体负极性二次�。竦酶杭远纬〉男藕牛邮障呷ν苯邮盏奖尘俺「扇判藕牌德�
2.根据权利要求I所述的瞬变电磁仪背景场制导选频技术去除电磁干扰信号的方法，其特征在于进一步包括如下步骤 g、重复上述的c_f步骤若干周期，得到若干周期的含有背景场干扰信号频率的正极性二次场信号和负极性二次场信号； h、用正极性二次场的正值信号减负极性二次场的负值信号。
3.根据权利要求I所述的瞬变电磁仪背景场制导选频技术去除电磁干扰信号的方法，其特征在于所述瞬变电磁仪发射频率&制导为fff—n或/^=/ x/4或/^=/ x/8。
全文摘要
本发明提供了一种煤矿井下瞬变电磁仪背景场制导选频技术去除电磁干扰信号的方法，本发明的方法所采用的煤矿井下瞬变电磁仪包括接收机由CPU、存储器、ADC、接收电路和接收线圈组成；发射机由发射电路和发射线圈组成；接收机和发射机之间用通讯电缆连接，以实现同步控制。本发明先采用频谱分析的方法分析出背景场干扰信号最大振幅的频率，再根据测量得到的背景场干扰信号最大振幅的频率，将瞬变电磁仪发射频率进行制导的方法，可以迅速准确地去除电磁干扰，得到准确的二次场的观测值，来达到精确去除电磁干扰信号的目的。
文档编号G01V3/38GK102749655SQ20121021519
公开日2012年10月24日 申请日期2012年6月27日 优先权日2012年6月27日
发明者林晓, 王本雄, 许能清, 陈锋 申请人:福州华虹智能科技开发有限公司
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