CUGTEM-6型资源勘查型瞬变电磁仪

一、仪器简介

瞬变电磁法（Transient Electromagnetics Method, TEM）是以地壳中岩（矿）石的导电性与导磁性差异为主要物质基础，根据电磁感应原理，利用不接地回线或接地线源向地下发送一次脉冲磁场，在一次脉冲磁场的间隙期间，利用线圈或接地电极观测二次涡流场，并研究该场的空间与时间分布规律, 来寻找地下矿产资源或解决其它地质问题的一支时间域电磁法。

瞬变电磁法由于具有许多传统直流电法不可比拟的有点，是当今得以迅速推广的新一代电磁勘探方法。但由于受到国外生产销售的瞬变电磁仪价格昂贵、发射功率小、工作效率低、深部勘探需采用大发射回线工作方式以及复杂地形条件下大发射回线难以开展工作等因素的困扰，推广受到限制。针对于此，自90年代以来，国内科研单位，基于电容器充电后瞬时放电产生大脉冲电流的原理，研制成功了轻便型指数衰减形大电流供电瞬变电磁仪，开创了轻便型大功率瞬变电磁仪的先河；同时国内学者也从理论与实践上证明用小发射回线大电流供电用于深部瞬变电磁法勘探的可行性，这为瞬变电磁法推广用于深部地质勘查创造了条件。但是电容器脉冲放电产生大电流也存在着其本身难以克服的缺点，这就是发射波形不是方波而是幅度不断衰减变化的衰减波，频谱成份复杂不便解释；对产生有用瞬变二次场信号起关键作用的关断跃阶电流幅值远小于开通上升跃阶幅值；受电容器贮能量限制，发射波脉宽小，难以实现深部勘查；不能发送幅值、周期保持一致的连续波等，因此也不是一种理想的方法。

中国地质大学高科资源探测仪器研究所秉承中国地质大学“艰苦朴素、求真务实”的态度，进行瞬变电磁仪方面的研究至今已有十几年，经过长期探索、改进，在国内外率先掌握了能输出正、负200安培连续方波的独创技术，研制成功了独具特色的轻便电源、小线圈大功率发射用于深部地质勘探的瞬变电磁仪。在此基础上，中国地质大学高科资源探测仪器研究所还开发出能够满足不同勘探需求的“CUGTEM”系列瞬变电磁仪产品。其中就包括CUGTEM-6型资源勘查型瞬变电磁仪。

二、应用领域

CUGTEM-6型深部资源勘查型瞬变电磁仪的探测深度为地下9M-1000M，可用于找寻地下多金属矿床、找水、咸淡水区分、地下电性分层、圈定地下充水溶洞及陡倾角地质构造探测，特别适用于煤层及煤层采空（塌陷）区、充水区的探测，使用效果十分理想，受到用户单位的普遍好评。除此之外，该仪器在寻找地热资源、高阻覆盖地区(如碳酸盐岩、火成岩和冻土覆盖地区)的油气田的普查和勘探等其它方面的应用也取得了较好成效，业内人士认为该仪器在多方面已具有国内领先水平。

三、主要特点

1、在国内外轻便瞬变电磁仪发射系统中，率先实现200A大电流连续方波供电。采用轻便电源以实现大电流供电，但与单脉冲供电的本质区别，在于用自己的创新技术实现高功率正、负方波供电，并能多次叠加，这在不依靠大功率发电机组或大型电池组供电的轻便瞬变电磁仪电源系统中，能实现200安正、负方波供电者，实为我们所首创。采用大电流小线圈（25×25米发射线圈）供电工作方式，融合了传统供电方式的优点，勘探深度可达千米，特别适合野外施工条件很恶劣的地方，野外施工费用和工期要比传统大线圈的方法要省很多，显著提高野外工作效率。由于发射电流的提高，达到同样的勘探深度发射线圈边长可以大幅减小。  

2、工控机作主控机和Windows操作平台。采用低功耗工控机作主控机和Windows作操作平台对供电电流、供电脉宽、采样率、及叠加次数等，皆由中文菜单设置；电脑的海量存贮空间为大容量密集采样提供了保证，全天测量的各种数据，皆可存在电脑中；高亮度800x600真彩TFT显示器实时自动显示I（t）、△V(t)、多测道断面，现场反演自动绘出ρτ断面, ρS等值线及地质介面等多种剖面图形。

3、保愚性与安全性好。接收电路采用最新推出的高性能芯片组装，如A/D转换器选用16位1M/S高速芯片及采用低噪声器件等，使整机具有良好的性能。仪器发送机中，设置了完善的过流、过压保护电路，使仪器具有良好的保愚性与安全性。

4、采样率高。对供电电流与二次场电位值进行全域高密度数据采样，采样率最高可运达1μs，所得海量数据为数字滤波、仼意设置时间道、断电时间影响校正、与异常形态的精细研究等提供了良好基础。

5、多重的抗干扰技术。

①对50Hz工频干扰信号，进行频率与相位自动跟踪测量与补偿，以消除工频及其谐波分量的干扰，由于进行了频率自动跟踪，摒弃了以往以标准50Hz固定周期20ms为采样、补偿时间单元的呆板作法，在工频频率不稳时，也能获得很好的补偿效果；

②多次叠加，减小随机干扰；

③软件数字滤波。

6、先进的解释软件系统。集数据采集与处理、一维正反演、2.5维正反演、成果自动输出为一体，可现场出解释成果图。配备专门负责野外解释的老师，用户单位有什么问题我们都可以从仪器硬件、野外方法、成果解释上给予帮助。

四、技术指标

1、接收机

■ A/D转换器：16Bit    1M/S

■ 采样率：1μS    4μS    16μS

■ 动态范围：140dB

■ 本底噪声：<1μV

■ CPU：奔Ⅳ  500M 低功耗

■ 内存：128M

■ 硬盘：40G

■ 端口：USB、并口、串口 、网卡

■ 显示器：彩色高亮度TFT  800×600点阵

■ 主放增益：1倍 10倍 100倍 1000倍

■ 叠加次数式：1-9999

■ 通道数：2

■ 测道数：任意编程

■ 通频带：0-400kHz

2、发送机

■ 发送电流强度（A）：1-60可调

■ 电流发射频率（ms）：225、75、25、12.5、6.25 

■ 最大发射功率 (KW)：12

■ 输出电压（v）：12-96

■ 关断时间（us）：1-300

■ 延时范围：1us-160ms

■ 输入电压（v）：12-96电瓶

■ 发射波形：双极性矩形波

■ 发射线圈：5*5单匝-300*300单匝