技术领域
[0001] 本
发明涉及探测技术领域，尤其涉及一种适用于M-TEM探测法的双电磁发射机系统。
背景技术
[0002] M-TEM(多通道瞬变电磁探测)是通过有限长接地
导线电流源向地下发送伪随机编码电流
信号，在地面或海洋表面一定范围内同时进行观测电
磁场响应与记录发射电流，通过反褶积得到大地脉冲响应，计算视
电阻率，达到以二维或三维方式探测不同埋深地质目标体的目的。通常采用大功率发射机发射伪随机编码电流，实现大距离收发、观测全场信号。发射的伪随机编码电流
波形是一串宽度变化的脉冲信号，但现有的发射机系统由于供电线的寄生电感的影响，向大地发射高频电流的时候电流波形会产生畸变，不利于后续对信号的正反演计算。由于单发射机系统的发射电流畸变无法预测，只能通过波形记录来观测，而且高
采样率(10KHz以上)长时间条件下的不间断采集，这给系统的实时处理以及数据存储带来了非常大的困难，如果发射电流波形可预测，那么只要存储实时计算出来的大地脉冲响应就可以了，不仅可以解决数据存储问题，同时解决数据通信问题，还可以实现成果的实时输出等目标，大大降低工作量，提高工作效率。
发明内容
[0003] 本发明的主要目的在于提供一种适用于M-TEM探测法的双电磁发射机系统，旨在解决传统电磁发射机系统由于供电线的寄生电感的影响，向大地发射高频电流的时候电流波形会产生畸变，不利于后续对信号的正反演计算的技术问题。
[0004] 为实现上述目的，本发明提供了一种适用于M-TEM探测法的双电磁发射机系统。
[0005] 所述适用于M-TEM探测法的双电磁发射机系统包括第一发射机、第二发射机、第一供电线、第二供电线、第三供电线、第一
电极、第二电极、第一电阻、第二电阻、第三电阻以及第四电阻，其中：
[0006] 所述第一电极通过所述第二电阻与所述第一发射机电连接；
[0007] 所述第二电极通过所述第四电阻与所述第二发射机电连接；
[0008] 所述第一电极还通过所述第三供电线的其中一根线经所述第三电阻与所述第二发射机电连接；
[0009] 所述第二电极还通过所述第三供电线的另一根线经所述第一电阻与所述第一发射机电连接；
[0010] 所述第一发射机与所述第二发射机通过第一供电线和第二供电线连接。
[0011] 优选地，所述第三供电线为两根线相互绞合的供电线。
[0012] 优选地，所述第一发射机包括第一柴油发
电机、第一AC/DC整流模
块、第一发射模块；所述第二发射机包括第二柴油发电机、第二AC/DC整流模块、第二发射模块。
[0013] 优选地，所述第一电极通过所述第二电阻与第一发射模块的左桥臂电连接；所述第二电极通过所述第四电阻与第二发射模块的右桥臂电连接；所述第一电极通过所述第三供电线的其中一根线经所述第三电阻与所述第二发射模块的右桥臂电连接；所述第二电极还通过所述第三供电线的另一根线经所述第一电阻与所述第一发射模块的左桥臂电连接。
[0014] 优选地，所述第一电极通过所述第二电阻与第一发射模块的右桥臂电连接；所述第二电极通过所述第四电阻与第二发射模块的左桥臂电连接；所述第一电极通过所述第三供电线的其中一根线经所述第三电阻与所述第二发射模块的左桥臂电连接；所述第二电极还通过所述第三供电线的另一根线经所述第一电阻与所述第一发射模块的右桥臂电连接。
[0015] 优选地，所述第一供电线和第二供电线均通过
二极管来实现单向导通。
[0016] 优选地，所述二极管为大功率快速恢复二极管或
肖特基二极管。
[0017] 优选地，所述第一供电线的第一端和所述第二供电线的第一端均与所述第一发射机的直流
母线负极性电连接，所述第一供电线的第二端和所述第二供电线的第二端均与所述第二发射机的
直流母线负极性电连接。
[0018] 优选地，所述第一发射机和第二发射机的发射波形同步，且所述第一发射机的左桥臂和右桥臂以及第二发射机的左桥臂和右桥臂的驱动波形相同。
[0019] 相较于
现有技术，本发明提供的适用于M-TEM探测法的双电磁发射机系统由于第三供电线两根线相互绞合的供电线流过的电流大小相等，方向相反，他们之间形成的
电磁场相互抵消，寄生电感大大减小，从而减少了供电线上寄生电感对发射电流的影响，解决了传统电磁发射机系统发射高频电流时容易畸变的问题，实现了发射电流波形为较理想的脉冲，为后续正反演计算提供了源的支持；由于高频信号的增强，可以大大地增加有效高频频点的数据，为数据正反演解释带来更多的数据约束，从而提高了
数据处理的
分辨率；另外，由于限流电阻的存在能够保障在第一发射机和第二发射机的发射
电压不严格相等的情况下本发明适用于M-TEM探测法的双电磁发射机系统不会永久性损坏。
附图说明
[0020] 图1为采用M-TEM探测法时发射机需发射的伪随机编码电流波形示意图；
[0021] 图2为本发明适用于M-TEM探测法的双电磁发射机系统较佳
实施例结构示意图；
[0022] 图3为本发明适用于M-TEM探测法的双电磁发射机系统和传统电磁发射机系统发射的电流波形对比示意图。
具体实施方式
[0023] 为更进一步阐述本发明为达成上述目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效进行详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0024] 参照图1所示，图1为采用M-TEM探测法时发射机需发射的伪随机编码电流波形示意图。
[0025] 由图1可知，采用M-TEM(Multi-channel Transient Electromagnetic Method，多通道瞬变电磁法)探测法时发射电流波形是一串宽度变化的脉冲信号，然而用传统发射机发射波形的时候，由于供电线的寄生电感的影响，电流波形会产生畸变，因此需要设计一套适合M-TEM探测法的电磁发射机系统。
[0026] 参照图2所示，图2为本发明适用于M-TEM探测法的双电磁发射机系统较佳实施例结构示意图。在本实施例中，适用于M-TEM探测法的双电磁发射机系统包括第一发射机10、第二发射机20、第一供电线301、第二供电线302、第三供电线303、第一电极401、第二电极402、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3以及第四电阻R4。
[0027] 所述第一发射机10和第二发射机20的发射波形保持同步，且所述第一发射机10的左桥臂和右桥臂以及第二发射机20的左桥臂和右桥臂的驱动波形相同。所述第一发射机10与所述第二发射机20的模块构成与传统电磁发射机的结构相同。即所述第一发射机10包括第一发电机101、第一AC/DC整流模块102、第一发射模块103；所述第二发射机20包括第二发电机201、第二AC/DC整流模块202、第二发射模块203。
[0028] 在本实施例中，所述第三供电线303为两根线相互绞合的供电线。
[0029] 所述第一电极401通过所述第二电阻R2与所述第一发射机10电连接，如图2所示，在本实施例中，所述第一电极401通过所述第二电阻R2与第一发射模块103的左桥臂电连接；所述第二电极402通过所述第四电阻R4与所述第二发射机20电连接，如图2所示，在本实施例中，所述第二电极402通过所述第四电阻R4与第二发射模块203的右桥臂电连接；所述第一电极401还通过所述第三供电线303的其中一根线经所述第三电阻R3与所述第二发射机20电连接；如图2所示，在本实施例中，所述第一电极401通过所述第三供电线303的其中一根线经所述第三电阻R3与所述第二发射模块203的右桥臂电连接；所述第二电极402还通过所述第三供电线303的另一根线经所述第一电阻R1与所述第一发射机10电连接；如图2所示，在本实施例中，所述第二电极402还通过所述第三供电线303的另一根线经所述第一电阻R1与所述第一发射模块103的左桥臂电连接。
[0030] 在其他实施例中，所述第一电极401通过所述第二电阻R2与第一发射模块103的右桥臂电连接；所述第二电极402通过所述第四电阻R4与第二发射模块203的左桥臂电连接；所述第一电极401通过所述第三供电线303的其中一根线经所述第三电阻R3与所述第二发射模块203的左桥臂电连接；所述第二电极402还通过所述第三供电线303的另一根线经所述第一电阻R1与所述第一发射模块103的右桥臂电连接。
[0031] 所述第一发射机10与所述第二发射机20之间通过第一供电线301和第二供电线302连接。所述第一供电线301和第二供电线302均通过二极管来实现单向导通。第一供电线
301与第二供电线302的二极管数量均设置为一个或两个，以保证供电线的单向导通性。所述二极管为大功率快速恢复二极管或肖特基二极管。如图2所示，在本实施例中，为了系统的对称性，所述第一供电线301设置两个二极管，分别为D1和D3，所述第二供电线302设置两个二极管，分别为D2和D4。所述第一供电线301的第一端和所述第二供电线302的第一端均与所述第一发射机10的直流母线负极性(VH-)电连接，所述第一供电线301的第二端和所述第二供电线302的第二端均与所述第二发射机20的直流母线负极性(VH-)电连接。
[0032] 参照图2所示，本发明适用于M-TEM探测法的双电磁发射机系统有两个电流回路。
[0033] 第一条电流回路是：第一发射机10→第二电阻R2→第一电极401→大地→第二电极402→第四电阻R4→第二发射机20→第一供电线301或第二供电线302→第一发射机10；
[0034] 第二条电流回路是：第一发射机10→第一电阻R1→第三供电线303的其中一根线→第二电极402→大地→第一电极401→第三供电线303的另一根线→第三电阻R3→第二发射机20→第二供电线302或第一供电线301→第一发射机10。
[0035] 对于第二条电流回路，第三供电线303的两根绞合线流过的电流大小相等，方向相反，他们之间形成的电磁场相互抵消，于是
能量只能从第三供电线303的两根绞合线之间绞合的微小空间中传输，其寄生电感很小，可以忽略，减少了供电线上的寄生电感对发射电流的影响。
[0036] 参照图3所示，本发明适用于M-TEM探测法的双电磁发射机系统和传统电磁发射机系统发射的电流波形对比示意图。
[0037] 为了说明本发明适用于M-TEM探测法的双电磁发射机系统能够发射伪随机编码电流波形，与电磁发射机系统发射的电流波形进行对比实验。
[0038] 在直流母线的电压为500V，接地电阻为50Ω，单根AB极距长供电线的等效电感为2mH，发射码元
频率为10KHz的5阶PRBS(Pseudo-Random Binary Sequences，伪随机编码)码型，两个电极为等间距排列，适用于M-TEM探测法的双电磁发射机系统和传统电磁发射机系统发射的电流波形对比示意图如图3所示。
[0039] 由图3可以看出，本发明适用于M-TEM探测法的双电磁发射机系统发射的电流波形能保证是一个较严格意义上的双极性PRBS码型，发射电流的大小比10A稍小，其原因是在电流发射回路中加入了4个限流电阻(即图2中的第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3以及第四电阻R4)，本实施例中，选用的4个限流电阻的限流电阻均为1Ω。限流电阻虽然小，却能够保障在两个发射机(第一发射机10和第二发射机20)的发射电压不严格相等的情况下本发明适用于M-TEM探测法的双电磁发射机系统不会永久性损坏。
[0040] 与传统电磁发射机系统相比，本发明提供的适用于M-TEM探测法的双电磁发射机系统由于第三供电线两根线相互绞合的供电线流过的电流大小相等，方向相反，他们之间形成的电磁场相互抵消，寄生电感大大减小，从而减少了供电线上寄生电感对发射电流的影响，解决了传统电磁发射机系统发射高频电流时容易畸变的问题，实现了发射电流波形为较理想的脉冲，为后续正反演计算提供了源的支持；由于高频信号的增强，可以大大地增加有效高频频点的数据，为数据正反演解释带来更多的数据约束，从而提高了数据处理的分辨率；另外，由于限流电阻的存在能够保障在第一发射机和第二发射机的发射电压不严格相等的情况下本发明适用于M-TEM探测法的双电磁发射机系统不会永久性损坏。
[0041] 以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的
专利范围，凡是利用本发明
说明书及附图内容所作的等效结构或等效功能变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
