瞬變儀EM3W多功能電磁法工作站操作與處理流程

1、GeoPen ®EM3W電磁采集系統(tǒng)操作說明書(TEM部分)青島驕鵬工程技術(shù)研究所目 錄EM3W電磁采集系統(tǒng)簡介1§1系統(tǒng)介紹1§2 EM3W采集站技術(shù)指標(biāo)2EM3W多功能電磁采集站操作說明4EMT1000型TEM信號發(fā)射源操作說明7§1系統(tǒng)介紹7§1.1綜合技術(shù)指標(biāo)7§1.2儀器安全操作注意事項8§2認(rèn)識儀器8§2.1儀器面板8§2.2端口定義9§3操作步驟9一、接通電源10二、選擇供電形式11三、測試供電電流11四、選擇發(fā)射脈沖寬度11五、選擇同步方式12GEO-TEM數(shù)據(jù)處理軟件操作說明1

2、4一、數(shù)據(jù)讀取14二、參數(shù)設(shè)置14三、數(shù)據(jù)編輯16四、選測線17五、出剖面17EM3W多功能電磁法工作站操作說明EM3W電磁采集系統(tǒng)簡介§1系統(tǒng)介紹EM3W型三維電磁采集系統(tǒng)是專門為三維電磁法勘探設(shè)計的分布式電磁信號采集系統(tǒng)。可用于三維人工源和天然源電磁法勘探如三維可控音頻大地電磁法（3D-CSAMT）、三維音頻大地電磁法（3D-AMT）、三維頻譜激電（3D-CR）、三維瞬變電磁（3D-TEM）、三維充電法自電法電位監(jiān)測等勘探方法。系統(tǒng)最多可由256臺EM3W采集站組成768道的三維接收系統(tǒng)，與大功率發(fā)射機配套完成各種電法電磁法勘探工作。系統(tǒng)組成靈活多變，在地質(zhì)勘探、石油地質(zhì)勘探和眾

3、多領(lǐng)域起到了革命性的作用，是電磁法勘探有二維走向三維的利器。采集站有兩款設(shè)計，EM3W是手持式勘探型，防雨防塵設(shè)計，其體積僅手機大小，內(nèi)置可現(xiàn)場更換式鋰電池，含電池重量僅為250克。為長期電磁勘探監(jiān)測需要，還設(shè)計了EM3NT便攜式監(jiān)測型采集站，由于諸如油井動態(tài)電位監(jiān)測等特殊領(lǐng)域電磁信號的長期探測，這款采集站采用防水設(shè)計，可長期布置或埋設(shè)在野外環(huán)境，兩款采集站可同時并網(wǎng)使用。地質(zhì)勘探類用戶建議選擇手持型，因為勘探工作流動性強，利用手持型采集站，工作人員可隨時觀測數(shù)據(jù)資料和輸入信息及利用站內(nèi)GPS 信息定點位等工作效率高。儀器采集站內(nèi)置3個24位高精度采集通道，通道具有極寬的頻帶和高動態(tài)范圍。儀器

4、高輸入阻抗，可隨意定義為電道或磁道。內(nèi)置高靈敏度、高精度授時GPS（授時誤差小于30ns，單機定位精度3米）和無線通訊及大容量micro SD卡（416GB）數(shù)據(jù)存儲，每臺儀器具有唯一的身份碼。儀器內(nèi)置的無線通訊模塊采用美國DIGI公司的無線組網(wǎng)模塊，最大組網(wǎng)節(jié)點數(shù)可達6萬余個，節(jié)點間可視通訊距離3200米，主要利用其發(fā)送采集命令和儀器自檢參數(shù)，也可發(fā)送經(jīng)壓縮的采集數(shù)據(jù)樣本，原始數(shù)據(jù)存儲于SD卡內(nèi)，待收工后回放。數(shù)據(jù)回放可采用讀卡或無線聯(lián)網(wǎng)讀取。系統(tǒng)重要特點：體積小重量輕系統(tǒng)采用掌上型設(shè)計，為防雨防塵設(shè)計，其體積僅手機大小，內(nèi)置可現(xiàn)場更換式鋰電池，單站含電池重量僅為250克； 高精度超寬頻帶單

5、站內(nèi)置3個24位高精度采集通道，通道具有極寬的頻帶和高動態(tài)范圍。儀器高輸入阻抗，可隨意定義為電道或磁道。高精度授時同步儀器內(nèi)置高靈敏度、高精度授時GPS（授時誤差小于30ns，單機定位精度3米）和無線通訊及大容量Micro SD卡（416GB）數(shù)據(jù)存儲，每臺采集站具有唯一64位的身份碼。其采集觸發(fā)方式可選擇人工定時、無線授時和計劃循環(huán)等。內(nèi)置無線通訊組網(wǎng)儀器內(nèi)置的無線通訊模塊采用美國DIGI公司的無線組網(wǎng)模塊，最大組網(wǎng)節(jié)點數(shù)可達6萬余個，節(jié)點間可視通訊距離3200米，主要利用其發(fā)送采集命令和儀器自檢參數(shù)，也可發(fā)送經(jīng)壓縮的采集數(shù)據(jù)樣本，原始數(shù)據(jù)存儲于SD卡內(nèi)，待收工后回放。數(shù)據(jù)回放可采用讀卡或無

6、線聯(lián)網(wǎng)讀取。§2 EM3W采集站技術(shù)指標(biāo) EM3W采集站外觀EM3W采集站主要技術(shù)指標(biāo)道 數(shù)： 3道頻帶范圍： 010kHz動態(tài)范圍： 126dB模數(shù)轉(zhuǎn)換： 24bit采 樣 率： 2.5Hz130KHz(15擋可設(shè))采樣長度： 32kB /ch最大輸入信號： 10V等效輸入噪聲： 0.6uV（rate：1kHz）輸入阻抗： 30 M內(nèi)核處理器： ARM-9內(nèi)置GPS： 授時誤差 30ns，定位精度：2.5m，靈敏度 -162dbm(可在茂密森林中工作)內(nèi)置無線通訊： 2.4GHz 節(jié)點間可視通訊距離3.2km，山區(qū)實際通訊距離約600m。內(nèi) 存： 116GB micro SD 顯

7、示： 128×32點陣反光屏，帶背光平均功耗： 采集時140mA，待機時30mA電池容量： 7.2V/1.6AH，可供連續(xù)采集使用10小時，待機50小時。體 積： 100×60×40mm重 量： 250克使用環(huán)境： -2065 可在雨中工作。18EM3W多功能電磁采集站操作說明EM3W型三維電磁采集系統(tǒng)是專門為三維電磁法勘探設(shè)計的分布式電磁信號采集系統(tǒng)。配套EMT1000中功率發(fā)射機及接收線圈，用于二維、三維瞬變電磁方法（2D、3D-TEM）進行勘探工作。系統(tǒng)組成靈活多變，在地質(zhì)勘探、工程勘察、井下超前預(yù)報等眾多領(lǐng)域起到了革命性的作用，尤其是在復(fù)雜地形條件下，對于

8、目前廣泛采用的大定源裝置，傳統(tǒng)瞬變電磁都是逐點采集，而EM3W可以同時多點采集，大幅度提升工作效率；在金屬礦勘探、采空區(qū)調(diào)查、普查等領(lǐng)域，更是優(yōu)勢顯著。操作步驟： 一、開機 按開機鍵5秒，機器打開進入歡迎界面：GeoPenGeophysical Instrument 開機界面如下圖所示，其中“SN:0322”為儀器編號，“V3.53”為儀器固件版本號，“RESTRAIN_50HZ”指該系統(tǒng)為50HZ干擾抑制版。在該界面系統(tǒng)進行初始化，此時系統(tǒng)檢查存儲卡，如果系統(tǒng)初始化時搜索到了SD卡信息，系統(tǒng)發(fā)出“滴滴滴”三聲短提示音，并自動進行功能選擇界面。若系統(tǒng)未檢測到SD存儲卡，會發(fā)出“滴”一聲長的提示

9、音，并且在界面顯示“Please insert SD card”提示，此時可將SD存儲卡插入卡槽，系統(tǒng)自動檢索并進入功能選擇界面。EM3W RECEIVERSN:0322 V3.53RESTRAIN_50HZ Please insert SD card當(dāng)系統(tǒng)檢測到CD卡后會發(fā)出“滴滴滴”三短聲提示音并自動切換到功能界面，如下圖所示。這個操作界面是系統(tǒng)正常操作的主界面，在這個界面，通過儀器的數(shù)字鍵選擇功能，如欲選TEM功能，只需按儀器的數(shù)字鍵“3”。1.CSAMT 4.SIP/CR2.AMT 5.TIP3.TEM 6.E60EM-3D二、參數(shù)設(shè)置以TEM功能為例，當(dāng)出現(xiàn)上述的功能選擇菜單后，按數(shù)

10、據(jù)鍵3進入TEM功能界面，此時系統(tǒng)自動搜索GPS信號，如下圖所示：TEM 7.9V2013.12.10 09:37:02 當(dāng)系統(tǒng)搜索到GPS信號后，在顯示屏中間顯示儀器所在點的經(jīng)緯度，并且有三個“*”號，以指示當(dāng)前GPS狀態(tài)，如果在數(shù)據(jù)采集過程中“*”消失了，說明GPS衛(wèi)星信號丟失，此時儀器無法進行數(shù)據(jù)采集。TEM * 7.9VE12517.88547N4352.837832013.12.10 09:37:02 按Mon鍵進行接收線框檢測，此時指示燈點亮，測試完畢后指示燈滅。當(dāng)沒有連接接收線框時，其電阻為“*”，如果測試結(jié)果為數(shù)字，說明外部線框已與主機連接。此功能可在任意狀態(tài)下使用，檢測完畢后

11、5秒自動退出。TEST OUT LINEResistor 10 Kohm* 按F鍵進入?yún)?shù)設(shè)置主界面(如下圖所示), N= 2CH <-G= 1S= 1F= 25HZ N：采集通道；G：增益，該參數(shù)的設(shè)置原則是在信號不超界的原則下，適當(dāng)增大；S：疊加次數(shù)，該參數(shù)的設(shè)置需根據(jù)野外試驗情況確定；F：周期，發(fā)射波形為方波占空比為1：1，利用該參數(shù)可計算出供電脈寬，如25HZ，其供電脈寬為10ms。D：重復(fù)次數(shù)，該參數(shù)是在同一測點，連續(xù)重復(fù)采集次數(shù)。上述各參數(shù)的設(shè)置，只需利用上、下方向鍵，回車鍵即可完成。其中顯示界面中“<-”所在行為當(dāng)前行，此時利用上、下方向鍵改變當(dāng)前行的參數(shù)，按回車鍵進

12、行控制權(quán)切換，參數(shù)設(shè)置完畢后，按EXIT鍵保存當(dāng)前參數(shù)并退出該參數(shù)選擇界面。二、數(shù)據(jù)采集在功能菜單里選擇“3”進入TEM數(shù)據(jù)采集界面并且設(shè)置完采集參數(shù)后，按回車鍵準(zhǔn)備進行TEM數(shù)據(jù)采集，再按回車鍵進行數(shù)據(jù)采集，此時狀態(tài)燈亮，數(shù)據(jù)采集完畢后，儀器指示燈滅，有聲音提示并顯示“OK! Please move to next”，并且數(shù)據(jù)自動以0322F20131001085203.TM文件存盤至SD卡中。TEM * 7.8VSampling25HZ 0322F20131001085203.TM2013.12.10 09:37:02TEM * 7.8VOK! Please move to next032

13、2F20131001085203.TM2013.12.10 09:37:04按鍵系統(tǒng)顯示二次場衰減曲線，并給出最大幅值是否超界的提示，同時利用，鍵改變顯示通道。1st chan Amax：0 per- 注意：系統(tǒng)采集完畢后，會對數(shù)據(jù)質(zhì)量進行初步判別，如果數(shù)據(jù)正常其提示音為“滴滴滴滴滴滴滴”（三短一長三短），如果數(shù)據(jù)為純背景噪聲則其提示音為“滴滴滴”（三長）。但這僅是初判，操作者可根據(jù)實測的二次場波形進一步判斷當(dāng)前點是否需要重新數(shù)據(jù)采集。數(shù)據(jù)導(dǎo)出時，只需將采集站上的MicSD卡取出，利用專用的讀卡器將數(shù)據(jù)直接拷貝到電腦中即可。該系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)其擴展名為TM。EM3W多功能電磁法工作站操作說明EM

14、T1000型TEM信號發(fā)射源操作說明§1系統(tǒng)介紹EMT1000型信號發(fā)射源是一款大功率TEM測試系統(tǒng)的配套信號源。作為地球物理勘探先進的可控電法場源，EMT-1000型高度集成化和便攜式于一體。該系統(tǒng)綜合了先進的電子技術(shù)和GPS技術(shù)，可以提供20千瓦的大功率輸出,或配15千瓦,10千瓦以及5到7千瓦小發(fā)電機則成為中、小功率較輕便場源發(fā)射機。本系統(tǒng)重量僅4.5公斤，功耗低，非常適合于野外惡劣環(huán)境下的測試工作。內(nèi)置GPS（全球定位系統(tǒng)）衛(wèi)星同步時鐘控制和接收系統(tǒng)緊密同步。由于接收和發(fā)射一直保持精確同步,即使采集點訊號非常微弱,接收機可以把信號波形一直疊加改善信噪比,較大幅度提高系統(tǒng)扛干擾

15、能力,這一特點使勘探收-發(fā)距離加大,擴大遠場區(qū)實用頻率范圍,提高數(shù)據(jù)解釋的精度。§1.1綜合技術(shù)指標(biāo)輸入電壓： 直流2448伏電瓶 交流220V，50Hz供電時輸出電壓： 直流供電時：4896Vpp 交流供電時：48、96、144Vpp最大輸出電流： 40App輸出波形： 方波關(guān)斷時間： 純電阻負(fù)載下最小為1.5us 發(fā)射脈沖方波寬度： 10、20、40、80、160ms同步控制精度： GPS同步±1us GFSK同步±10us異常保護： 輸入電壓極性保護       輸出電流超限保護 

16、0;    主機體積及重量： 體積340×290×180 mm 重量10 Kg 環(huán)境要求： 操作溫度-20 +50 儲藏溫度-40 +70 操作濕度095% 操作環(huán)境操作方式薄膜鍵盤§1.2儀器安全操作注意事項 E60T型綜合工程探測儀內(nèi)部線路板采用抽屜式抗振構(gòu)造，外殼為鑄鋁合金，具有較強的抗沖擊性。在使用過程中您注意以下幾點，可延長儀器的使用壽命。 儀器的使用溫度為2050，相對濕度95%，應(yīng)該避免在劇烈溫度變化情況下使用儀器，以免儀器內(nèi)部反霜，造成電器元件短路而損壞儀器； 在運輸過程中，應(yīng)該盡量避免劇烈振動，以免造成內(nèi)部螺絲的松動

17、和計算機硬盤的損壞； 儀器長期放置不使用時，應(yīng)該每隔一個月左右開機一次，以防儀器內(nèi)部元器件老化和防潮； 儀器內(nèi)部有高壓電路，請不要自行拆卸主機，若儀器出現(xiàn)故障，請盡快與廠家聯(lián)系； 在儀器的使用過程中，應(yīng)該盡量避免接觸硬物，以免造成儀器外殼噴塑層的脫落而影響儀器的外觀。 野外工作時，請不要用手觸摸信號源的輸出端子，以免被高壓擊傷。 §2認(rèn)識儀器§2.1儀器面板EMT1000型信號源（圖片僅供參考，請以實物為準(zhǔn)）EMT1000型信號源正面面板§2.2端口定義 左側(cè)端口 (1) GPS同步端口(GPS ANT) (2) 擴展USB端口(USB DISK) (3) 無線電

18、臺同步天線插口(COMM ANT)右側(cè)端口(1) 交流電源開關(guān)(ON/OFF)(2) 交流電源輸入端口(AC 220V/50Hz)后側(cè)端口(1) 供電線圈連接端口(A B) (2) 直流電源輸入端口(DC IN / 24V48V)(3) 線同步插口(SYN PORT)§3操作步驟為了便于掌握該設(shè)備的操作，本手冊按其操作步驟進行介紹各按鍵功能模塊。首先，介紹一下儀器面板。固定功能鍵參數(shù)設(shè)置功能鍵存儲、調(diào)用發(fā)射參數(shù)文件的功能鍵啟 動 鍵停 止 鍵方向鍵顯示屏其中 至 為固定功能鍵，暫空。 可將當(dāng)前設(shè)置好的發(fā)射參數(shù)通過USB端口存儲到U盤，也可以將設(shè)計好的發(fā)射參數(shù)文件調(diào)入，此功能暫空。其它

19、功能鍵按此系統(tǒng)的操作步驟依次介紹。注意：與EM3W系統(tǒng)配套使用僅需測試供電電流（通過改變供電電壓調(diào)整）、設(shè)置發(fā)射脈寬、以及同步方式后運行即可。一、接通電源如果使用24V電瓶供電，將外接電源線與電瓶連好后，機器自動開機。而在使用外接交流電時，需要打開儀器右側(cè)的電源按鈕。開機后，依次出現(xiàn)如下所示界面： EMT1000V6.64Geopen Corp. EMT1000GPS Initing.Geopen Corp. 其中“à”符號指示當(dāng)前控制權(quán)所在位置，按方向鍵 或 將光標(biāo)移至要改變的參數(shù)行，按 鍵進入?yún)?shù)設(shè)置界面，按 鍵選擇參數(shù)。TEMàTest Sysm Stack Frqs

20、 Time Powe二、選擇供電形式本系統(tǒng)可外接24V電瓶或220V，50Hz發(fā)電機。當(dāng)外接發(fā)電機時，可選擇供電電壓以提高供電電流，共有24V、48V、72V三檔可選，如果接的是24V電瓶，此項可不必設(shè)，系統(tǒng)默認(rèn)為Batt。使用交流電源供電時，其改變供電電壓的操作步驟如下：按方向鍵 將控制光標(biāo)移到Powe，如下圖(左)所示，按鍵，進入右圖所示界面。Function SelectTest Sysm Stack Frqs Time àPowe Power SelectPower : Batt按 鍵選擇供電電壓，選擇好后，按 確定并退出該界面。三、測試供電電流該功能可以檢測供電線圈是否接通

21、，如果檢測到的電流為0，則表明線圏為開路狀態(tài)，此時需檢測線圈是否閉合，及接線插頭是否連好。其操作步驟如下：當(dāng)光標(biāo)“à”指向Test選項時，按 鍵進入該項參數(shù)設(shè)置界面。Test CurrentV= 24 VI = 00.00A Test CurrentV= 24 VI = 04.25A如果顯示結(jié)果如上圖（左）所示，則表明供電線圈斷路，右圖表明供電線圈已連接，供電電流為4.25A。如若重新測試按 鍵退出后，再按 鍵重新測試。四、選擇發(fā)射脈沖寬度 如下圖所示，本信號發(fā)射源發(fā)射脈沖信號如下圖所示，其發(fā)射頻率為(1/T)，其中T為發(fā)射周期，單個脈沖寬度為t。 EMT1000型信號源的發(fā)射脈沖寬

22、度共有10、20、40、80、160、320、640ms,對應(yīng)的頻率分別為：25、12.5、6.25、3.125、1.5625、0.78125、0.0390625按下述步驟進行設(shè)置：按方向鍵 或 將控制光標(biāo)移到Frqs，如下圖(左)所示，按鍵，進入右圖所示界面。Function SelectTest Sysm Stack àFrqs Time Powe Plus Wide T10ms按 鍵選擇發(fā)射頻率，選擇好后，按確定并退出該界面。五、選擇同步方式本系統(tǒng)有線控同步(Line Trig)、無線電同步(GFSK Trig)、授時同步(GPS Trig)三種同步方式可選。與EM3W采集站進

23、行配套使用時，必須設(shè)置為GPS同步，其設(shè)置步驟如下：按方向鍵 或 將控制光標(biāo)移到System，如下圖(左)所示，按鍵，進入右圖所示界面。Function SelectTest àSysm StackFrqs Time Powe Trig_Mode SelectGPS Trig按 鍵選擇同步方式，選擇好后，按確定。系統(tǒng)自動進行GPS搜索定位，當(dāng)搜索到衛(wèi)星信號并定位后，在屏幕右側(cè)出現(xiàn)四個“*”指示已找到衛(wèi)星并定位好，如下圖所示。 Set Trig_TimeGM-T：08：04：20BJ -T：16：04：57LNGT：43 52.8NLATT：125 17.9E Set Trig_Tim

24、e* GM-T：08：04：20* BJ -T：16：04：57* LNGT：43 52.8N* LATT：125 17.9E其中圖中GM-T：08：04：20為GPS讀取的北京時間，BJ-T：16：04：20為北京時間，LNGT：43 52.8N為緯度坐標(biāo)，LATT：125 17.9E為經(jīng)度坐標(biāo)。找互衛(wèi)星后，按 鍵退出當(dāng)前界面，按當(dāng)上述參數(shù)設(shè)置完畢后，回到參數(shù)設(shè)置界面，如下圖所示：Function SelectàTest System Stack Frqs Time Powe此時按 進入發(fā)射機工作狀態(tài)。發(fā)射機進入連續(xù)工作狀態(tài)。TEM* BJ-T：08：04：20S=0016 T=1

25、0msV=Batt I=10.0A其中BJ-T為北京時間，S為每秒發(fā)射次數(shù)，T為供電脈寬，V為供電電壓，I為發(fā)射電流。如果中途需要修改發(fā)射參數(shù)或停止工作，則需按 鍵停止其運行，重新設(shè)置參數(shù)后，再按 鍵進行信號的發(fā)射即可。GEO-TEM數(shù)據(jù)處理軟件操作說明GEOTEM 瞬變電磁數(shù)據(jù)編輯及處理軟件是EM3W配套的系列軟件之一，該軟件基于java虛擬機設(shè)計，可跨平臺跨操作系統(tǒng)使用。軟件界面友好，操作簡單，并可以將數(shù)據(jù)結(jié)果以文本形式存盤，便于采用其它成圖軟件調(diào)用。下面介紹一下該軟件的操作方法與步驟：一、數(shù)據(jù)讀取該軟件為EM3W系統(tǒng)配套軟件，僅支持TM數(shù)據(jù)格式文件輸入。數(shù)據(jù)處理里可將一個測區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)同時輸入，軟件根據(jù)文件中的GPS信息自動定義測點的位置，也可以在參數(shù)設(shè)置界面輸入測點的測量坐標(biāo)。2、打開原始數(shù)據(jù)文件選擇*.tm后，找到數(shù)據(jù)所在目錄，選擇全部要打開的數(shù)據(jù)，單擊“打開”按鈕1、單擊“打開”菜單，彈出打開數(shù)據(jù)對話框 二、參數(shù)設(shè)置3、單擊“參數(shù)設(shè)置”菜單，在彈出的對話框中進行相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置。參數(shù)設(shè)置時可快速設(shè)置，在該列菜單上單擊左鍵選中該列，或用鼠標(biāo)拖選將要修改的參數(shù)選中，在選中區(qū)域任意位置單擊鼠標(biāo)右鍵，彈出左側(cè)所示對話框，輸入選中區(qū)域中