瞬變電磁法介紹

1、地面瞬變電磁法地面瞬變電磁法TEM介紹介紹中國(guó)地質(zhì)大學(xué)中國(guó)地質(zhì)大學(xué) 電法科研組電法科研組羅延鐘羅延鐘什么是瞬變電磁法什么是瞬變電磁法 ？瞬變電磁法的基本原理瞬變電磁法的基本原理視電阻率的計(jì)算視電阻率的計(jì)算TEMTEM的數(shù)據(jù)處理和解釋的數(shù)據(jù)處理和解釋什么是瞬變電磁法什么是瞬變電磁法TEM ？ TEM是一種人工源時(shí)間域電磁法是一種人工源時(shí)間域電磁法 場(chǎng)源場(chǎng)源：向接地導(dǎo)線或不接地回線：向接地導(dǎo)線或不接地回線中，供入一定波形的供電電流中，供入一定波形的供電電流 ；觀測(cè)觀測(cè)電磁場(chǎng)在供電過(guò)程中的建場(chǎng)電磁場(chǎng)在供電過(guò)程中的建場(chǎng)過(guò)程（充電過(guò)程）或斷電后的衰過(guò)程（充電過(guò)程）或斷電后的衰減過(guò)程（放電過(guò)程）；減過(guò)程（

2、放電過(guò)程）； 電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)生成異常。生成異常。 B 發(fā)送機(jī)發(fā)送機(jī) N N 測(cè)量線圈測(cè)量線圈 測(cè)量線圈測(cè)量線圈 M M A 近區(qū)測(cè)量近區(qū)測(cè)量 遠(yuǎn)區(qū)測(cè)量遠(yuǎn)區(qū)測(cè)量 圖圖 1. 電電性源激發(fā)，電測(cè)量和磁測(cè)量性源激發(fā)，電測(cè)量和磁測(cè)量 接收機(jī)接收機(jī) 接收機(jī)接收機(jī) 關(guān)關(guān) 于于 場(chǎng)場(chǎng) 源源 回回線線外外或或偶偶極極-偶偶極極裝裝置置 中中心心回回線線接接收收機(jī)機(jī) 測(cè)測(cè)量量線線圈圈 發(fā)發(fā)送送機(jī)機(jī) 接接收收機(jī)機(jī) 圖圖 2. 磁磁性性源源激激發(fā)發(fā)和和磁磁測(cè)測(cè)量量 回回線線內(nèi)內(nèi)或或中中心心回回線線裝裝置置 測(cè)測(cè)量量線線圈圈 重重疊疊回回線線裝裝置置 測(cè)測(cè)量量線線圈圈 瞬變電磁法的分類：瞬變電磁法的分類： 按按供電

3、方式供電方式分為：分為： 電激發(fā)電激發(fā) 、磁激發(fā)磁激發(fā) 按按測(cè)量方式測(cè)量方式分為：分為： 電測(cè)量電測(cè)量 、磁測(cè)量磁測(cè)量 按按收收-發(fā)距發(fā)距分為：分為： 遠(yuǎn)區(qū)測(cè)量、近區(qū)測(cè)量遠(yuǎn)區(qū)測(cè)量、近區(qū)測(cè)量關(guān)于供電波形關(guān)于供電波形 充充電電過(guò)過(guò)程程 放放電電過(guò)過(guò)程程 a. 單單個(gè)個(gè)方方波波 b. 單單個(gè)個(gè)半半正正弦弦波波 c. 單單個(gè)個(gè)三三角角波波 d. 單單個(gè)個(gè)鋸鋸齒齒波波 e. 復(fù)復(fù)雜雜供供電電波波形形 圖圖 3. 幾幾種種 TEM 法法的的單單個(gè)個(gè)供供電電波波形形 瞬變電磁法的分類（續(xù)）瞬變電磁法的分類（續(xù)）按供電波形分為：按供電波形分為： 1 1） 方波波形方波波形-最常用最常用 2 2） 半正弦波形半

4、正弦波形 3 3） 三角波形三角波形 4 4） 鋸齒波形鋸齒波形 5 5） 不規(guī)則波形不規(guī)則波形 占占 空空 比比 為為 1 的的 正正 負(fù)負(fù) 方方 波波 連連 續(xù)續(xù) 正正 負(fù)負(fù) 方方 波波 圖圖 4. 幾幾 種種 TEM 法法 的的 復(fù)復(fù) 合合 供供 電電 波波 形形 瞬變電磁法的分類（續(xù)）瞬變電磁法的分類（續(xù)）按供電波形的復(fù)合性分為：按供電波形的復(fù)合性分為： 1 1）單個(gè)波）單個(gè)波 2 2）正反雙向波）正反雙向波 （占空比常取為（占空比常取為1 1） 3 3）連續(xù)波）連續(xù)波 （占空比為（占空比為0 0的雙向波）的雙向波） 瞬變電磁法的分類（續(xù)）瞬變電磁法的分類（續(xù)） 按測(cè)量的過(guò)程分類：按測(cè)

5、量的過(guò)程分類：建場(chǎng)法建場(chǎng)法：觀測(cè)電磁場(chǎng)的建場(chǎng)過(guò)程：觀測(cè)電磁場(chǎng)的建場(chǎng)過(guò)程（充電過(guò)程）；（充電過(guò)程）；衰減法衰減法：觀測(cè)電磁場(chǎng)的衰減過(guò)程：觀測(cè)電磁場(chǎng)的衰減過(guò)程（放電過(guò)程）（放電過(guò)程）。 瞬變電磁法的分類（續(xù)）瞬變電磁法的分類（續(xù)） 按觀測(cè)空間分為：按觀測(cè)空間分為： 1）地面地面瞬變電磁法（應(yīng)用最多）；瞬變電磁法（應(yīng)用最多）； 2）地下地下瞬變電磁法（主要是地瞬變電磁法（主要是地-井方式井方式和坑道測(cè)量）；和坑道測(cè)量）； 3）航空航空瞬變電磁法（包括地瞬變電磁法（包括地-空方式）空方式） 4）水下水下瞬變電磁法（在海底或河、湖瞬變電磁法（在海底或河、湖底觀測(cè)）。底觀測(cè)）。 目前我國(guó)最常用的是：目前我

6、國(guó)最常用的是： 采用采用磁性源磁性源，供一定占，供一定占空比的空比的正反向方波正反向方波電流；電流；在在地面和坑道地面和坑道中的中的近場(chǎng)區(qū)近場(chǎng)區(qū)， 觀測(cè)觀測(cè)斷電后衰變斷電后衰變磁場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)產(chǎn)生的的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。 什么是瞬變電磁法什么是瞬變電磁法 ？ 瞬變電磁法的基本原理瞬變電磁法的基本原理 1. 探測(cè)地下導(dǎo)電體的原理探測(cè)地下導(dǎo)電體的原理 2. 瞬變電磁測(cè)深的原理瞬變電磁測(cè)深的原理 視電阻率的計(jì)算視電阻率的計(jì)算 TEMTEM的數(shù)據(jù)處理和解釋的數(shù)據(jù)處理和解釋瞬變電磁法的基本原理（瞬變電磁法的基本原理（1） 瞬變電磁法探測(cè)地下導(dǎo)電體的原理瞬變電磁法探測(cè)地下導(dǎo)電體的原理 發(fā)送回線中供入穩(wěn)定電流

7、產(chǎn)生穩(wěn)定發(fā)送回線中供入穩(wěn)定電流產(chǎn)生穩(wěn)定一次磁場(chǎng)一次磁場(chǎng) 斷電后導(dǎo)電體中斷電后導(dǎo)電體中電磁感應(yīng)電流電磁感應(yīng)電流產(chǎn)生衰變產(chǎn)生衰變二次磁場(chǎng)二次磁場(chǎng)一次磁場(chǎng)一次磁場(chǎng)電磁感應(yīng)電流電磁感應(yīng)電流二次磁場(chǎng)二次磁場(chǎng)瞬變電磁法的基本原理（瞬變電磁法的基本原理（1） 瞬變電磁法探測(cè)地下導(dǎo)電體的原理瞬變電磁法探測(cè)地下導(dǎo)電體的原理 導(dǎo)電體內(nèi)的導(dǎo)電體內(nèi)的感應(yīng)電流感應(yīng)電流因因“熱損耗熱損耗”而逐漸衰減為而逐漸衰減為零零 。 二次磁場(chǎng)二次磁場(chǎng)H(t)，斷電后也隨，斷電后也隨時(shí)間時(shí)間t延續(xù)逐漸衰減到零。延續(xù)逐漸衰減到零。 接收線框中觀測(cè)到衰變磁接收線框中觀測(cè)到衰變磁場(chǎng)生成的場(chǎng)生成的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)V(t)。 導(dǎo)電體正上方導(dǎo)

8、電體正上方測(cè)到的感應(yīng)測(cè)到的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)數(shù)值較大電動(dòng)勢(shì)數(shù)值較大,衰變較慢衰變較慢 導(dǎo)電體兩側(cè)導(dǎo)電體兩側(cè)測(cè)到的感應(yīng)電測(cè)到的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)數(shù)值較小，衰變較快動(dòng)勢(shì)數(shù)值較小，衰變較快 V(t) 導(dǎo)電體正上方導(dǎo)電體正上方 0 t不同測(cè)點(diǎn)的瞬變相應(yīng)曲線示意圖不同測(cè)點(diǎn)的瞬變相應(yīng)曲線示意圖導(dǎo)電體旁側(cè)導(dǎo)電體旁側(cè)導(dǎo)電體遠(yuǎn)處導(dǎo)電體遠(yuǎn)處局部導(dǎo)電體上方局部導(dǎo)電體上方不同測(cè)點(diǎn)的響應(yīng)不同測(cè)點(diǎn)的響應(yīng)7良導(dǎo)體良導(dǎo)體上方剖面圖上方剖面圖出現(xiàn)出現(xiàn)高值高值，各測(cè)道，各測(cè)道剖面曲線之剖面曲線之間變密間變密訣竅訣竅：橫向看高低橫向看高低 縱向看疏密縱向看疏密(多測(cè)道剖面圖多測(cè)道剖面圖)瞬變電磁法的基本原理（瞬變電磁法的基本原理（2） 瞬變電磁法

9、的測(cè)深原理瞬變電磁法的測(cè)深原理 均勻?qū)щ姶蟮鼐鶆驅(qū)щ姶蟮厮沧冸姶艌?chǎng)的建立、衰變和瞬變電磁場(chǎng)的建立、衰變和從地表向地下的傳播過(guò)程從地表向地下的傳播過(guò)程 煙圈效應(yīng)煙圈效應(yīng)煙圈煙圈瞬變電磁法的基本原理（瞬變電磁法的基本原理（2） 瞬變電磁法的測(cè)深原理瞬變電磁法的測(cè)深原理 早期觀測(cè)到的瞬變電磁響應(yīng)（感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)）早期觀測(cè)到的瞬變電磁響應(yīng)（感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)）主要反映地下淺層的導(dǎo)電性；主要反映地下淺層的導(dǎo)電性；隨著采樣時(shí)隨著采樣時(shí)間增大，測(cè)到的瞬變電磁響應(yīng)反映的深度間增大，測(cè)到的瞬變電磁響應(yīng)反映的深度相應(yīng)增大相應(yīng)增大研究不同采樣時(shí)間瞬變電磁響研究不同采樣時(shí)間瞬變電磁響應(yīng)，就可研究不同深度的電性分布應(yīng)，就可研究不同

10、深度的電性分布這就這就是瞬變電磁測(cè)深的原理。是瞬變電磁測(cè)深的原理。 煙圈（即瞬變電磁響應(yīng)的煙圈（即瞬變電磁響應(yīng)的等效電流等效電流）深度深度h（單位（單位m）可按下式算出：）可按下式算出： 電阻率電阻率（單位（單位m），時(shí)間），時(shí)間 t（單位（單位s），）， 自由空間導(dǎo)磁率自由空間導(dǎo)磁率 0=410-7（單位（單位H/m）。）。 04th 均勻和二層大地的瞬變響應(yīng)曲線均勻和二層大地的瞬變響應(yīng)曲線 均勻大地均勻大地瞬變響應(yīng)曲線瞬變響應(yīng)曲線早期呈水平早期呈水平,越高，值越大越高，值越大晚期呈傾斜晚期呈傾斜,越低，值越大越低，值越大 二層大地二層大地瞬變響應(yīng)曲線瞬變響應(yīng)曲線早期趨于表層早期趨于表層均勻

11、響應(yīng)均勻響應(yīng) （水平漸近線）；（水平漸近線）；晚期趨于底層晚期趨于底層均勻響應(yīng)均勻響應(yīng) (68.2傾斜漸近線傾斜漸近線)；中期總趨勢(shì)為圓滑過(guò)渡中期總趨勢(shì)為圓滑過(guò)渡， 底層底層2越低，衰減越慢；越低，衰減越慢； 有有“上沖上沖”或或“下沖下沖”。 中心回線裝置均勻大地和兩層大地中心回線裝置均勻大地和兩層大地 的瞬變響應(yīng)曲線對(duì)比圖的瞬變響應(yīng)曲線對(duì)比圖 很緩很緩很陡很陡較緩較緩什么是瞬變電磁法什么是瞬變電磁法 ？瞬變電磁法的基本原理瞬變電磁法的基本原理視電阻率的計(jì)算視電阻率的計(jì)算TEMTEM的數(shù)據(jù)處理和解釋的數(shù)據(jù)處理和解釋為什么要計(jì)算視電阻率？為什么要計(jì)算視電阻率？實(shí)際觀測(cè)參數(shù)（感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)）不能形象

12、地實(shí)際觀測(cè)參數(shù)（感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)）不能形象地反映地下電性分布；反映地下電性分布；仿照其它電法勘探方法，計(jì)算視電阻率可仿照其它電法勘探方法，計(jì)算視電阻率可解決此問(wèn)題。解決此問(wèn)題。怎樣計(jì)算視電阻率？怎樣計(jì)算視電阻率？在均勻大地條件下，可由觀測(cè)參數(shù)（感應(yīng)在均勻大地條件下，可由觀測(cè)參數(shù)（感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)）計(jì)算大地的電阻率。電動(dòng)勢(shì)）計(jì)算大地的電阻率。在非均勻大地上，采用均勻大地的算法，在非均勻大地上，采用均勻大地的算法，算出的電阻率稱為算出的電阻率稱為“視電阻率視電阻率”。視電阻率的具體算法視電阻率的具體算法 早期視電阻率早期視電阻率e 利用均勻大地條件下利用均勻大地條件下感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 早期漸早期漸近公式近

13、公式計(jì)算的電阻率計(jì)算的電阻率 晚期視電阻率晚期視電阻率l 利用利用晚期漸近公式晚期漸近公式計(jì)計(jì)算的電阻率算的電阻率 全時(shí)域視電阻率全時(shí)域視電阻率 從均勻大地的從均勻大地的嚴(yán)格表嚴(yán)格表達(dá)式達(dá)式，計(jì)算適合于全，計(jì)算適合于全部時(shí)間段的視電阻率部時(shí)間段的視電阻率53eTRVaS SI中心520331() ()20TRlS S ItV視電阻率的算例（視電阻率的算例（1） 地大算法地大算法適用于多種方適用于多種方波類型和有較大斷電后波類型和有較大斷電后沿的情況。沿的情況。 算例說(shuō)明算例說(shuō)明全時(shí)域視電阻全時(shí)域視電阻率計(jì)的必要性。率計(jì)的必要性。 晚期條件晚期條件： 對(duì)于對(duì)于=20m的情況：的情況： a=100

14、m， t 0.62832 ms a=10m，t 0.0062832 ms通常都可都符合晚期條件通常都可都符合晚期條件10-710-610-510-410-310-210-110-810-610-410-2100102104106 全 區(qū) 視 電 阻 率早 期 視 電 阻 率晚 期 視 電 阻 率六層地電斷面上中心回線裝置的早期六層地電斷面上中心回線裝置的早期(黑線黑線)、晚期（藍(lán)線）和全時(shí)域視電阻率（紅線）晚期（藍(lán)線）和全時(shí)域視電阻率（紅線）424 10/()tams視電阻率的算例（視電阻率的算例（2）0.010.1110100Sampling time (ms)1E-0061E-0050.0

15、0010.0010.010.11101001000Normalized inductive EMF (uV/A)02004006008001000Apparent Depth / m020406080100120Apparent Resistivitu / Om.mh1+h2=200 mrho1=rho3=100 Om.m h1=50 mrho2=rho4=10 Om.m h1+h2+h3=500 m四層四層地電斷面的地電斷面的全時(shí)域視電阻率全時(shí)域視電阻率算例算例1100，210，3100，410 m；h150， h2150， h3300 m。陡陡緩緩陡陡緩緩一條一條測(cè)線測(cè)線的觀的觀測(cè)結(jié)測(cè)結(jié)果

16、可果可繪制繪制視電視電阻率阻率擬斷擬斷面圖面圖100200300400500600700800900 1000100200300400500600700800900 1000P ro file / m-1000-900-800-700-600-500-400-300-200-1000100Elevation / m20 歐姆米50 歐姆米10 歐姆米10 歐姆米10 歐姆米50 歐姆米20 歐姆米 (m ) 全時(shí)域視電阻率擬斷面圖(理論模型T E M 數(shù)據(jù)成像結(jié)果)紫色線勾繪出了理論模型視電視電阻率阻率擬斷擬斷面圖面圖可以可以形象形象地反地反映地映地電斷電斷面分面分布情布情況。況。什么是瞬變電

17、磁法什么是瞬變電磁法 ？瞬變電磁法的基本原理瞬變電磁法的基本原理視電阻率的計(jì)算視電阻率的計(jì)算TEMTEM的數(shù)據(jù)處理和解釋的數(shù)據(jù)處理和解釋瞬變電磁法（瞬變電磁法（TEM）數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集和和數(shù)據(jù)預(yù)處理數(shù)據(jù)預(yù)處理壓制干擾的方法壓制干擾的方法瞬變電磁法的數(shù)據(jù)采集瞬變電磁法的數(shù)據(jù)采集 抗干擾難度較高抗干擾難度較高，其原因是：，其原因是： 不能選頻和濾波不能選頻和濾波硬件抗干擾差。硬件抗干擾差。 抗干擾辦法抗干擾辦法：多次疊加多次疊加可使隨機(jī)誤差降低到可使隨機(jī)誤差降低到 代價(jià)是降低生產(chǎn)效率，增加能源消耗代價(jià)是降低生產(chǎn)效率，增加能源消耗 不推薦不推薦正反向方波作觀測(cè)正反向方波作觀測(cè)，壓制穩(wěn)定和工頻干擾，壓

18、制穩(wěn)定和工頻干擾 很重要很重要1/n正反向間歇方波觀測(cè)壓制干擾正反向間歇方波觀測(cè)壓制干擾算法分析算法分析正反向間歇方波觀測(cè)正反向間歇方波觀測(cè)壓制干擾算法壓制干擾算法020406080Sampling Time (ms)-2-10123Normalized inductive EMF (uV/A)12無(wú)干擾響應(yīng)無(wú)干擾響應(yīng)穩(wěn)定干擾穩(wěn)定干擾正反向間歇方波觀測(cè)壓制干擾正反向間歇方波觀測(cè)壓制干擾020406080Sampling Time (ms)-2-10123Normalized inductive EMF (uV/A)122)()()(tVtVtV)(tV)(tV存在穩(wěn)定干擾的響應(yīng)存在穩(wěn)定干擾的響

19、應(yīng)穩(wěn)定干擾穩(wěn)定干擾正反向間歇方波觀測(cè)壓制干擾正反向間歇方波觀測(cè)壓制干擾2)()()(tVtVtV)(tV)(tVV (t) 020406080Sampling Time (ms)-2-10123Normalized inductive EMF (uV/A)123校正結(jié)果校正結(jié)果穩(wěn)定干擾穩(wěn)定干擾存在穩(wěn)定干擾的響應(yīng)存在穩(wěn)定干擾的響應(yīng)正反向間歇方波觀測(cè)正反向間歇方波觀測(cè)不僅壓制不僅壓制穩(wěn)定干擾穩(wěn)定干擾還可壓制還可壓制工頻干擾工頻干擾壓制工頻干擾壓制工頻干擾要求：要求：基頻周期工頻周期的基頻周期工頻周期的偶數(shù)倍偶數(shù)倍正反向間歇方波觀測(cè)壓制干擾分析正反向間歇方波觀測(cè)壓制干擾分析（偶數(shù)倍周期）（偶數(shù)倍周期

20、）02 04 06 08 0S a m p lin g T im e (m s )-2-10123N o rm alized in d u ctive E M F (u V /A )12正反向間歇方波觀測(cè)壓制干擾分析正反向間歇方波觀測(cè)壓制干擾分析（偶數(shù)倍周期）（偶數(shù)倍周期）02 04 06 08 0S am p lin g T im e (m s)-2-10123N o rm alized ind uctive E M F (uV /A )123正反向間歇方波觀測(cè)壓制干擾分析正反向間歇方波觀測(cè)壓制干擾分析（偶數(shù)倍周期）（偶數(shù)倍周期）02 04 06 08 0S a m p lin g T im

21、 e (m s )-2-10123N o rm alized in d u ctive E M F (u V /A )2)()()(tVtVtV正反向間歇方波觀測(cè)壓制干擾分析正反向間歇方波觀測(cè)壓制干擾分析（偶數(shù)倍周期）（偶數(shù)倍周期）02 04 06 08 0S a m p lin g T im e (m s )-2-10123N o rm a lized in d u c tive E M F (u V /A )1234正反向間歇方波觀測(cè)壓制干擾分析正反向間歇方波觀測(cè)壓制干擾分析（偶數(shù)倍周期）（偶數(shù)倍周期）02 04 06 08 0S a m p lin g T im e (m s )-2-1

22、0123N o rm a lize d in d u c tiv e E M F (u V /A )12345正反向間歇方波觀測(cè)壓制干擾分析正反向間歇方波觀測(cè)壓制干擾分析（偶數(shù)倍周期）（偶數(shù)倍周期）2)()()(tVtVtV020406080S am p lin g T im e (m s)-2-10123N orm alized inductive E M F (uV /A )正反向間歇方波觀測(cè)壓制干擾分析正反向間歇方波觀測(cè)壓制干擾分析（奇數(shù)倍周期）（奇數(shù)倍周期）02 04 06 08 01 0 0S a m p lin g T im e (m s )-2-10123N o rm alize

23、d in d u ctive E M F (u V /A )1正反向間歇方波觀測(cè)壓制干擾分析正反向間歇方波觀測(cè)壓制干擾分析（奇數(shù)倍周期）（奇數(shù)倍周期）020406080100Sam pling Tim e (m s)-2-10123N orm alized inductive E M F (uV /A )12正反向間歇方波觀測(cè)壓制干擾分析正反向間歇方波觀測(cè)壓制干擾分析（奇數(shù)倍周期）（奇數(shù)倍周期）020406080100S am p lin g T im e (m s)-2-10123N orm alized inductive E M F (uV /A )123正反向間歇方波觀測(cè)壓制干擾分析正

24、反向間歇方波觀測(cè)壓制干擾分析（奇數(shù)倍周期）（奇數(shù)倍周期）020406080100Sam pling Tim e (m s)-2-10123N orm alized inductive E M F (uV /A )2)()()(tVtVtV正反向間歇方波觀測(cè)壓制干擾分析正反向間歇方波觀測(cè)壓制干擾分析（奇數(shù)倍周期）（奇數(shù)倍周期）02 04 06 08 01 0 0S a m p lin g T im e (m s )-2-10123N o rm alized in d u ctive E M F (u V /A )1234正反向間歇方波觀測(cè)壓制干擾分析正反向間歇方波觀測(cè)壓制干擾分析（奇數(shù)倍周期）（

25、奇數(shù)倍周期）020406080100Sam pling Tim e (m s)-2-10123N orm alized inductive E M F (uV /A )12345正反向間歇方波觀測(cè)壓制干擾分析正反向間歇方波觀測(cè)壓制干擾分析（奇數(shù)倍周期）（奇數(shù)倍周期）2)()()(tVtVtV020406080100Sam pling Tim e (m s)-2-10123N orm alized inductive E M F (uV /A ) 為了壓制工頻干擾，為了壓制工頻干擾，基頻的周期必須是工基頻的周期必須是工頻周期的頻周期的偶數(shù)倍。偶數(shù)倍。三三個(gè)個(gè)例例子子 GDP-32系列儀器，采用正

26、反向方波觀系列儀器，采用正反向方波觀測(cè)，但是其基波周期不為工頻周期測(cè)，但是其基波周期不為工頻周期（約（約20ms）的偶數(shù)倍，所以）的偶數(shù)倍，所以沒(méi)有壓制沒(méi)有壓制工頻干擾的能力工頻干擾的能力。 V8儀器采用正反向方波觀測(cè)，其基波儀器采用正反向方波觀測(cè)，其基波周期多數(shù)為工頻周期（周期多數(shù)為工頻周期（20ms）的偶數(shù)）的偶數(shù)倍，選用這樣的基頻，倍，選用這樣的基頻，能可靠壓制工能可靠壓制工頻干擾頻干擾；但若選用了不滿足該條件的但若選用了不滿足該條件的基頻（基頻（83.3ms）,也不能壓制工頻干擾。也不能壓制工頻干擾。 CUGTEM系列儀器系列儀器都能壓制工頻干擾都能壓制工頻干擾瞬變電磁法數(shù)據(jù)予處理壓制

27、干擾瞬變電磁法數(shù)據(jù)予處理壓制干擾 對(duì)于對(duì)于密集采樣密集采樣獲得的瞬變響應(yīng)實(shí)獲得的瞬變響應(yīng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，可通過(guò)數(shù)據(jù)予處理壓制測(cè)數(shù)據(jù)，可通過(guò)數(shù)據(jù)予處理壓制隨機(jī)干擾隨機(jī)干擾和和工頻干擾工頻干擾，提取弱信，提取弱信號(hào)（有用信息）。號(hào)（有用信息）。 1）剔除壞數(shù)；）剔除壞數(shù)； 2）數(shù)字濾波（陷波、低通和）數(shù)字濾波（陷波、低通和 相關(guān)濾波）；相關(guān)濾波）； 3）多項(xiàng)式擬和。）多項(xiàng)式擬和。多項(xiàng)式擬和壓制隨機(jī)干擾多項(xiàng)式擬和壓制隨機(jī)干擾理論算例理論算例多項(xiàng)式擬和壓制干擾的效果多項(xiàng)式擬和壓制干擾的效果(1) 理理論論響響應(yīng)應(yīng)隨隨機(jī)機(jī)干干擾擾校校正正結(jié)結(jié)果果0204060Sampling time (ms)0.00010

28、.0010.010.11Normalized inductive EMF (uV/A)1加干擾響應(yīng)曲線加干擾響應(yīng)曲線多項(xiàng)式擬和壓制干擾的效果多項(xiàng)式擬和壓制干擾的效果(1) 理理論論響響應(yīng)應(yīng)隨隨機(jī)機(jī)干干擾擾校校正正結(jié)結(jié)果果0204060Sampling time (ms)0.00010.0010.010.11Normalized inductive EMF (uV/A)12濾波校正結(jié)果濾波校正結(jié)果加干擾響應(yīng)曲線加干擾響應(yīng)曲線多項(xiàng)式擬和壓制干擾的效果多項(xiàng)式擬和壓制干擾的效果(1) 理理論論響響應(yīng)應(yīng)隨隨機(jī)機(jī)干干擾擾校校正正結(jié)結(jié)果果0204060Sampling time (ms)0.00010.00

29、10.010.11Normalized inductive EMF (uV/A)123濾波校正結(jié)果濾波校正結(jié)果多項(xiàng)式擬和結(jié)果多項(xiàng)式擬和結(jié)果加干擾響應(yīng)曲線加干擾響應(yīng)曲線多項(xiàng)式擬和壓制干擾的效果多項(xiàng)式擬和壓制干擾的效果(1) 理理論論響響應(yīng)應(yīng)隨隨機(jī)機(jī)干干擾擾校校正正結(jié)結(jié)果果0204060Sampling time (ms)0.00010.0010.010.11Normalized inductive EMF (uV/A)1234濾波校正結(jié)果濾波校正結(jié)果多項(xiàng)式擬和結(jié)果多項(xiàng)式擬和結(jié)果無(wú)干擾曲線無(wú)干擾曲線加干擾響應(yīng)曲線加干擾響應(yīng)曲線多項(xiàng)式擬和壓制干擾的效果多項(xiàng)式擬和壓制干擾的效果(1) 理理論論響響應(yīng)應(yīng)

30、隨隨機(jī)機(jī)干干擾擾校校正正結(jié)結(jié)果果02 04 06 0-4 0-2 002 04 0E rro r (% )-2 0-1 001 02 0t (m s )七點(diǎn)圓滑和多項(xiàng)式擬和壓制隨七點(diǎn)圓滑和多項(xiàng)式擬和壓制隨機(jī)干擾的效果機(jī)干擾的效果隨機(jī)干擾隨機(jī)干擾七點(diǎn)濾波七點(diǎn)濾波多項(xiàng)式擬和多項(xiàng)式擬和壓制隨機(jī)干擾和工頻干擾壓制隨機(jī)干擾和工頻干擾理論算例理論算例加有干擾的理論瞬變響應(yīng)曲線加有干擾的理論瞬變響應(yīng)曲線0204060Sampling time (ms)-0.0500.050.10.150.2Normalized inductive EMF (uV/A)1加干擾響應(yīng)曲線加干擾響應(yīng)曲線多項(xiàng)式擬和壓制隨機(jī)干擾后多

31、項(xiàng)式擬和壓制隨機(jī)干擾后0204060Sam pling tim e (m s)-0.0500.050.10.150.2Norm alized inductive EMF (uV/A)12多項(xiàng)式擬和結(jié)果多項(xiàng)式擬和結(jié)果加干擾響應(yīng)曲線加干擾響應(yīng)曲線劃分出工頻干擾劃分出工頻干擾0204060Sam pling tim e (m s)-0.0500.050.10.150.2Normalized inductive EMF (uV/A)123提取的工頻干擾提取的工頻干擾加干擾響應(yīng)曲線加干擾響應(yīng)曲線多項(xiàng)式擬和結(jié)果多項(xiàng)式擬和結(jié)果相繼壓制隨機(jī)干擾和工頻干擾結(jié)果相繼壓制隨機(jī)干擾和工頻干擾結(jié)果0204060Sam

32、pling tim e (m s)-0.0500.050.10.150.2Normalized inductive EMF (uV/A)1234工頻干擾校正結(jié)果工頻干擾校正結(jié)果多項(xiàng)式擬和結(jié)果多項(xiàng)式擬和結(jié)果加干擾響應(yīng)曲線加干擾響應(yīng)曲線提取的工頻干擾提取的工頻干擾無(wú)干擾信號(hào)無(wú)干擾信號(hào)和和壓制干擾結(jié)果壓制干擾結(jié)果幾乎重合幾乎重合0204060Sam pling tim e (m s)-0.0500.050.10.150.2Normalized inductive EMF (uV/A)12345加干擾響應(yīng)曲線加干擾響應(yīng)曲線多項(xiàng)式擬和結(jié)果多項(xiàng)式擬和結(jié)果工頻干擾校正結(jié)果工頻干擾校正結(jié)果無(wú)干擾響應(yīng)曲線無(wú)干擾

33、響應(yīng)曲線提取的工頻干擾提取的工頻干擾多項(xiàng)式擬和壓制干擾的效果多項(xiàng)式擬和壓制干擾的效果(2) 理理論論響響應(yīng)應(yīng)工工頻頻干干擾擾校校正正結(jié)結(jié)果果48121620Sampling time (ms)-0.0400.040.080.120.160.2Normalized inductive EMF (uV/A)1有干擾曲線有干擾曲線多項(xiàng)式擬和壓制干擾的效果多項(xiàng)式擬和壓制干擾的效果(2) 理理論論響響應(yīng)應(yīng)工工頻頻干干擾擾校校正正結(jié)結(jié)果果48121620Sampling time (ms)-0.0400.040.080.120.160.2Normalized inductive EMF (uV/A)12有

34、干擾曲線有干擾曲線隨機(jī)干擾校正結(jié)果隨機(jī)干擾校正結(jié)果多項(xiàng)式擬和壓制干擾的效果多項(xiàng)式擬和壓制干擾的效果(2) 理理論論響響應(yīng)應(yīng)工工頻頻干干擾擾校校正正結(jié)結(jié)果果48121620Sampling time (ms)-0.0400.040.080.120.160.2Normalized inductive EMF (uV/A)123有干擾曲線有干擾曲線工頻干擾校正結(jié)果工頻干擾校正結(jié)果隨機(jī)干擾校正結(jié)果隨機(jī)干擾校正結(jié)果多項(xiàng)式擬和壓制干擾的效果多項(xiàng)式擬和壓制干擾的效果(2) 理理論論響響應(yīng)應(yīng)工工頻頻干干擾擾校校正正結(jié)結(jié)果果48121620Sampling time (ms)-0.0400.040.080.12

35、0.160.2Normalized inductive EMF (uV/A)1234有干擾曲線有干擾曲線隨機(jī)干擾校正結(jié)果隨機(jī)干擾校正結(jié)果工頻干擾校正結(jié)果工頻干擾校正結(jié)果分離出的工頻干擾分離出的工頻干擾壓制隨機(jī)干擾的實(shí)例壓制隨機(jī)干擾的實(shí)例1（武漢某地（武漢某地CUGTEM）實(shí)測(cè)瞬變響應(yīng)曲線0481216Sampling time (ms)0246810Normalized inductive EMF (uV/A)1七七點(diǎn)點(diǎn)圓圓滑滑校校正正結(jié)結(jié)果果0481216Sampling time (ms)0246810Normalized inductive EMF (uV/A)12多多項(xiàng)項(xiàng)式式擬擬和和校

36、校正正結(jié)結(jié)果果0481216Sampling time (ms)0246810Normalized inductive EMF (uV/A)123壓制隨機(jī)干擾的實(shí)例壓制隨機(jī)干擾的實(shí)例2（山西某煤礦（山西某煤礦CUGTEM）實(shí)測(cè)瞬變響應(yīng)曲線實(shí)測(cè)瞬變響應(yīng)曲線0481 21 6S a m p lin g tim e (m s )-101234N o rm a lize d in d u c tiv e E M F (u V /A )1壓制隨機(jī)干擾后壓制隨機(jī)干擾后0481 21 6S a m p lin g tim e (m s )-101234N o rm alized in d u ctive E

37、 M F (u V /A )12篩選采樣時(shí)間后篩選采樣時(shí)間后0481 21 6S a m p lin g tim e (m s )-101234N o rm alized in d u ctive E M F (u V /A )123 壓制隨機(jī)干擾和壓制隨機(jī)干擾和工頻干擾的實(shí)例工頻干擾的實(shí)例廣西南丹某錫礦廣西南丹某錫礦GDP-32實(shí)測(cè)瞬變響應(yīng)曲線實(shí)測(cè)瞬變響應(yīng)曲線0102030Sam pling tim e (m s)-2E-00802E -0084E -0086E -0088E -0081E -007N orm alized inductive EM F (uV/A )1壓制隨機(jī)干擾后壓制隨機(jī)

38、干擾后0102030Sam pling tim e (m s)-2E-00802E-0084E-0086E-0088E-0081E-007Norm alized inductive EMF (uV/A)12劃分出工頻干擾劃分出工頻干擾0102030Sam pling tim e (m s)-2E-00802E-0084E-0086E-0088E-0081E-007Normalized inductive EMF (uV/A)123工頻干擾校正后的結(jié)果工頻干擾校正后的結(jié)果0102030Sam pling tim e (m s)-2E -00802E -0084E -0086E -0088E -00