【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及電磁感應，尤其涉及一種電磁感應的定向探測裝置及定向探測方法。
技術介紹
1、目前在資源、工程物探領域，基于電磁感應原理的地球物理勘探方法及裝置極多且應用廣泛，尤其是瞬變電磁法。瞬變電磁法勘探可以輔助解決淺部探測難題，但當探測作業探頭位于井中空間受限時，瞬變電磁儀的接收裝置所接收到的信號不僅會受到外界干擾的影響，還會因為收發裝置之間的互感疊加，造成分辨率不高；同時由于收發線圈對于周圍異常體的各向同性，電磁法勘探實現精細解譯和定向探測是世界公認難題。所以，作為井中瞬變電磁法，消除收發傳感器近場互感效應以及隱蔽目標定向探測需要有新的技術嘗試和突破。
2、公開號為cn116224448a的專利技術公開了一種電磁感應探測方法及系統，通過接地直導線提供一次場，雙通道正交線圈作為接收裝置，但接地直導線不能增加匝數，使提供的一次場非常有限；同時，其接地電流也會對探測的準確性造成影響。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于為解決現有技術中的缺陷，而提供一種電磁感應的定向探測裝置及定向探測方法，能夠增強發射裝置提供的一次場強度，實現待測區域內低阻體的定位探測。
2、為實現上述目的，本專利技術提供一種電磁感應的定向探測裝置，包括發射裝置、接收裝置、螺線管和接收導線組件；
3、所述螺線管與發射裝置連接，所述接收導線組件位于螺線管的上部或下部，所述接收導線組件包括呈正交分布的第一接收導線和第二接收導線，第一接收導線和第二接收導線均與接收裝置連接，螺線管在第
4、在使用過程中，首先將螺線管與發射裝置相連；其次將第一接收導線和第二接收導線均與接收裝置相連；然后將電磁感應的定向探測裝置放入待擬探測區域的鉆孔中，接通發射裝置電源；一段時間后，關斷電源，根據法拉第電磁感應定律，待測區域內的低阻體會在內部形成渦流，產生隨時間衰減的二次磁場，被第一接收導線和第二接收導線所接收，接收裝置中得到第一接收導線和第二接收導線的測試數據；根據接收裝置得到的測試數據判斷低阻體方向，實現待測區域內低阻體的定位探測。
5、螺線管用于發射一次場，能夠避免接地構成回路影響定向探測的準確性，而且增加了發射線圈的匝數，增大了一次場的強度。
6、第一接收導線和第二接收導線呈正交分布，用于接收二次場，第一接收導線和第二接收導線所在平面相互垂直，平面對稱軸重合，第一接收導線和第二接收導線不僅不會產生互感，且螺線管在第一接收導線和第二接收導線形成的回路腔體的一次場磁通量為零，巧妙地消除了一次場對探測目標的干擾，提高了探測結果的分辨率同時可以實現定向探測的目的。
7、所述接收導線組件位于螺線管的上部或下部，所述接收導線組件與螺線管存在高度差，使得穿過第一接收導線和第二接收導線的二次場磁通量始終不可能為零，同時保證在檢測到低阻體的情況下，第一接收導線和第二接收導線始終能接收到低阻體的信號，確保有響應。
8、可選的，所述螺線管采用回繞線圈。
9、螺線管采用回繞式繞制的方法，增加了發射線圈的匝數，增大了一次場，同時增大了螺線管的電感，從而增大了有效一次場和激勵的二次場，且能夠避免一次纏繞后直接引回所產生多余的干擾一次場，同時回繞的線圈產生的磁場與第一次纏繞的線圈所產生的磁場一致，增強了發射的信號。
10、可選的，所述螺線管為中空結構，所述螺線管中心設有磁棒。
11、所述的螺線管為中空結構，其中心可以填充磁棒，進一步增大了一次場。
12、可選的，所述第一接收導線和第二接收導線的中心軸均與螺線管的的中心軸重合。
13、第一接收導線和第二接收導線，二者的中心軸均與螺線管的旋轉中心重合，保證第一接收導線和第二接收導線為旋轉對稱結構，利用磁場的對稱性，保證第一接收導線和第二接收導線位于一次場的對稱面上，從而使各個方向一次場都不穿過第一接收導線和第二接收導線，螺線管在第一接收導線和第二接收導線形成的回路腔體的一次場磁通量為零，巧妙地消除了一次場的干擾，提高了探測分辨率。
14、可選的，所述螺線管的高度大于第一接收導線或第二接收導線的高度。
15、第一接收導線和第二接收導線高度始終小于螺線管的長度，且第一接收導線和第二接收導線位于螺線管的上部或下部，使第一接收導線和第二接收導線中的二次場的磁通量始終不為零。若螺線管與接收線圈等高，當低阻體位于裝置中部時，磁通量將會上下對稱抵消，減弱接收到的信號。
16、可選的，所述螺線管的高度大于第一接收導線或第二接收導線的高度所述螺線管的高度大于等于第一接收導線或第二接收導線的高度的兩倍。
17、可選的，所述接收裝置為線圈傳感器、磁棒傳感器、磁阻傳感器和霍爾傳感器中的其中一種。
18、本專利技術還提供一種電磁感應的定向探測方法，包括如下步驟：
19、s1、在擬探測區域內設置螺線管和接收導線組件，所述螺線管與發射裝置連接，所述接收導線組件設置在螺線管的上部或下部，所述接收導線組件包括呈正交分布的第一接收導線和第二接收導線，第一接收導線和第二接收導線均與接收裝置連接，螺線管在第一接收導線和第二接收導線形成的回路腔體的一次場磁通量為零；
20、s2、開啟發射裝置，發射裝置向螺線管通入電流；
21、s3、關閉發射裝置，若接收裝置通過接收導線組件，接收到擬探測區域內低阻體產生的信號并得到測試數據，則證明在擬探測區域存在低阻體，否則，在擬探測區域不存在低阻體；
22、s4、根據接收裝置得到的測試數據判斷低阻體方向。
23、可選的，步驟s3中接收裝置接收到擬探測區域內低阻體產生的信號并得到測試數據具體為：關閉發射裝置，接收裝置通過第一接收導線和第二接收導線，分別得到第一接收導線感生電動勢ex的衰減曲線，和第二接收導線感生電動勢ey的衰減曲線。
24、可選的，步驟s4具體為：根據第一接收導線感生電動勢ex的衰減曲線，和第二接收導線感生電動勢ey的衰減曲線，得到低阻體相對于螺線管中心軸的方向。
25、可選的，低阻體相對于螺線管中心軸的方向，根據低阻體相對于螺線管中心軸的角度θ得到，低阻體相對于螺線管中心軸的角度θ計算公式為：
26、
27、有益效果：
28、1.本專利技術通過設置發射裝置、接收裝置、螺線管和接收導線組件，在使用過程中，首先將螺線管與發射裝置相連；其次將第一接收導線和第二接收導線均與接收裝置相連；然后將電磁感應的定向探測裝置放入待擬探測區域的鉆孔中，接通發射裝置電源；一段時間后，關斷電源，根據法拉第電磁感應定律，待測區域內的低阻體會在內部形成渦流，產生隨時間衰減的二次磁場，被第一接收導線和第二接收導線所接收，在接收裝置中得到第一接收導線和第二接收導線的測試數據；根據接收裝置得到的測試數據判斷低阻體方向，實現待測區域內低阻體的定位探測。
29、2.本專利技術中設置螺線管，用于發射一次場本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種電磁感應的定向探測裝置，其特征在于，包括發射裝置、接收裝置、螺線管和接收導線組件；
2.根據權利要求1所述的電磁感應的定向探測裝置，其特征在于，所述螺線管采用回繞線圈。
3.根據權利要求1所述的電磁感應的定向探測裝置，其特征在于，所述螺線管為中空結構，所述螺線管中心設有磁棒。
4.根據權利要求1所述的電磁感應的定向探測裝置，其特征在于，所述第一接收導線和第二接收導線的中心軸均與螺線管的的中心軸重合。
5.根據權利要求1-4任一項所述的電磁感應的定向探測裝置，其特征在于，所述螺線管的高度大于第一接收導線或第二接收導線的高度。
6.根據權利要求5所述的電磁感應的定向探測裝置，其特征在于，所述螺線管的高度大于等于第一接收導線或第二接收導線的高度的兩倍。
7.根據權利要求1-4任一項所述的電磁感應的定向探測裝置，其特征在于，所述接收裝置為線圈傳感器、磁棒傳感器、磁阻傳感器和霍爾傳感器中的其中一種。
8.一種電磁感應的定向探測方法，其特征在于，包括如下步驟：
9.根據權利要求8所述的電磁
10.根據權利要求9所述的電磁感應的定向探測方法，其特征在于，步驟S4具體為：根據第一接收導線感生電動勢Ex的衰減曲線，和第二接收導線感生電動勢Ey的衰減曲線，得到低阻體相對于螺線管中心軸的方向；
...【技術特征摘要】
1.一種電磁感應的定向探測裝置，其特征在于，包括發射裝置、接收裝置、螺線管和接收導線組件；
2.根據權利要求1所述的電磁感應的定向探測裝置，其特征在于，所述螺線管采用回繞線圈。
3.根據權利要求1所述的電磁感應的定向探測裝置，其特征在于，所述螺線管為中空結構，所述螺線管中心設有磁棒。
4.根據權利要求1所述的電磁感應的定向探測裝置，其特征在于，所述第一接收導線和第二接收導線的中心軸均與螺線管的的中心軸重合。
5.根據權利要求1-4任一項所述的電磁感應的定向探測裝置，其特征在于，所述螺線管的高度大于第一接收導線或第二接收導線的高度。
6.根據權利要求5所述的電磁感應的定向探測裝置，其特征在于，所述螺線管的高度大于等于第一接收導線或第二接收導線的高度的兩倍。
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉佩林，朱德兵，潘懿，楊柱，容玲聰，高超，李開，
申請(專利權)人：中南大學，
類型：發明
國別省市：
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