双悬置接收器线圈系统和装置制造方法及图纸

本发明专利技术是一种双悬置接受器线圈系统和装置。用于电磁勘察系统的接收器线圈装置包括：限定内通路的管状外框架；刚性内构件；接收器线圈；多个第一弹性悬置件，该多个第一弹性悬置件将接收器线圈从刚性内构件悬置在内通路内的；以及将刚性内构件悬置在内通路内的多个第二弹性悬置件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本文所述实施例总体涉及地质绘图领域，且更具体来说，涉及用于传导电磁勘 察的系统。
技术介绍
地球物理电磁(“EM”)技术在确定从地表到深达约3公里处的土壤、岩石和 其它导电材料的导电率时可以是有效的。随深度而变的导电率分布在涉及对碱金属和铀 矿、蓄水层和其它地质构造进行绘图时具有很大的意义。地球物理EM方法可包括地表附近的时间变化二次磁场的测量。这些二次磁场 可通过初级磁场形成。用于初级磁场的源可以是施加到发送器(例如在有源EM勘察系统 中)的电流，或通过主要源自地球大气的闪电的自然出现的电磁场(例如在无源EM勘察 系统中)。EM场可具有地面穿透深度与地面导电率和频率平方根的倒数都成比例特征。通常，二次磁场信号可使用接收器线圈系统(其可例如用于测量磁场对时间导 数dB/dt)或磁力计(其测量磁场B)进行测量。然后，接收到的模拟信号可通过高分 辨率的高速模-数转换器(ADC)进行放大、过滤和数字化，且数据连同从全球定位系统 (GPS)获得的定位信息一起储存起来。数据后处理可包括地面的电气和物理模型化，以 产生地质的导电率等值线图。通常地质勘察在侧向和深度都要求高信噪比(SNR)、高导电率分辨率以及高空 间分辨率。EM勘察要求可根据地面导电率和所需的探测深度而不同。某些EM系统可使用基于地面EM测量和使用飞机或直升机的空中测量中任一种 或两种同时。空中的方法对于大区域的勘察可以是较佳的，并可用来勘探埋在抗力的岩 床内的导电的矿体、地质绘图、水文地质学以及环境监察。对于空中电磁(“AEM”)系统，在飞机或直升机以几乎恒定的速度(例如， 分别高达75m/s或30m/s)沿着几乎平行并接近等距离间距直线(例如，5m至200m)在 地面上方接近于恒定的高度上(例如，分别约为120m或30m)飞行时，可获取数据。测 量可以规则的间隔进行，例如，在Im至IOOm的范围内。在具有发送器线圈的有源系统中，EM测量可在频域中记录或在时域中记录。在 频域的电磁(“FDEM)测量中，发送器线圈可连续地以固定的复频发送电磁信号，而接 收器线圈在时间上连续地测量信号。”所测的量可例如是作为频率的函数的信号振幅和 相位，或相当于，作为频率的函数的同相和正交振幅。所测的量将受地面中地质体的导 电率和几何特性的影响，且可处理成生成导电率等值线图。在时域电磁(“TDEM” ) 测量中，电流脉冲可通常以与当地电线频率一半的奇数倍相等的重复率在工作期间中施 加到发送器线圈并在断开期间断开。信号可在接收器处作为时间函数进行测量。在断开期间小振幅延迟与地面上地质体的电导率和几何特性的模型相组合，可用来生成电导率 的等值线图。在依赖音频磁(“AFMAG”)测量的无源系统中，自然出现的由地球闪电放电 产生的EM场可用作激励源。这些EM场作为由电离层和地球表面引导的平面波绕地球 传播。在AFMAG中，作为结果的EM信号可通过空中接收器线圈测量，例如在频率范 围25Hz到2kHz以6.25kHz频率以24位分辨率采集数据。在某些AFMAG勘察系统中， 测得的信号可然后分离成频带使得每个频带和下个较高频带之间的交叉频率比例大约为 1.5 1，并然后处理以生成导电率等值线图。AFMAG也可实时使用水平磁场的测量以 使当源强度不断地变化时在空中勘察所做的测量标准化。一种可能的AFMAG设置是在地面基站上使用两个正交线圈以产生磁场的水平 分量，和一个飞行线圈以测量磁场的垂直分量。第二垂直线圈也可用在基站处以改善参 照信号的测量。在某些系统中，空中测量可通常在离地面基站小于50km的距离处进行。可替代的设置是在地面站处使用三分量测量和/或在空中获得的三分量测量。 多基站也可用来定位EM场源和改善测量的SNR。接收器线圈可直接测量dB/dt。由磁场B在接收器线圈内感应出的电压由下式 给出N.A.dB/dt，其中，线圈灵敏度是N.A是线圈匝数N和线圈面积A的乘积，而dB/ dt是磁场对时间的导数。线圈的感应系数正比于N2D，其中，N是匝数，D是线圈有效直径。其中，接收器线圈处的电噪声源可包括由拖曳飞机(诸如直升机)和系统的其它 金属部件产生的乱真信号、大气中的闪电活动、当地AC电线干扰、VLF无线电波以及来 自线圈和电子设备的热噪声。一显著的空中旋转器线圈处的源可以是通过线圈在地球磁 场的运动产生的颤噪声。该运动可通过风冲击线圈、来自飞机的振动以及线圈与线圈悬 置系统的摩擦产生。2005 年 4 月 5 日授权的授予 Edward Beverly Morrison 和 Petr ValentinovichKuzmin的题为“利用自然电磁场地质勘察的系统、方法以及计算机产品(System，Method and Computer Product Geological Surveying Utilizing NaturalElectromagnetic Fields) ” 美国专禾1J6,876,202揭露了帮助减少由地球磁场中的接收器线圈的机械振动产生的颤噪声的接收器 线圈和悬置装置。由专利6,876,202提供的方法是用声学噪声吸收器围绕线圈。其还揭 露了减少噪声穿过传感器和飞机之间允许距离的装置。包括对包括发送器和接收器线圈的地球物理学勘察系统的说明的美国专利 7,157,914揭露了用于减少振动和颤噪声的双悬置接收器悬置装置。由于影响测量的多个因素，在接收器线圈处提高信噪比(SNR)可能并不简单 的。为在关注的频率范围内最小化由不同源产生的噪声，可能需要减少接收器线圈相对 于地球磁场的运动、防止外部机械噪声到达接收器线圈以及最小化由接收器线圈悬置系 统产生的机械噪声。因此，需要进一步减轻接收器线圈中噪声的双悬置接收器线圈。
技术实现思路
根据一示例性实施例，用于电磁勘察系统的接收器线圈装置，包括限定内通路的管状外框架，该管状外框架由上部分和下部分形成，上部分和下部分可松开地固定 在一起使得上部分可从下部分分离以允许接近内通路；刚性内构件；接收器线圈；多 个第一弹性悬置件，该多个第一弹性悬置件将接收器线圈从刚性内构件悬置在内通路内 的；以及多个第二弹性悬置件，该多个第二弹性悬置件将刚性内构件悬置在内通路内。根据本专利技术的另一示例性实施例，用于空中电磁勘察系统的拖曳组件的接收器 线圈组件，包括形成环的管状支承框架；形成环并限定线圈通道的刚性内框架，线圈 通道在其一侧上打开，内框架通过一组弹性件悬置在支承框架内；以及接收器线圈，接 收器线圈通过另一组弹性件从刚性中间件悬置在线圈通道内。根据另一示例性实施例，用于空中电磁勘察系统的拖曳组件的接收器线圈组 件，包括限定内通路的管状支承框架；多个间隔开的管状框架部分，每部分通过相应 组弹性件悬置在内通路内，管状框架部分每个限定相应的缆索通路；以及位于内通路内 并穿过间隔开的管状框架部分的缆索通路的接收器线圈，接收器线圈通过相应另一组弹 性件悬置在每个管状框架部分内。根据另一个示例性实施例，用于电磁勘察系统的AFMAG接收器线圈装置，包 括限定内通路的管状外框架；刚性内构件；接收器线圈，该接收器线圈用于测量响应 于自然出现电现象的电磁；多个第一弹性悬置件，该多个第一弹性悬置件将接收器线圈 从刚性内构件悬置在内通路内；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电磁勘察系统的接收器线圈装置，包括：　　管状外框架，所述管状外框架限定内通路，并由上部分和下部分形成，所述上部分和所述下部分可松开地固定在一起使得所述上部分可从所述下部分分离以允许接近所述内通路；　　刚性内构件；　　接收器线圈；多个第一弹性悬置件，所述多个第一弹性悬置件将所述接收器线圈从所述刚性内构件悬置在所述内通路内；以及　　多个第二弹性悬置件，所述多个第二弹性悬置件将所述刚性内构件悬置在所述内通路内。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2008-5-9 12/118,1941.一种用于电磁勘察系统的接收器线圈装置，包括管状外框架，所述管状外框架限定内通路，并由上部分和下部分形成，所述上部分 和所述下部分可松开地固定在一起使得所述上部分可从所述下部分分离以允许接近所述 内通路；刚性内构件；接收器线圈；多个第一弹性悬置件，所述多个第一弹性悬置件将所述接收器线圈从所述刚性内构 件悬置在所述内通路内；以及多个第二弹性悬置件，所述多个第二弹性悬置件将所述刚性内构件悬置在所述内通 路内。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，包括内环，所述内环固定在所述内通路且 所述刚性内构件穿过所述内环，所述第二悬置件将从所述内环悬置所述刚性内构件。3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述内环与所述管状外框架的内壁配合且 所述内环包括穿过所述内环的一部分的切口，所述切口可展开以使得所述接收器线圈和 所述刚性内构件的一部分能够穿过所述切口。4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二悬置件每个固定到所述外框架的 内壁并从所述内环悬置所述刚性内构件。5.如权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述管状外框架形成圈使得 所述内通路是用于所述接收器线圈的连续通路。6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述刚性内构件是内框架，所述内框架限 定连续线圈通道，在所述连续线圈通道内所述第一弹性构件悬置所述接收器线圈。7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述内框架允许从所述内框架顶侧接近所 述接收器线圈。8.如权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，所述刚性内构件是管状部 分，所述管状部分限定内管状通路，所述接收器线圈穿过所述内管状通路。9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，包括多个所述管状部分，每个管状部分具 有相应组第一悬置件和相应组第二悬置件，所述相应组第一悬置件悬置所述接收器线圈 的相应部分，所述相应组第二悬置件从所述管状外框架悬置所述管状部分。10.如权利要求1至9中任一项所述装置，其特征在于，所述接收器线圈包括固定在 通道件内的电导体。11.如权利要求1至10中任一项所述装置，其特征在于，所述第一悬置件中的至少某 些以彼此相反的张力以非直角连接到所述接收器线圈以抑制所述接收器线圈在所述内通 路内的径向和轴向运动两者。12.如权利要求1至11中任一项所述装置，其特征在于，所述第二悬置件中的至少某 些以相反的张力以非直角连接到所述内构件以抑制所述内构件在所述内通路内的径向和 轴向运动两者。13.如权利要求1至12中任一项所述装置，其特征在于，所述外框架形成多边的或圆 形的圈。14.一种用于空中地质勘察的拖曳组件，所述拖曳组件包括用于进行AFMAG测量的接收器线圈组件，所述接收器线圈组件包括如权利要求1至13中任一项所述的接收器线圈装置。15.一种用于空中地质勘察的拖曳组件，所述拖引组件包括发送器线圈和接收器线圈 组件，所述发送器线圈用于产生初级场，所述接收器线圈组件用于测量从勘察地域响应 于初级场产生的第二场，并包括如权利要求1至14中任一项所述的接收器线圈装置。16.一种用于空中电磁勘察系统的拖曳组件的接收器线圈组件，包括 管状支承框架，所述管状支承框架形成环；刚性内框架，所述刚性内框架形成环并限定线圈通道，所述线圈通道在其一侧上打 开，所述内框架通过一组弹性件悬置在所述支承框架内；以及接收器线圈，所述接收器线圈通过另一组弹性件从刚性中间件悬置在所述线圈通道内。17.一种用于空中电磁勘察系统的拖曳组件的接收器线圈组件，包括 管状支承框架，所述管状支承框架限定内通路；多个间隔开的管状框架部分，所述管状框架部分每个通过相应组弹性件悬置在所述 内通路内并限定相应的缆索通路；以及接收器线圈，所述接收器线圈位于所述内通路内并穿过所述间隔开的管状框架部分 的缆索通路，所述接收器线圈通过相应另一组弹性件悬置在每个所述管状框架部分内。18.一种用于电磁勘察系统的AFMAG接收器线圈装置，包括 管状外框架，所述管状外框架限定内通路；刚性内构件；接收器线圈，所述接收器线圈用于测量响应于自然出现电现象的电磁； 多个第一弹性悬置件，所述多个第一弹性悬置件将所述接收器线圈从所述刚性内构 件悬置在所述内通路内的；以及多个第二弹性悬置件，所述多个第二弹性悬置件将所述刚性内构件悬置在所述内通 路内。19.一种双悬置接收器线圈装置，包括(a)接收器线圈；(b)一个或多个第一悬置件； (C) 一个或多个第二悬置件；(d)内构件；以及(e)外框架，其中所述接收器线圈通过连接所述接收器线圈和所述内框架的所述第一悬置件悬置 以定位在所述内框架的中心或中心附近处，且所述内框架通过连接所述内框架和外框架 的所述第二悬置件悬置以定位在所述外框架的中心或中心附近处。20.如权利要求19所述的双悬置接收器线圈装置，其特征在于，所述第一悬置件和第 二悬置件对角地靠近于横向定位以将所述接收器线圈悬置在所述内框架的中心或中心附 近处并将所述内框架悬置在所述外框架的中心或中心附近处。21.如权利要求19所述的双悬置接收器线圈装置，其特征在于，一个或多个内环，所 述一个或多个内环位于所述外框架内，并具有悬置在所述内环的中心或中心附近处的所 述内框架。22.如权利要求21所述的双悬置接收器线圈装置，其特征在于，所述一个或多个所述 内环是圆形形式，所述内环具有在其底边缘上的切口，通过所述切口可操作所述环进入 打开位置以用于将所述内框架固定到所述环中。23.如权利要求19所述的双悬置接收器线圈装置，其特征在于，悬置所述接收器线圈 的所述第一悬置件通过一个或多个缆索结连接到所述接收器线圈和内框架；且悬置所述 内框架的所述第二悬置件通过一个或多个缆索结连接到所述内框架和所述外框架。24.如权利要求19所述的双悬置接收器线圈装置，其特征在于，悬置所述接收器线圈 的所述第一悬置件通过一个或多个缆索结连接到所述接收器线圈和内框架；且悬置所述 内框架的所述第二悬置件通过一个或多个缆索结连接到所述支承环和所述外框架。25.如权利要求24所述的双悬置接收器线圈装置，其特征在于，所述一个或多个缆索 结由塑料形成并涂有硅树脂。26.如权利要求19所述的双悬置接收器线圈装置，其特征在于，所述外框架是圆形的 并由第一和第二部分构成，所述第一和第二部分可松开地附连，由此所述第一和第二部 分可分离形成其间的开口以用于插入所述内框架。27.如权利要求19所述的双悬置接收器线圈装置，其特征在于，所述内框架横截面 是半圆形的，所述横截面具有开口顶端，通过所述开口顶端可将所述接收器线圈插入其 中。28.如权利要求19所述的双悬置接收器线圈装置，其特征在于，所述第一悬置件和第 二悬置件是弹性材料。29.如权利要求20所述的双悬置接收器线圈装置，其特征在于，所述第一悬置件和第 二悬置件由橡胶形成。30.—种双悬置接收器线圈空中系统，包括(a)拖曳组件，所述拖曳组件用于连接到飞机，所述拖曳组件包括(b)(i)发送器部分；(A)发送器框架；以及(B)接收器框架，包括⑴内框架，所述内框架具有其中的接收器线圈，所述接收器线圈通过一个或多个第 一悬置件悬置以定位在所述内框架的中心或中心附近处；以及(II)外框架，所述外框架具有内框架，所述内框架通过一个或多个第二悬置件悬置 以定位在所述外框架的中心或中心附近处。31.如权利要求30所述的双悬置接收器线圈空中系统，其特征在于，所述接收器线圈 的结构能够有高信噪比。32.如权利要求31所述的双悬置接收器线圈空中系统，其特征在于，所述高信噪比由 所述双悬置接收器线圈的结构实现，所述双悬置接收器线圈的结构具有一个或多个第一 悬置件和一个或多个第二悬置件，所述一个或多个第...

【专利技术属性】
技术研发人员：PV库茨明，EB莫里森，
申请(专利权)人：吉欧泰科航空物探有限公司，
类型：发明
国别省市：BB