EH4

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不得用于商業用途

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EH4連續電導率剖面儀

一、EH4的全新概念主要歸結為如下幾個方面：

1)EH4應用大地電磁法的原理，但使用人工電磁場和天然電磁場兩種場源；

2)EH4既具有有源電探法的穩定性，又具有無源電磁法的節能和輕便；

3)EH4能同時接收和分析X、Y兩個方向的電場和磁場，反演X-Y電導率張量剖面，對判

斷二維構造特別有利；

4)EH4儀器設備輕，觀測時間短，完成一個近1000m深度的測深點，大約只需15~20分鐘，

這使它可以輕而易舉實現密點連續測量（首尾相連），進行EMAP連續觀察（見圖2）；

5)在EH4的采集控制主機中插入兩塊附加的地震采集板，就可使一臺EH4兼作地震儀和電

導率測量，為一機實現綜合勘探首創先例；

6)實時數據處理和顯示，資料解釋簡捷，圖像直觀。

二、EH4工作原理

EH4通過發射和接收地面電磁波來達到電阻率或電導率的測探。連續的測深點陣組成地下

二維電阻率剖面，甚至三維立體電阻率成像。

因此問題的關鍵是地面電磁波與地下電阻率究竟是什么關系？EH4是怎樣實現這種地面測

量的？

首先讓我們來研究電磁波在介質中的傳播行為。

1.電磁波傳播理論、亥姆霍茲方程

地面電磁波發送到地下，電磁波在巖土中的傳播遵循Maxwell方程。如果假設大多數地下

巖土為無磁性物質，并且宏觀上均勻導電，不存在電荷積累，那么Maxwell方程就可簡化

為：

2H+K2H=0┉（1）

2E+K2E=0┉（2）

（1）和（2）稱為亥姆霍茲方程。

其中K=┉（3）

稱作復波數或傳播系數。這時可將K寫成K=α+ιβ。α稱為相位系數，β稱為吸收系數。在

EH4測量的電磁波頻率范圍內（0.1Hz~100KHz）,通常可以忽略位移電流，這時K進一步簡

化為

K=┉（4）

這里為虛數符號；ω是電磁波角頻率2πf，單位是rad/s。

2.波組抗與電阻率

有亥姆霍茲方程變化的磁場感生出變化的電場，我們有磁電關系：

H=┉（5）

表面阻抗Z定義為地表電場和磁場水平分量的比值。在均勻大地的情況下，此阻抗與入射

場的極化無關，和地電阻率以及電磁場的頻率有關：

Z=┉（6）

式中f是頻率，ρ是電阻率，μ是磁導率。（6）是可用于確定大地的電阻率：

ρ=┉（7）

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式中ρ的單位是Ω?m，E的單位是mv/km,H的單位是nT。

對于水平分層大地，此表達式不再適用，但用它的計算機得到的電阻率將隨頻率改變而變化，

因為大地的穿透深度或趨膚深度與頻率有關。

δ=┉（8）

式中δ的單位是m。此時由（7）式計算得到的電阻率稱視電阻率。在一個寬頻帶上測量E

和H，并由此計算出視電阻率和相位，可確定地下構造。

對于更一般的不均勻大地，阻抗是空間坐標的函數，完整的描述應當是含有四個元素的張量，

每個元素與場的正交分量有關：

=┉（9）

要確定四個阻抗元素，需要幾個極化不同的磁場。例如，振幅相位和極化固定不變的單一正

弦形式的電場和磁場波列，就不能用于計算這四個未知數。通常要用四個場分量的自功率譜

或互功率譜來計算阻抗（例如，Vozoff,1972）。例如，Zxy的一個這樣計算出來的解是：

=┉（10）

交貨地點：買方單位

規格/牌號：

EH4連續電導率剖面儀

產地/生產企業：美國

數量：100

性能指標

StratagemEH4電導率成像系統

工作原理：自然的和人工的磁大地電流張量場

頻率范圍：10Hz-100KHz

發射機：代垂直天線線圈的TxIM2型發射機

頻率：500Hz-70KHz

沖量：400Amp-m2

天線尺寸：2個4m2的垂直叉線圈

電源：12V,60Ah電瓶

電極：4個BE-26型帶緩沖器的有效高頻偶極子以及4個SSE不銹鋼電極，26m

電纜。

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磁棒探頭：2個BF-IM磁感應棒（10Hz-100Hz），10m電纜。

模擬終端：1臺AFE-EH4模擬訊號調節器，用它將一對電極和一對磁棒的數據傳

至采集單元。

數據采集單元

道數：4道（2電，2磁）

內置計算機：IBM兼容80486CPU8MbRAM和軟盤。

硬盤：1.2G或更大

模數轉換：18位

數字信號：處理器：32位浮點

帶寬：DC-96KHz

顯示器：液晶VGA

打印機：內置4”（11cm）打印機

電源：12V,40Ah

操作：工作溫度：0-50℃

儀器箱體：便攜、堅固、防水

選件：配置StrataViewTM

地震儀做地震勘探：可配12、24或48道

低頻MT磁棒：0.1-10KHz

電極：4個BE-50型帶緩沖器的有效高頻偶極子和50m電纜

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大功率天線：頻率范圍：300-35KHz

沖量：6000Amp-m2

天線尺寸：2個45m2垂直叉線圈

主要特點

巖土電導率分層

地下水探測

基巖埋深調查

煤田高分辨率電探

金屬礦詳查和普查

環境調查

咸、淡水分界面劃分

勘探深度1000米

是目前淺層油氣、煤田、礦產、地下水、凍土層、山區工程、礦井工程勘探及AMT

靜校的最佳電磁儀器。

EH-4是美國著名的Geometrics公司和EMI公司聯合研制的雙源型電磁/地震系統。

儀器設計精巧、堅實，特別適合地面2D、3D連續張量式電導率測量，在技術上率先突破傳

統單點測量壁壘，走向電磁測量擬地震化、聯合2D、3D連續觀測和資料解釋。

EH4通過發射和接收地面電磁磨來達到電阻率或電導率的測探。連續的測深點陣組

成地下二維電阻率剖面，甚至三維立體電阻率成像。

因此問題的關鍵是地面電磁波與地下電阻率究竟是什么關系？EH4是怎樣實現這

種地面測量的？

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阻抗測量的質量既依賴于高信噪比，又依賴于入射磁場正交分量之間的低相關度。

這一點由EH4的發射機及其天線設計來實現。

由于使用了可控發射源，可以實現在數據處理時只采用高振幅訊號區段的數據

（Robust平均），以便保證數據的可靠性。

無論用哪一種方法求得阻抗，都可以把它們帶入原阻抗方程，由磁場測量求出電場

的期望值。電場的這個期望值和測量值之間的相關度是計算阻抗的“成功性”的一種度量。

采用某個阻抗值的通用準則是，電場測量值和期望值相關度必須大于某一給定的標準，通常

是0.8或更高。

通過計算，可以把阻抗張量旋轉到任意方向的坐標軸上。如果地質剖面是真正二維

的，這種旋轉能到達某個角度，使得Zxx和Zyy變為零，Zxy和Zyx成為主阻抗元素。然后，

由計算這些主阻抗元素得到的視電阻率和相位以使Zxx和Zyy為最小的角度畫出曲線。一旦

確定Zxy和Zyx之中的某個元素反映平行于走向的電場的阻抗，這個角度便能反映地質構造

的走向。

這種獨特的關系和解析設計，使得EH4不同于一般的電探方法而具有識別實際二維

構造的能力。

這是因為EH4確實具備一些其它傳統儀器所不具備的特點，總括起來大致有如下幾

點：

1)自然源，可控源聯合接收；

2)獨一無二的垂直磁偶極子發射方式，發射天線輕便靈活，耗電量小，只用12V

輕便汽車電瓶供電；

3)測量時間短，測量精度高，兼備調頻接收，操作方便的優點，又具有時間域高分

辯率的特點；

4)聯合X-Y電導率張量剖面解釋，對判斷二維構造特別有利；

5)頻率范圍:0.1Hz－100kHz，勘探深度可達1000m；

6)地震、電法聯合測量和解釋，是綜合勘探最理想的儀器；

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7)實時處理，實時顯示，資料解釋簡捷，圖象直觀。

儀器自96年進入我國以來，短短幾個月里就在西北干旱地區找水初見成效，在陜

西富平隱伏巖溶區找到700m深部裂隙水，緊跟著又在中蒙邊境發現100m深地下水源。尤其

是最近，新疆“二水”與保定水文所合作，借助EH－4在羅布泊－－這個世界上最缺水的地

方找到深部多層地下水(見附頁)；同時石油部物探局五處又利用EH－4在四川峨眉山中找出

1200米深的地下熱泉。突破尋找深部水資源障礙。

EH4在煤田和金屬礦區也同樣發揮不同凡響的效果，如正確圈定銀川茹萁溝煤層火

燒區范圍、發現隱伏金礦和銀礦等等

WTEM-2瞬變電磁勘探系統

更新日期:2009-12-2218:30:21瀏覽次數:3308

該瞬變電磁系統是我公司最新科研成果，集國內外同類瞬變電磁系統之所長，具有大發射功率、快速關斷、高可靠性、超強抗干擾

（天電、50或60Hz工頻）能力、輕便、低耗電。其WTEM-2J瞬變電磁勘探系統接收機能與WTEM-1D大功率發射機一起工作完成

深部勘探任務，還能與WTEM-1X小功率發射機一起工作完成淺部勘探任務。通常在做重疊回線或中心回線時，一臺發射機配一臺接收

機使用；做大回線時，一臺大功率發射機可配多臺接收機使用。

用戶可針對不同地質問題合理選擇裝置，完成快速普查、立體填圖、深部找礦及淺層測深等地質任務。該系統主要用于金屬礦、煤

田、油氣田、地熱、水文工程地質等勘察工作。。

一、主要特點及功能

?一機多能－接收機能與WTEM-1D大功率發射機一起工作完成深部勘探任務，也能與WTEM-1X小功率發射機一起工作完

成淺部勘探任務。

?先進的同步方式－除電纜同步方式外還提供先進的GPS+石英鐘同步方式（當GPS衛星信號較差時，儀器仍可依靠其內部

高精度石英鐘維持同步，此功能需可選配件WTEM-1T/GPS發射機同步控制器），同步快、精確、操作簡單。

?多工作方式，多通道－除傳統的點測方式外還提供快速走航式連測方式；可擴展為3個測量通道，操作簡單，效率高。

?高可靠性、低耗電－精心設計的接收機及功率電子電路、合理的散熱措施、牢固的機械結構、進口全密封儀器箱體，確保整

機的高可靠性、低耗電。

?無線遙控、其樂無窮－國際、國內首創由全中文掌上電腦使用藍牙無線通訊技術操控接收機，讓你能距接收機10米范圍內

通過掌上電腦無線遙控接收機，設置參數、啟動測量、傳輸顯示測量結果輕松完成，讓你體會到前所未有的方便。

?抗干擾能力強－程控硬件濾波器、獨特精準的供電頻率、數據疊加、軟件濾波，使儀器具有超常的抗干擾能力。

?多測道、高測量精度－測道多少可由操作員設置，既可對數分布也可線性分布，使用高精度晶振完成定時，時－深關系穩定、

準確，測量子樣窗分布合理，真實反映地下信息，為解決各種復雜的地質問題奠定基礎。

?快速關斷的發射機－發射機具有快速關斷功能，盡可能延展淺部探測范圍；關斷時間測量功能可為解釋軟件提供準確的發射

機實際關斷時間，提高軟件解釋精度。

?操控界面友好、功能強大－全中文掌上電腦完成人機界面及采集控制，現場實現采集參數設置、數據顯示與存儲、各種曲線

繪制，讓您輕松完成野外測量工作。

二、主要技術指標

-2J瞬變電磁勘探系統接收機

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?通道數：1道（可擴展為3道）

?前放增益：8、32倍

?主放增益：1、2、4、8、16、32、64、128倍

?通頻帶：0～50kHz（線性相位濾波器），全通為0～400kHz。

?工頻壓制：≥80dB

?A/D位數：16位

?最小采樣間隔：1μs

?晶振總頻差：≤5×10-9

?測道數：≤128道

?疊加次數：1～9999次

?同步方式：①電纜同步

②GPS+石英鐘同步

?電源：內置12V可充電電池（亦可外接12V電瓶），工作時間≥10小時

?掌上電腦：WindowsMobile6.0系統，320×240真彩，64MBFlashROM/64MBSDRAM，1GB的CF卡，可存儲不低

于100000個測點的數據，藍牙、紅外、串口。

?體積：340×295×152mm3

?重量：5.3kg

?工作溫度：-10℃～+50℃

-1D10KW大功率發射機

?發射電壓：≤200V

?發射電流：≤50A

?電流測量精度：±1%

?供電頻率：0.0625Hz、0.125Hz、0.25Hz、0.5Hz、1Hz、2Hz、4Hz、8Hz、16Hz、32Hz

?發射波形：+ON、OFF、-ON、OFF，等寬雙極性波。

?關斷延時測量：1μs～1000μs

?關斷時間：≤1.2μs（純電阻），接線圈時則隨發射電流、發射線圈等而變。

?發射線圈：0.1km×0.1km單匝～2km×2km單匝

?同步方式：外同步（電纜、GPS）

?電源：內置12V可充電電池（亦可外接12V電瓶），工作時間≥10小時

?體積：525×436×217mm3

?重量：18.5kg

?工作溫度：-10℃～+50℃

-1X小功率發射機（可選配件）

?發射電壓輸入：12V，24V

?發射電壓：①5.5V～8V（發射電壓輸入12V）連續可調

②5.5V～20V（發射電壓輸入24V）連續可調

?發射電流：≤10A

?電流測試精度：±1%

?供電頻率：4Hz、8Hz、16Hz、32Hz

?發射波形：+ON、OFF、-ON、OFF，等寬雙極性波。

僅供個人參考

不得用于商業用途

?關斷時間測量：0.1μs～100.0μs

?典型關斷時間：2.5μs@發射電流3A，發射線圈40m×40m單匝

?發射線圈：5m×5m單匝～100m×100m單匝

?程控阻尼電阻：50Ω～1600Ω，50Ω步長可編程

?同步方式：外同步（電纜）

?體積：406×330×174mm3

?重量：7kg

?工作溫度：-10℃～+50℃

-1T/GPS發射機同步控制器（可選配件）

?可捕捉衛星數：12顆

?同步所需時間：≤2min

?同步精度：≤250ns

?可選頻率：1/16Hz、1/8Hz、1/4Hz、1/2Hz、1Hz、2Hz、4Hz、8Hz、16Hz、32Hz

?工作電流：≤120mA

?電源：內置12V可充電電池（亦可外接12V電瓶），工作時間≥10小時

?體積：300mm×240mm×170mm

?重量：5kg

?工作溫度：-10℃～+50℃

僅供個人參考

不得用于商業用途

僅供個人用于學習、研究；不得用于商業用途。

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Nurfürdenpers?nlichenfürStudien,Forschung,zukommerziellenZweckenverwendetwerden.

Pourl'étudeetlarechercheuniquementàdesfinspersonnelles;pasàdesfinscommerciales.

толькодлялюдей,которыеиспользуютсядляобучения,исследованийинедолжны

использоватьсявкоммерческихцелях.

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