本发明涉及电法、电磁法勘探,特别涉及一种减小电磁法人工源关断时间的信号发射装置。
背景技术:
1、在电法、电磁法勘探中,电性源发射机普遍采用单根长导线连接大地组成闭合回路并输出电流,由输出导线中的电流产生电磁场信号辐射出去,同时对大地加载电流信号,由于导线电感的存在,电流的关断时间普遍较长。在时间域电法、电磁法应用中,发射电流较长的关断时间严重干扰二次场信号,影响早期信号的采集和晚期信号的信噪比。在频率域电法或电磁法应用中,较长的发射电流关断时间影响发射信号关断时的高频特性,影响观测数据质量。
2、目前,如何减小一次场关断时间的问题,依然是困扰电法、电磁法探测领域尤其是时间域电法或电磁法探测领域的难题。
3、公开号为cn111313916a的专利文献中仅针对不接地瞬变电磁(磁性源)信号发射的情形,不能包括接地电性源的瞬变电磁信号的发射,也不能包括频率域电性源的电磁信号发射,不具有普遍性;其技术方案中发射电路为双线串联状态发射信号,关断时双绞线两根并联,发射电路复杂,所需电子开关众多、可靠性较差,且多个电子开关切换的延时时间较大。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题,本发明提供一种结构简单的减小电磁法人工源关断时间的信号发射装置,并提供相应的减小电磁法人工源关断时间的信号发射方法。
2、本发明解决上述技术问题的技术方案是:一种减小电磁法人工源关断时间的信号发射装置,包括组成桥臂的第一电子开关、双绞线和控制双绞线通断的第二电子开关,所述第一电子开关包括第一至第四桥臂开关,第二电子开关包括第一开关和第二开关,第一桥臂开关的一端、第三桥臂开关的一端连接在一起后接至电源,第一桥臂开关的另一端、第二桥臂开关的一端连接在一起后作为桥臂的输出端a1并接至第一开关的一端,第三桥臂开关的另一端、第四桥臂开关的一端连接在一起后作为桥臂的输出端b1并通过导线连接接地端b2,第二桥臂开关的另一端、第四桥臂开关的另一端连接在一起后接地,第一开关的另一端经双绞线、第二开关后连接接地端a2;整个信号发射装置与大地组成信号发射回路。
3、上述减小电磁法人工源关断时间的信号发射装置,所述双绞线由1根两端短接的双绞线或多根两端短接的双绞线串联组成。
4、一种减小电磁法人工源关断时间的信号发射方法,包括以下步骤:
5、在发射信号为桥臂的输出端a1输出电流时,第一桥臂开关、第四桥臂开关闭合且第二桥臂开关、第三桥臂开关断开,第一开关、第二开关闭合,电流由桥臂的输出端a1输出,经第一开关流入双绞线左端,从双绞线右端流出后经第二开关、接地端a2入地,流经大地后由接地端b2流入桥臂的输出端b1;
6、在发射信号为桥臂的输出端b1输出电流时,第二桥臂开关、第三桥臂开关闭合且第一桥臂开关、第四桥臂开关断开,第一开关、第二开关闭合,输出电流经桥臂的输出端b1、接地端b2后入地,经大地到达接地端a2后,经第二开关流入双绞线右端,由双绞线左端输出,再经第一开关到达桥臂的输出端a1;
7、发射信号时,双绞线中的电流对外辐射电磁场信号,同时流入大地的电流对大地加载电流信号;关断电流时,第一至第四桥臂开关、第一开关、第二开关同时断开,双绞线对外辐射磁场减小到零,流入大地的电流也同时减小到零。
8、上述减小电磁法人工源关断时间的信号发射方法,双绞线经第二开关后可直接与桥臂的输出端b1短接,通过控制流经双绞线的电流来辐射电磁信号,双绞线组成1圈或多圈的人工源电磁信号发射装置,流经双绞线线圈中的电流的关断时间小于采用单根导线绕制线圈的情形,用于发射时间域或频率域电磁信号。
9、本发明的有益效果在于:本发明可以显著减小输出导线辐射电磁场的关断时间和供地电流的关断时间,在时间域电法、电磁法应用中,可有效测量早期信号,提高晚期信号的信噪比;在频率域电法、电磁法应用中,可以显著缩短输出矩形波电流的关断时间,提高关断电流时的高频性能。
1.一种减小电磁法人工源关断时间的信号发射装置,其特征在于:包括组成桥臂的第一电子开关、双绞线和控制双绞线通断的第二电子开关,所述第一电子开关包括第一至第四桥臂开关,第二电子开关包括第一开关和第二开关,第一桥臂开关的一端、第三桥臂开关的一端连接在一起后接至电源,第一桥臂开关的另一端、第二桥臂开关的一端连接在一起后作为桥臂的输出端a1并接至第一开关的一端,第三桥臂开关的另一端、第四桥臂开关的一端连接在一起后作为桥臂的输出端b1并通过导线连接接地端b2,第二桥臂开关的另一端、第四桥臂开关的另一端连接在一起后接地,第一开关的另一端经双绞线、第二开关后连接接地端a2;整个信号发射装置与大地组成信号发射回路。
2.根据权利要求1所述的减小电磁法人工源关断时间的信号发射装置,其特征在于:所述双绞线由1根两端短接的双绞线或多根两端短接的双绞线串联组成。
3.一种基于权利要求1或2所述的信号发射装置的减小电磁法人工源关断时间的信号发射方法,其特征在于,包括以下步骤:
4.根据权利要求3所述的减小电磁法人工源关断时间的信号发射方法,其特征在于:双绞线经第二开关后可直接与桥臂的输出端b1短接,通过控制流经双绞线的电流来辐射电磁信号,双绞线组成1圈或多圈的人工源电磁信号发射装置,流经双绞线线圈中的电流的关断时间小于采用单根导线绕制线圈的情形,用于发射时间域或频率域电磁信号。