发布网友 发布时间:2022-05-04 20:52
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热心网友 时间:2022-06-25 19:35
1.航空电磁法硬件系统
硬架系统的发—收线圈分别安装在同一“刚性”硬架上,图4-23(a)是将发-收线圈安装在一个大吊舱内,线圈距约9m,直升机飞行高度约50m,吊舱高度约25m。发收线圈除用直立共轴以外,接收线圈还可用水平线圈(称为“鲸尾”接收)和垂直线圈(称为“鱼尾”接收)。后两种均为正交系统,因此属于零耦合。发-收连线为飞行方向。图4-23(b)、(c)分别是在直升机首尾和固定翼尖上“刚性”固定的。后一种为我国研制的HDY-2型补偿式航电仪,属于直立共面耦合方式。该系统之线圈距约20m。
硬架系统的共同特点是,由于发-收距很小,故接收线圈处一次磁场很强。在这样强的背景场上测量很微弱的二次磁场是困难的,一般H2可达H1的百万分之一百(即100×10-6),因此,硬架系统航电仪均采用补偿法在高空(>600m)事先补偿掉一次磁场,然后进行低空(50~70m)飞行测量。为使一次场完全补偿掉,要求被补偿的一次场应很稳定,否则将产生很大干扰。保持接收点处一次场的稳定,是频率域硬架系统的技术关键。为获得最佳结果,需有高度的刚性,使线圈间距和角度的改变不会引起发-收间产生大于n×10-6的耦合变化。实际上这是不易做到的,故常在平稳气流条件下使用硬架系统。另外,飞机上金属表皮的轻微颤动会引起附加噪声,这是由表皮中涡流的随机变化引起的。飞机中发电机及其他电气设备的杂散电流也会产生较强的附加噪声。因此该系统的噪声水平一般为10×10-6。
对于硬架系统,目前常采用多种工作频率以便适应不同地质条件和任务的需要,低频(500 Hz)可反映低于100Ω·m的岩性,中频(2000 Hz)可反映中等电阻率(<500Ω·m)的岩性,高频(8000Hz)可反映高电阻率的岩性(<2000Ω·m)。
2.HDY-2型航电仪测量原理
航电系统由航电仪、发射与接收线圈排列方式和飞机三部分组成。下面以 HDY-2型航电仪为例来说明频率域硬架系统航空电磁法的应用。
HDY-2型航电仪为频率域直立共面系统,目前只有一种频率(476Hz),测量二次磁场的实分量和虚分量。
直立共面系统的主要特点在于,当其线圈的法线垂直导体走向时,与陡倾斜脉状矿体的耦合最强,因此异常大。除异常值大外,其形态也最简单,仅出现单一峰值,这样对解释异常很方便。共面装置发-收线圈间的耦合最强,当线圈平面有微小偏转时(这在飞行中是无法避免的),稳定度不会像零耦合装置那样差。因此,直立共面装置是一种较好的航空测量方案。
HDY-2型航电仪安装在运-5飞机上。线圈距为19.8m,发射磁矩为425A·匝·m2,接收线圈灵敏度为30μV/(A·m-1),噪声水平为(10~20)×10-6,由发射线圈直接耦合至接收线圈的一次场,在系统内通过补偿器已补偿掉,故该仪器为补偿式航电系统。
3.应用实例
图4-24(a)给出在一含铜黄铁矿上用HDY-2型航电仪观测的实例。主要的铜矿带位于花岗闪长岩下盘、砂岩顶部,走向长约600m,倾角40°~60°。矿体电导率为2.7S/m。在矿体的相应部位上,飞行高度为64 m。实分量与虚分量均有明显的同符号异常,表明为导电性异常。实分量异常为188×10-6,虚分量异常为66×10-6,二者比值约为3,表明为良导体。
图4-24(b)给出导电磁矿体异常的典型曲线。矿床为一矽卡岩型磁铁矿。矿体位于灰岩与斑岩接触的矽卡岩带中,呈不规则的透镜状、似层状。走向约800m,含磁铁矿达50%。实分量负异常值达346×10-6,而虚分量正异常值为460×10-6。这是典型的导磁导电体异常特征。