ICS17.020ICS17.020CCSA55DB43/T2151—2021等值反磁通瞬變電磁法探測(cè)系統(tǒng)通用技術(shù)條件Generalspecificationforopposing-coilstransientelectromagneticexplorationsystemI Ⅲ Ⅴ 1 1 1 3 4 4 4 4 5 5 6 7 本文件起草單位：湖南省計(jì)量檢測(cè)研究院、中南大學(xué)、湖南五維地質(zhì)科技有限公V鐵路、交通、市政、地調(diào)以及地礦等行業(yè)勘探1等值反磁通瞬變電磁法探測(cè)系統(tǒng)通用技術(shù)條件本文件適用于等值反磁通瞬變電磁法探測(cè)系統(tǒng)的制造、檢測(cè)和質(zhì)GB/T2423.1電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗(yàn)規(guī)程試驗(yàn)GB/T2423.2電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗(yàn)規(guī)程GB/T2423.3電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗(yàn)規(guī)程試驗(yàn)CGB/T2423.16電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗(yàn)規(guī)程試驗(yàn)GB/T2423.17電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗(yàn)規(guī)程試GB/T2423.21電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗(yàn)規(guī)程試驗(yàn)M：低GB/T2423.37電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗(yàn)規(guī)程試驗(yàn)LDZ0039.12—1992地質(zhì)儀器產(chǎn)品基本環(huán)境試驗(yàn)條件及方法淋雨試驗(yàn)DZ0039.13地質(zhì)儀器產(chǎn)品基本環(huán)境試驗(yàn)條件及方法沙塵試驗(yàn)DZ0040.2地質(zhì)儀器產(chǎn)品運(yùn)輸包裝基本環(huán)境試驗(yàn)條件及方法運(yùn)輸包裝振動(dòng)試驗(yàn)DZ0040.4地質(zhì)儀器產(chǎn)品運(yùn)輸包裝基本環(huán)境試驗(yàn)條件及方法運(yùn)輸包裝自由跌落試驗(yàn)等值反磁通瞬變電磁法opposing-coilstransientelec23 關(guān)斷波形turn-offwaveform在發(fā)送電流關(guān)斷間歇期，接收天線(xiàn)接收的地質(zhì)體二次場(chǎng)電磁信號(hào)隨時(shí)間衰減變化的曲線(xiàn)。感應(yīng)式接收天線(xiàn)諧振頻率Resonantfrequencyoftheinductivereceiving當(dāng)感應(yīng)式接收天線(xiàn)的感抗和容抗相互抵消，振蕩電路完全是阻性，接收天線(xiàn)的輸出電壓Uc相位為接收機(jī)動(dòng)態(tài)范圍dynamicrangeofthereceiver接收機(jī)滿(mǎn)量程時(shí)對(duì)應(yīng)的輸入幅值與短路輸入噪聲的有效值之······················································（1）式中：UFS——接收機(jī)最大測(cè)量峰值；UN——接收機(jī)的短路輸入噪聲的有效值。f——頻率fs——采樣頻率I——電流L——電感P——功率PSD——功率譜密度R——電阻Rs——標(biāo)準(zhǔn)檢流電阻S——面積T——溫度42）系統(tǒng)在野外-20℃~+70℃溫度環(huán)境能夠正常工作；6）發(fā)送基頻：基頻數(shù)≥10個(gè)，低頻≤0.5 6）可采用GPS、石英鐘、高頻無(wú)線(xiàn)電磁波和有線(xiàn)連接實(shí)現(xiàn)收在室內(nèi)按照野外工作模式連接天線(xiàn)、發(fā)送機(jī)和接收機(jī)，選擇系統(tǒng)可發(fā)送的最低基頻，連續(xù)采集8小時(shí)，觀察發(fā)送電壓是否降低到系統(tǒng)設(shè)置的低溫試驗(yàn)按照GB/T2423.1測(cè)試方法進(jìn)行。將連接完畢的室外設(shè)料件應(yīng)不起泡、不開(kāi)裂、不變形及灌注物不軟化、無(wú)流溢現(xiàn)振動(dòng)試驗(yàn)按照GB/T2423.10—2008測(cè)試方法進(jìn)行。將非工作狀指標(biāo)應(yīng)滿(mǎn)足產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)的要求，外觀應(yīng)無(wú)損傷，結(jié)構(gòu)應(yīng)無(wú)損壞，緊固件和元器件應(yīng)無(wú)松脫。外觀、功能和性能指標(biāo)應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)的6傾斜跌落（面傾跌）跌落高度為100mm，或角度為3淋雨試驗(yàn)按照DZ0039.12—1992規(guī)定進(jìn)行。將非工作狀淋雨測(cè)試后，試驗(yàn)設(shè)備外觀無(wú)損傷，內(nèi)部無(wú)滲水，功能和性能指標(biāo)應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定沙塵試驗(yàn)按照GB/T2423.37規(guī)定進(jìn)行。將未通電的受試設(shè)備放入粉塵試驗(yàn)箱，相對(duì)濕度為小于％，備內(nèi)部清潔無(wú)塵，試驗(yàn)設(shè)備的外觀、功能和性能指標(biāo)應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)霉菌生長(zhǎng)試驗(yàn)方法應(yīng)按GB2423.16規(guī)定進(jìn)行。在無(wú)培養(yǎng)基的和天線(xiàn)上接種，經(jīng)28d培養(yǎng)霉菌生長(zhǎng)試驗(yàn)后，試驗(yàn)儀器鹽霧環(huán)境試驗(yàn)方法要按GB2423.17規(guī)定進(jìn)行檢測(cè)，將系統(tǒng)應(yīng)具有專(zhuān)用的等值反磁通調(diào)零機(jī)構(gòu)，在等值傅里葉變換，計(jì)算出20kHz頻點(diǎn)的功率譜密度A（計(jì)算在室內(nèi)按照野外工作模式連接發(fā)送機(jī)、接收機(jī)和天線(xiàn)，開(kāi)機(jī)工作，系統(tǒng)應(yīng)顯示發(fā)送波形。式連接發(fā)送機(jī)、接收機(jī)和天線(xiàn)，開(kāi)機(jī)工作，系統(tǒng)應(yīng)實(shí)時(shí)顯示溫度，電池電壓7 在連接發(fā)射天線(xiàn)條件下，采用標(biāo)準(zhǔn)檢流電阻Rs串聯(lián)到發(fā)送回路，通過(guò)示波器觀測(cè)檢流電阻Is按公式（2）計(jì)算：··························································（2）Ia=ABS(It-Is)······················································（3）Up——正向供電平臺(tái)期電壓，單位V；Un——反向供電平臺(tái)期電壓，單位V；在連接發(fā)射天線(xiàn)條件下，調(diào)節(jié)至廠家儀器指標(biāo)的最大可供電源電壓，使用標(biāo)準(zhǔn)檢流電阻Rs串聯(lián)到························································（5）2.5Hz、6.25Hz、12.5Hz、25Hz、50Hz8讀數(shù)f1和發(fā)送機(jī)發(fā)送頻率f2的絕對(duì)誤差稱(chēng)為發(fā)送頻率準(zhǔn)確度Af，測(cè)試結(jié)果應(yīng)滿(mǎn)足5.3.2的要求，計(jì)算Af=ABS(f1-f2)····················································（6）示波器波形設(shè)置為高分辨率采集模式。示波器記錄發(fā)送電流從開(kāi)始到衰減至1％的時(shí)間差TEQ\*jc3\*hps11\o\al(\s\up5(t),of)f，儀器設(shè)備輸出的關(guān)斷時(shí)間ToEQ\*jc3\*hps11\o\al(\s\up5(s),ff)與示波器測(cè)試關(guān)斷時(shí)間TEQ\*jc3\*hps11\o\al(\s\up5(t),of)fΔToff=ABS(TEQ\*jc3\*hps11\o\al(\s\up4(t),of)f-TEQ\*jc3\*hps11\o\al(\s\up4(s),of)f)···············································（7）連接儀器發(fā)送機(jī)內(nèi)部高精度檢流電阻（10mΩ)到示波器，發(fā)送機(jī)分別發(fā)送高、中、低三種基頻。上升沿，示波器設(shè)置成上升沿觸發(fā)模式，觸發(fā)電平設(shè)置為發(fā)送電流的-1/2值。肉眼觀察三種基頻示波值為xi，利用標(biāo)準(zhǔn)差公式計(jì)算出輸出的噪聲電壓Uout_noise，以排除系統(tǒng)直流成分的影響，測(cè)試結(jié)果應(yīng)滿(mǎn)9 量接收機(jī)短路輸入噪聲的有效值UN，根據(jù)公式（1）計(jì)算得到的動(dòng)態(tài)范圍應(yīng)滿(mǎn)足5.3.3要求。在等值反磁通調(diào)零模式發(fā)送20kHz雙極性波，使用如下公式對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行離散傅里葉變換，計(jì)算出0～40kHz帶寬的頻譜。式中:Xn——為采集的離散時(shí)間序列；N——變換區(qū)間長(zhǎng)度；K——為諧波序號(hào)。信號(hào)的平均功率為：··········································根據(jù)帕塞瓦爾定理（Parseval'stheorem時(shí)間域功率等于頻率域功率：可以得出：考慮到功率譜密度，平均功率有：··········································其中:Δf=fs/N因此可得：·············································式中：PSD的單位為V2/Hz。按照功率譜密度的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)定義：PSDEQ\*jc3\*hps12\o\al(\s\up4(dB),k)的單位為dB/Hz。 取20kHz頻點(diǎn)的功率譜密度A，A稱(chēng)為調(diào)零系數(shù)。調(diào)節(jié)接收天線(xiàn)位置，當(dāng)接收天線(xiàn)處于零磁通面時(shí)，調(diào)零系數(shù)最小。感應(yīng)式接收天線(xiàn)是一種電感線(xiàn)圈，其內(nèi)阻R、自感L和分布電容C組成了一個(gè)振蕩電路（等效電相位為0，此時(shí)對(duì)應(yīng)的頻率為接收天線(xiàn)的諧振頻率，也是L——線(xiàn)圈自感；S——線(xiàn)圈面積。1-w2LC=0······································································（B.