DB43-T+2151-2021等值反磁通瞬变电磁法探测系统通用技术条件

ICS17.020CCSA55 43湖 南 省 地 方 标 准DB43/T2151—2021等值反磁通瞬变电磁法探测系统通用技术条件GeneralGeneralspecificationforopposing-coilstransientelectromagneticexplorationsystem2021082920211029湖南省市场监督管理局发布目 次前言Ⅲ引言Ⅴ112规范性引用文件······1314·········3545.145.245.3性能指标要求4656.1通用要求的检验56.2功能要求的检验66.3性能指标的检验7A（）10B（）12前 言GB/T1.1—20201本文件由湖南省市场监督管理局提出和归口。本文件起草单位：湖南省计量检测研究院、中南大学、湖南五维地质科技有限公司。引 言3.1.1本文件的发布机构对该专利的真实性、有效性和范围无任何立场。专利持有人姓名：湖南五维地质科技有限公司请注意除上述专利外，本文件的某些内容仍可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的任何责任。地址：湖南省长沙市岳麓区岳麓大道麓谷坐标A-604请注意除上述专利外，本文件的某些内容仍可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的任何责任。等值反磁通瞬变电磁法探测系统通用技术条件本文件规定了等值反磁通瞬变电磁法探测系统的通用技术要求和试验方法等内容。本文件适用于等值反磁通瞬变电磁法探测系统的制造、检测和质量评价。（GB/T2423.1AGB/T2423.2BGB/T2423.3CaGB/T2423.5—1995电工电子产品基本环境试验规程试验Ea：冲击试验方法GB/T2423.6—1995电工电子产品基本环境试验规程试验Eb：碰撞试验方法GB/T2423.7—1995Ec2423.8—1995EdGB/T2423.10—2008Fe）GB/T2423.16JGB/T2423.17Ka2423.21M2423.37L0039.12—1992DZ0039.13地质仪器产品基本环境试验条件及方法沙尘试验DZ0040.2地质仪器产品运输包装基本环境试验条件及方法运输包装振动试验DZ0040.4地质仪器产品运输包装基本环境试验条件及方法运输包装自由跌落试验下列术语和定义适用于本文件。3.1等值反磁通瞬变电磁法opposing-coilstransientelectromagnetics（OCTEM）采用上下两个平行共轴的反向串联磁性源为发射源，接收天线位于上下磁性源共轴的水平面上，上图1等值反磁通装置示意图3.2零磁通面zeromagneticfluxplane2图2等值反磁通零磁通面示意图3.3发送波形transmitwaveform发送机输出到发射天线的电流波形。3.4双极性方波bipolarsquarewave一种由正向供电期、关断间歇期、反向供电期和关断间歇期组成的具有一定占空比的周期性循环方波。3.5发送电流transmitcurrent发送机发送双极性方波的正向和负向电流。3.6关断时间turn-offtime发送电流关断后，电流减小至关断前电流幅值的1％的时间。3.7关断波形turn-offwaveform在关断时间内，发送电流随时间变化的波形。3.8二次磁场puresecondarymagneticfield发送电流产生一次磁场，发送电流关断引起一次磁场变化并激发大地产生感应涡流，涡流产生的磁场即为二次磁场。3.9衰减曲线attenuationcurve在发送电流关断间歇期，接收天线接收的地质体二次场电磁信号随时间衰减变化的曲线。3.10感应式接收天线谐振频率Resonantfrequencyoftheinductivereceivingantenna当感应式接收天线的感抗和容抗相互抵消，振荡电路完全是阻性，接收天线的输出电压Uc相位为0时对应的频率。3.11接收机动态范围dynamicrangeofthereceiver接收机满量程时对应的输入幅值与短路输入噪声的有效值之比，计算公式如下：U N式中：UFS——接收机最大测量峰值；UN4符号和缩略语下列符号和缩略语适用于本文件C U N式中：UFS——接收机最大测量峰值；UN4符号和缩略语下列符号和缩略语适用于本文件C dB f fs G I L P PSD——功率谱密度Rs t U ω 8-20～+705.3.1天线≥75m2；≥10kHz。50％12V；0.2A；0.1A；≥100.1Hz200Hz；：0.001Hz；5μs；：≤0.5μs；ADC≥2MHz；ADC≥8ADC≥24ADC500kHz；120dB；4）≤2μV（.1z-20kzGPS20。在室内按照野外工作模式连接天线、发送机和接收机，选择系统可发送的最低基频，连续采集8小时，观察发送电压是否降低到系统设置的最低正常工作电压。高温试验按照GB/T2423.2测试方法进行。将连接完毕的室外设备放入高温试验箱，在50±2℃16GB/T2423.1-20±3℃16GB/T2423.10—200810Hz～150Hz～10Hz10oct/min19.6m/s21冲击试验按照GB/T2423.5—1995490m/s2113.4m/s831碰撞试验按照GB/T2423.6—1995245m/s26ms0.955m/s位置30001000，10～80/min倾跌试验按照GB/T2423.7—1995测试方法进行。将非工作状态的仪器主机和天线安装在试验台上，100mm30°±10自由跌落试验按照GB/T2423.8—1995500mm3DZ0039.12—199245100±205°～3515min。沙尘试验按照GB/T2423.37规定进行。将未通电的受试设备放入粉尘试验箱，相对湿度为小于25％2kg/m315min5s2hGB2423.1628dGB2423.1735±580cm216h1.0mL-2.0mL35±2pH16h20kHz20HzAA在室内按照野外工作模式连接发送机、接收机和天线，开机工作，系统应显示发送波形。Rs1Hz50Hz100Hz150Hz200Hz250Hz1024IsItIa5.3.2Is按公式（2）计算：Is发送电流准确度Ia按公式（3）计算

UpUn2Rs

（2）IaABS(ItIs)（3）式中：UpUnRsΩ。注：本文件技术指标检测中所述标准检流电阻要求不大于10mΩ、优于0.1％精度。 in(II)2in1n（nIi in(II)2in1s(I)

（4）式中：I：n个发送电流的算术平均值。Rs128UpUn（5）Imax：I UPUn2R

（5）ss0.1Hz0.25Hz0.625Hz1Hz、2.5Hz、6.25Hz、12.5Hz、25Hz、50Hz、62.5Hz、237.5Hz及250Hz标准基频的频率。频率计f1f2Af5.3.2ABS(f2)（6）（1Ω150W）1∆t5.3.2在连接发射天线条件下，将标准检流电阻串联在发送回路，采用示波器观测仪器主机发送关断波形，off示波器波形设置为高分辨率采集模式。示波器记录发送电流从开始到衰减至1％的时间差Ttoff

，仪器设备输出的关断时间Ts与示波器测试关断时间Tt

之间的绝对误差T

为仪器关断时间精度，测试结果应off5.3.2

off offABS(TtTs)（7）off off off（10mΩ）1/21/21MHz。当n1(xx)2in1250kHzn1(xx)2inx

nin

xi；

Uout_noise

（8）使用标准信号发生器产生正弦波信号，并连接到接收机的输入端，将接收机的增益设置为最小值，调节输入信号幅值直到接收机达到满量程，对应的输入信号峰值为系统最大输入信号峰值UFS；然后测量接收机短路输入噪声的有效值UN，根据公式（1）计算得到的动态范围应满足5.3.3要求。附录A（资料性）等值反磁通零磁通面调零系数计算方法在等值反磁通调零模式发送20kHz双极性波，使用如下公式对采集的数据进行离散傅里叶变换，计算出0～40kHz带宽的频谱。N1XkDFT[xn] xnen0

2N

,k（A.1）式中:Xn ——为采集的离散时间序列；N ——变换区间长度K ——为谐波序号。信号的平均功率为：NnNn0x2n

（A.2）X2X2kX2k根据帕塞瓦尔定理（Parseval'stheorem，时间域功率等于频率域功率：NNn2N Xk 1N2（A.3）k0可以得出：P 1N12avgN2 kX（A.4）k0考虑到功率谱密度，平均功率有：fk0N1（A.5）其中:ffs/N因此可得：PSDkNf（A.6）s式中：PSD的单位为V2/Hz。按照功率谱密度的国际标准定义：PSDdB10k10Nf（A.7）sPSDdB的单位为dB⁄Hz。k取20kHz频点的功率谱密度A，A称为调零系数。调节接收天线位置，当接收天线处于零磁通面时，调零系数最小。附录B（资料性）零相位法测试感应式接收天线的谐振频率原理RL和分布电容CA.1UC的0图B.1等效电路模型U(j) eU(j) e(j) nSC12LC 12LC（B.1）式中：ωLC——线圈分布电容；0——真空磁导率；nSU(j)Cj0nS12（B.2）经过变换可得：U(j) 0 jnSC(12LC)jCR(12LC)jCR2LC)j(1LC)2nSnSCR2 0 0 2LC)