（正式版）DB43∕T 2151-2021 《等值反磁通瞬变电磁法探测系统通 用技术条件》

ICS17.020ICS17.020CCSA55DB43/T2151—2021等值反磁通瞬变电磁法探测系统通用技术条件Generalspecificationforopposing-coilstransientelectromagneticexplorationsystemI前言 Ⅲ引言 V1范围 12规范性引用文件 13术语和定义 14符号和缩略语 35技术要求 45.1通用要求 45.2功能要求 45.3性能指标要求 46检验方法 56.1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 附录A(资料性)等值反磁通零磁通面调零系数计算方法 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 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V铁路、交通、市政、地调以及地矿等行业勘探1等值反磁通瞬变电磁法探测系统通用技术条件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GB/T2423.1电工电子产品基本环境试验规程试验GB/T2423.2电工电子产品基本环境试验规程GB/T2423.3电工电子产品基本环境试验规程试验CGB/T2423.16电工电子产品基本环境试验规程试验GB/T2423.17电工电子产品基本环境试验规程试GB/T2423.21电工电子产品基本环境试验规程试验M：低GB/T2423.37电工电子产品基本环境试验规程试验LDZ0039.12—1992地质仪器产品基本环境试验条件及方法淋雨试验DZ0039.13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等值反磁通瞬变电磁法opposing-coilstransientelecd电流流出电流流入一次场零磁通平面发送机输出到发射天线的电流波形。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。发送机发送双极性方波的正向和负向电流。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关断波形turn-offwaveform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。感应式接收天线谐振频率Resonantfrequencyoftheinductivereceiving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dB20lgFS······················································（1）UN式中：UFS——接收机最大测量峰值；UN——接收机的短路输入噪声的有效值。f——频率fs——采样频率I——电流L——电感P——功率PSD——功率谱密度R——电阻Rs——标准检流电阻S——面积T——温度42）系统在野外-20℃~+70℃温度环境能够正常工作；6）发送基频：基频数≥10个，低频≤0.56）可采用GPS、石英钟、高频无线电磁波和有线连接实现收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低温试验按照GB/T2423.1测试方法进行。将连接完毕的室外设料件应不起泡、不开裂、不变形及灌注物不软化、无流溢现振动试验按照GB/T2423.10—2008测试方法进行。将非工作状指标应满足产品技术指标的要求，外观应无损伤，结构应无损坏，紧固件和元器件应无松脱。外观、功能和性能指标应符合产品技术指标的6倾斜跌落（面倾跌）跌落高度为100mm，或角度为3淋雨试验按照DZ0039.12—1992规定进行。将非工作状淋雨测试后，试验设备外观无损伤，内部无渗水，功能和性能指标应符合产品技术标准规定沙尘试验按照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％，备内部清洁无尘，试验设备的外观、功能和性能指标应符合产品技术标准规霉菌生长试验方法应按GB2423.16规定进行。在无培养基的和天线上接种，经28d培养霉菌生长试验后，试验仪器盐雾环境试验方法要按GB2423.17规定进行检测，将系统应具有专用的等值反磁通调零机构，在等值傅里叶变换，计算出20kHz频点的功率谱密度A（计算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。式连接发送机、接收机和天线，开机工作，系统应实时显示温度，电池电压7在连接发射天线条件下，采用标准检流电阻Rs串联到发送回路，通过示波器观测检流电阻Is按公式（2）计算：Is··························································（2）IaABS(ItIs) Up——正向供电平台期电压，单位V；Un——反向供电平台期电压，单位V；n1s(I)···············································（4）n1在连接发射天线条件下，调节至厂家仪器指标的最大可供电源电压，使用标准检流电阻Rs串联到Imax························································（5）2.5Hz、6.25Hz、12.5Hz、25Hz、50Hz8读数f1和发送机发送频率f2的绝对误差称为发送频率准确度Af，测试结果应满足5.3.2的要求，计算AfABS(f1f2)····················································（6）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Tf，仪器设ToffABS(TfTf)···············································（7）连接仪器发送机内部高精度检流电阻（10mΩ)到示波器，发送机分别发送高、中、低三种基频。上升沿，示波器设置成上升沿触发模式，触发电平设置为发送电流的-1/2值。肉眼观察三种基频示波值为xi，利用标准差公式计算出输出的噪声电压Uout_noise，以排除系统直流成分的影响，测试结果应满U···········································out_U···········································out_noise(xix)2n式中：x；9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。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。N12nkXkDFT[xn]xneN,k0,1,…,N-1··················（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：avgP1xn2···················································（A.2）avgN根据帕塞瓦尔定理（Parseval'stheorem时间域功率等于频率域功率：xn2Xk2···············································（A.3）可以得出：Xk2··················································（A.4）考虑到功率谱密度，平均功率有：N1PSDkf···········································k0其中:ffs/N因此可得：2PSDk·······················································2式中：PSD的单位为V2/Hz。按照功率谱密度的国际标准定义：2PSD10log10························2PSD的单位为dB⁄Hz。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。(资料性)感应式接收天线是一种电感线圈，其内阻R、自感L和分布电容C组成了一个振荡电路(等效电路模型如图A.1所示),当感抗和容抗相互抵消，振荡电路完全是阻性，接收天线线圈的输出电压Uc的相位为0,此时对应的频率为接收天线的谐振频率，也是振荡电路的固有谐振频率。图B.1等效电路模型按照电路原理，线圈的输出电压U(jo)为：w——角频率；L——线圈自感；n——线圈匝数；S——线圈面积。Imag(UC)······································12LC0·····················································0································································UC0nS··················