工程电磁设备在2018年杭州电磁大会的报告

1 方法原理

本篇是对多频电磁方法，应用的解读。

 本汇报讲述了EMI传感器的基本情况，以及用手持多频电磁仪进行实际探测应用的例子。

什么是电磁感应？用发射装置（TX）激发谐波，产生一次场（Primary field），地下导体目标会相应产生涡流电磁场，产生二次场，被接收装置（RX）探测到。

注意，TX和RX的相位差异，可用来识别目标的电导率和磁化率。

探测深度是多深？正确答案是，这个取决于实际情况。

• 目标大小，深度
• 目标电导率，磁化率
• 目标和土壤的差异大小
• 目标尺寸和传感器维度
• 操作仪器测量时产生的噪声
• 外界电磁干扰
• 土壤中的信号损耗：1）取决于频率；2）可能的深度分辨能力

这就是设备外观，可同时使用最多10个频点，一般用3-5个为宜。

频率带宽很宽，可从25到90000多Hz

低频响应类似磁力仪

高频用来探测低电导率目标，也就是高阻体。

实时显示

最多1秒可测25/30个点

可选的，支持GPS时刻及位置测定

 在雪橇或者板车上使用GEM2可获得更好的数据，因为：

• 消除走路带来的晃动
• 板车要用不导电的材料
• 对小型工程也是很经济的

2 案例分析

图为在内华达核试验场探测地下空洞，该图的频率为7290Hz的同向分量数据。

发现了一个30cm粗，不锈钢材质的管子，埋深为9m，显示的很清晰。

 在日本Tachigawa的一个废弃的军用机场，占地6公顷，老化的柏油碎石路面看起来很平常，在这里识别出了工作隧洞，下水道以及电力设施。

 在中国的西安，对地下埋藏的洞室进行了识别，使用了多个频率对一处被认为是秦代的古代洞室进行了探测。曲线也显示了洞室的位置。

 空洞的不导电性和周围土壤的导电性形成了区别，这时候用高频就很重要了。

美国田纳西州的一处核污染地， 在沟里有大小不一的鼓包，而相关资料不完整或者不对，用GEM2仪器进行探测，获得了详细结果，对资料进行了修正和补救。

美国 北卡罗来纳州，调查了一处废弃的垃圾堆填地，想要获取填埋地的具体范围。最开始提出的办法是挖出一批壕沟来查探一下。

 这个图是39510Hz的同向数据，可以很好的识别填埋区，这样就可以为后续调查提供方便。

在伊拉克的Thartar地区，调查了一个可疑的隐藏地，用GEM2调查并报告了隐藏核处理设备的可疑位置，3公顷的面积用了1天就完成了调查和挖掘工作。

 在加拿大阿尔伯特，调查了管道泄漏问题。石油生产通常需要管道输送“采出水”，即含盐的水(“盐水”)。一旦泄漏就会破坏农田，需要昂贵的补救措施。因此，早期的探测是很重要的。

 盐水比土壤更导电，因此，用雪橇拖行的方法就可以开展大面积探测，并发现微小的泄漏。

这种方法比其他探测方法便宜得多，可以定期重复进行调查。

当然，如果其他化学物质的导电性低于周围土壤，也可以找到它们。

 美国犹他州，探测了废弃的泄湖。这是1个工业化的养猪场，这个地方既有粘土衬里的猪泻湖，也有膜衬里的猪泻湖。

猪泄湖比周围土壤更导电，而且黏土衬里的泄湖是多孔的，更容易造成周围和下游的污染。

在南极洲开展了冰假厚度的探测，这个工作是德国阿尔弗雷德·魏格纳研究所开展的，可能是因为海水比冰更加导电，所以可以开展探测，GEM2仪器实现了测深探测。（贴着冰面探测的）

这张图展示了各种多频电磁探测装备，适用于各类场合。雪橇拖行类的往往比轮式的更好，因为没有晃动。对临时的小项目，可以临时定制这种搭载工具。

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