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物探与化探  2018, Vol. 42 Issue (6): 1253-1258    DOI: 10.11720/wtyht.2018.1165
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基于电容补偿技术的电性源CSAMT高频供电研究
李荡1,2, 郑采君1,2, 林品荣1,2, 王珺璐1,2, 李建华1,2, 李勇1,2
1. 国土资源部地球物理电磁法探测技术重点实验室,河北 廊坊 065000
2. 中国地质科学院 地球物理地球化学勘查研究所,河北 廊坊 065000
A study of electrical source CSAMT high frequency transmitting based on Capacitor Compensation technology
Dang LI1,2, Cai-Jun ZHENG1,2, Pin-Rong LIN1,2, Jun-Lu WANG1,2, Jian-Hua LI1,2, Yong LI1,2
1. Laboratory of Geophysical EM Probing Technologies, MLR, Langfang 065000, China
2. Institute of Geophysical and Geochemical Exploration, CAGS, Langfang 065000, China
全文: PDF(1273 KB)   HTML
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 

在CSAMT勘查时,回路导线上的感性阻抗会随着发送信号频率的升高而增大,因此,当发电机供电电压和接地电阻一定时,供电电流会随着发送信号频率的升高而急剧下降,导致接收端接收到的信号变弱,影响了勘探效果。本文通过分析发送回路的阻抗特性及RCL串联谐振电路,对比发送回路不增加电容和增加不同容值电容的幅频特性仿真曲线,证明了在发送回路中增加不同容值的补偿电容可提高高频发送信号的发送电流。基于此,设计了带有电容补偿电路的电性源CSAMT发送机。发送机工作时,首先通过试供的方法确定发送回路的阻抗情况,然后在发送过程中根据发送信号频率自动调整电容补偿电路的开关,切换不同容值的补偿电容进入发送回路,实现高频区发送电流的有效增大。在野外施工时对该方案进行了初步验证测试,结果表明串入不同容值的电容后,高频区特定频点或频段信号的发送电流比没有串接电容提高明显。预期该方法可增强高频区信号的发送电流,提升CSAMT的观察数据质量。

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李荡
郑采君
林品荣
王珺璐
李建华
李勇
关键词 CSAMT发射机电性源高频供电电容补偿    
Abstract

In the CSAMT survey, the inductive on transmitting circuit wire increases with the increasing frequency of the transmitting signal. When the power supply voltage and grounding resistance is constant, the transmitting current will drop with the increasing frequency of the transmitting signal, so the received signal in the receiver becomes weak, and the exploration effect is seriously affected. In this paper, by analyzing the impedance characteristics of the transmitting circuit and RCL series resonant circuit and simulating the amplitude and frequency characteristic curve of transmitting circuit which adds the different value compensating capacitors, the authors proved that it is possible to increase the transmitting current of the high frequency signal by adding the different compensation capacitor in the transmitting circuit. On such a basis, the authors designed electrical source CSAMT transmitter based on compensation capacitors technology. Through the high and low frequency signal transmitting, the transmission circuit impedance is determined, then in the transmission process it can be sent with the signal frequency changes and the compensation capacitor is constantly adjusted to achieve effective increase of high frequency band send current. In the working process, first the test method is used to determine the impedance of the transmitting circuit, and then the transmitter will automatically adjust the capacitor compensation network switch with the changing of the frequency of the transmitting signal, the different compensation capacitors are switched into the transmitting circuit to achieve the transmitting current increases. The scheme was tested and verified in practice. The recorded data show that the current in the high frequency area is improved obviously after the compensating capacitor is connected in transmitting circuit. It is expected that this method will enhance the transmitting current of the high frequency area and improve the observation data quality of CSAMT.

Key wordsCSAMT    transmitter    electrical source    high frequency power supply    Capacitor Compensation
收稿日期: 2017-04-14      出版日期: 2018-12-19
:  TB971  
基金资助:中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所基本科研业务费专项资金项目(YYWF201632);国家自然科学基金项目(41504063);国家高技术研究发展计划(863计划)项目(2014AA06A610)
作者简介: 李荡(1986-),男,硕士,主要从事仪器研究开发与方法技术研究工作。Email:lidang@igge.cn
引用本文:   
李荡, 郑采君, 林品荣, 王珺璐, 李建华, 李勇. 基于电容补偿技术的电性源CSAMT高频供电研究[J]. 物探与化探, 2018, 42(6): 1253-1258.
Dang LI, Cai-Jun ZHENG, Pin-Rong LIN, Jun-Lu WANG, Jian-Hua LI, Yong LI. A study of electrical source CSAMT high frequency transmitting based on Capacitor Compensation technology. Geophysical and Geochemical Exploration, 2018, 42(6): 1253-1258.
链接本文:  
https://www.wutanyuhuatan.com/CN/10.11720/wtyht.2018.1165      或      https://www.wutanyuhuatan.com/CN/Y2018/V42/I6/1253
  大功率电性源发送装置示意
  发送回路等效电路模型
  加入电容补偿后发送装置示意
  加入电容补偿后发送回路的等效电路
  Z(jω0)频响曲线
  电阻两端幅频特性曲线
  电阻两端的相频特性曲线
  发送系统整体设计框图
  电容补偿电路
频率/Hz 电容容值
4.8 μF 2.4μF 1.2 μF 0.6 μF 0.3 μF 0.15 μF 0.1 μF
8827 0.4 0.3 0.4 0.3 0.3 0.4 0.6 0.9
6918 0.4 0.4 0.4 0.4 0.5 0.6 1.4 3.5
5333 0.5 0.5 0.5 0.6 0.9 1.5 5.8 2.3
4031 0.7 0.8 0.9 1.1 1.7 5.9 1.5 0.5
3121 0.9 1.1 1.0 2.1 4.9 3.8 0.6 0.3
2426 1.4 2.0 2.3 4.7 6.8 1.0 0.5 0.4
1828 2.4 2.1 5.3 8.5 2.1 0.4 0.4 0.2
1426 3.5 5.8 9.1 4.7 1.0 0.5 0.3 0.2
1075 5.1 9.6 7.9 2.1 0.9 0.6 0.3 0.2
825 6.7 10.3 4.2 1.8 0.7 0.3 0.3 0.2
625 8.1 6.6 3.1 1.9 0.6 0.3 0.2 0.2
424 10.0 4.6 2.4 1.0 0.4 0.2 0.2 0.2
188 11.8 1.6 1.1 0.4 0.3 0.2 0.2 0.2
59 13.8 0.7 0.3 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
  串入不同容值电容的RCL串联谐振供电电流记录 A
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