Переходная электромагнетика

Переходная электромагнетика (также электромагнетика во временной области / TDEM) представляет собой метод геофизических исследований, в котором электрические и магнитные поля индуцируются переходными импульсами электрического тока и измеряется последующая реакция затухания. Методы TEM/TDEM, как правило, позволяют определять электрические свойства подповерхностных слоев, но они также чувствительны к подповерхностным магнитным свойствам в таких приложениях, как обнаружение и определение характеристик неразорвавшихся боеприпасов . Исследования TEM/TDEM — это очень распространенный метод наземной ЭМ для разведки полезных ископаемых, разведки подземных вод и картирования окружающей среды, который используется во всем мире как на суше , так и на море .

Физические принципы

ТДЕМ — Вертолет проводит исследование TDEM

Для построения физики, лежащей в основе TEM-обследований, необходимы два фундаментальных электромагнитных принципа: закон индукции Фарадея и закон Ленца . Проволочная петля обычно находится под напряжением постоянного тока. В некоторый момент времени ( t ₀ ) ток отключается как можно быстрее. Закон Фарадея предписывает, что в недрах индуцируется почти идентичный ток, чтобы сохранить магнитное поле, создаваемое исходным током (вихревые токи). Из-за омических потерь индуцированные поверхностные токи рассеиваются — это вызывает изменение магнитного поля, которое индуцирует последующие вихревые токи. Конечным результатом является диффузия течений в недрах вниз и наружу, которые выглядят как расширяющееся кольцо дыма. ^{[ 1 ]} когда плотность тока контурируется. ^{[ 2 ]}

Эти токи создают магнитное поле по закону Фарадея. На поверхности измеряется изменение магнитного поля [потока] во времени. То, как токи диффундируют в недрах, связано с распределением проводимости в земле. ^{[ 3 ]}

Это базовый взгляд на задействованные физические принципы. При наличии проводящих тел диффузия переходных процессов изменяется. Кроме того, переходные процессы возникают и в проводящих телах. Это только самый основной обзор. Статья Макнила находится в свободном доступе на сайте Geonics. ^{[ 4 ]} объясняя основы метода.

Приборы и датчики TEM/TDEM

Системы TEM/TDEM состоят из передающего прибора, передающей катушки или передающего провода, приемной катушки или антенны и приемного прибора. В зависимости от удельного сопротивления подповерхностного слоя, наведенного тока, чувствительности приемника и геометрии передатчик-приемник, измерения TEM/TDEM позволяют проводить геофизические исследования на глубине от нескольких метров под поверхностью до нескольких сотен метров глубины.

Приборы TEM/TDEM малой мощности могут работать от батарей C-элемента, а системы среднего класса (около 2,5 кВт) могут работать от автомобильных батарей; более мощные системы (20–150 кВт) требуют отдельного генератора, обычно устанавливаемого на грузовике, самолете или вертолете, чтобы обеспечить необходимый ток для глубоких исследований.

Коммерческие приложения

Горное дело (местоположение и характеристика полезных ископаемых)
подземных вод Характеристика
HVDC Картирование точек впрыска
Разведка нефти и газа

См. также

Геофизика
Разведочная геофизика — раздел геофизики, занимающийся обнаружением и картированием минеральных ресурсов и полезных геологических структур.
Магнитотеллурика
Сейсмо-электромагнетизм
Отраженная сейсмология
Электротомография , еще один геофизический метод визуализации.
СНМР

Ссылки

^ Набигян, Миннесота, 1979, Квазистатический переходный процесс проводящего полупространства - Примерное представление. Геофизика, Том. 44, № 10 (октябрь 1979 г.), стр. 1700-1705.
^ Набиян, М. и Дж. Макнэ, 1991, Методы электромагнитной разведки во временной области, Глава 6 в Электромагнитных методах в прикладной геофизике, Том 2, Под ред. М. Набияна, Общество геофизиков-исследователей.
^ Дж. Д. Макнил, 1980, Применение методов переходных электромагнитных процессов, Техническое примечание 7, Geonics Ltd., Миссиссога, Онтарио.
^ «Ограниченные публикации Geonics» . Проверено 13 июня 2014 г.

[1] Набигян, Миннесота, 1979, Квазистатический переходный процесс проводящего полупространства - Примерное представление. Геофизика, Том. 44, № 10 (октябрь 1979 г.), стр. 1700-1705.

[2] Набиян, М. и Дж. Макнэ, 1991, Методы электромагнитной разведки во временной области, Глава 6 в Электромагнитных методах в прикладной геофизике, Том 2, Под ред. М. Набияна, Общество геофизиков-исследователей.

[3] Дж. Д. Макнил, 1980, Применение методов переходных электромагнитных процессов, Техническое примечание 7, Geonics Ltd., Миссиссога, Онтарио.

[4] «Ограниченные публикации Geonics» . Проверено 13 июня 2014 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]