第四讲 (瞬变电磁)
瞬变电磁法原理
瞬变电磁法原理
瞬变电磁法（Transient Electromagnetic Method，简称TEM）是一种地球物理勘探方法，利用地下电阻率差异来探测地下结构的一种有效手段。
瞬变电磁法原理是基于法拉第电磁感应定律和麦克斯韦方程组，通过在地面上设置发射线圈和接收线圈，利用电磁场的感应效应来获取地下介质的电阻率信息。
在瞬变电磁法中，发射线圈产生的瞬时电流会在地下引起瞬时变化的磁场，这个瞬时变化的磁场会感应出地下的涡电流。
这些涡电流会产生自己的磁场，而这个磁场又会感应出接收线圈中的感应电压。
通过测量这个感应电压随时间的变化，就可以得到地下介质的电阻率信息。
瞬变电磁法原理的关键在于瞬时变化的电磁场。
由于地下介质的电阻率不同，对瞬变电磁场的响应也不同，因此可以通过测量感应电压的变化来推断地下的电阻率分布。
一般来说，导电性较好的地层会对瞬变电磁场产生较大的响应，而绝缘性较好的地层则会对瞬变电磁场产生较小的响应。
瞬变电磁法原理的优势在于其对地下较深部分的探测能力。
由于瞬变电磁法所产生的磁场变化非常快，因此可以感应出地下较深部分的涡电流，从而获取较深部分的电阻率信息。
这使得瞬变电磁法在地下水资源、矿产资源、地质构造等方面有着广泛的应用前景。
总的来说，瞬变电磁法原理是基于电磁感应定律和麦克斯韦方程组，利用瞬时变化的电磁场来感应地下介质的电阻率信息。
通过测量感应电压随时间的变化，可以推断地下的电阻率分布，从而实现对地下结构的探测。
瞬变电磁法在地下深部探测方面具有独特的优势，对于地质勘探、矿产资源勘查等具有重要的应用价值。
瞬变电磁法的基本原理
瞬变电磁法的基本原理
瞬变电磁法是电磁勘察的经典技术，具有无损检测、快速检测、深度较深等优点。
它是基于地球的磁场瞬变信号的原理，通过安装在地面的磁场探测器，利用地球的磁场受到磁性物体的叠加，形成磁场瞬变信号，然后将瞬变信号通过线缆传送到计算机中进行处理，可以精确地探测出地下磁性体的大小、位置和磁性等信息。
瞬变电磁勘探可以进行快速、全面、准确的地下磁性体探测，它在水文、工程、地质等方面具有广泛的应用。
瞬变电磁法的基本原理是：地球自身有一个恒定的磁场，当磁性物体出现在地球表面时，地球的磁场就会受到影响，这些受影响的磁场能够形成一个瞬变信号，这个信号能够通过电线传播到安装在地表的传感器上，然后把这些信号传输到计算机上进行深入分析，以获得磁性物体的具体信息。
瞬变电磁原理
瞬变电磁原理
瞬变电磁原理是电磁学中一个重要的概念，它描述了当电流发生变化时，产生
的瞬时电磁感应现象。
理解瞬变电磁原理对于电磁学的学习和应用具有重要意义。
本文将从瞬变电磁原理的基本概念、数学表达和实际应用等方面进行介绍。
首先，我们来了解一下瞬变电磁原理的基本概念。
瞬变电磁原理是指当电流发
生变化时，会产生瞬时的电磁感应现象。
这是由法拉第电磁感应定律所描述的，即磁感应强度的变化率正比于电流的变化率。
简单来说，当电流发生变化时，会产生瞬时的电磁感应，这就是瞬变电磁原理的基本概念。
其次，我们需要了解瞬变电磁原理的数学表达。
根据法拉第电磁感应定律，磁
感应强度的变化率可以用数学公式表示为ε=-dΦ/dt，其中ε表示感应电动势，Φ
表示磁通量，t表示时间。
这个公式表达了电流变化引起的感应电动势与磁通量变
化率的关系，是瞬变电磁原理数学表达的核心内容。
除了基本概念和数学表达，瞬变电磁原理还具有重要的实际应用价值。
在电磁
学和电工技术中，瞬变电磁原理被广泛应用于电磁感应传感器、电磁铁、电磁感应加热等领域。
例如，电磁感应传感器利用瞬变电磁原理可以实现对磁场变化的检测，从而实现对物体位置、速度、形状等信息的感知。
而电磁感应加热则利用瞬变电磁原理产生的感应电流来实现对物体的加热，广泛应用于工业生产中。
总之，瞬变电磁原理作为电磁学中的重要概念，对于理解电磁感应现象具有重
要意义。
通过了解其基本概念、数学表达和实际应用，我们可以更好地理解和应用瞬变电磁原理，推动电磁学和电工技术的发展。
希望本文对于读者对瞬变电磁原理有所帮助，谢谢阅读。
瞬变电磁原理
瞬变电磁原理
瞬变电磁原理是指在电路中出现瞬时电流或电压变化时，所产生的瞬时电磁场现象。
这种瞬变电磁场会对电路中的其他元件产生影响，因此瞬变电磁原理在电磁兼容性和电磁干扰抑制方面具有重要意义。
瞬变电磁原理的产生主要有两种情况，一种是由于电路中突然断开或闭合的开关动作引起的电流瞬变，另一种是由于电路中电压突然升高或下降引起的电压瞬变。
无论是电流瞬变还是电压瞬变，都会产生瞬时的电磁场，从而对周围的电路产生影响。
在电路中，当电流瞬变时，会产生瞬时的磁场，这种瞬时磁场会导致电感元件中产生涡流，从而产生涡流损耗；同时也会对周围的元件产生感应电动势，引起电磁干扰。
而当电压瞬变时，会产生瞬时的电场，这种瞬时电场会导致电容元件中产生充放电过程，从而产生能量损耗；同时也会对周围的元件产生感应电流，引起电磁干扰。
为了减小瞬变电磁场对电路的影响，可以采取一些措施来进行抑制。
例如，在电路设计中可以采用阻抗匹配、屏蔽、滤波等措施
来减小瞬变电磁场的影响；在电路布局中可以采用合理的线路走向、距离和屏蔽措施来减小瞬变电磁场的传播；在电路元件选择中可以
采用抗干扰能力强的元件来减小瞬变电磁场的影响。
总之，瞬变电磁原理是电路中一个重要的物理现象，对电路的
正常工作和电磁兼容性具有重要影响。
了解瞬变电磁原理，采取合
适的抑制措施，可以有效减小电路中瞬变电磁场的影响，保证电路
的正常工作和电磁兼容性。
瞬变电磁法介绍共88页
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
瞬变电磁法
瞬变电磁法测量装置由发射回线和接收回线两部分组成，工作过程分为发射、电磁感应和接收三部分。
当发射回线中通以阶跃电流，发射电流突然由I下降到零，根据电磁感应理论，发射回线中电流突然变化必将在其周围产生磁场，该磁场称为一次磁场，一次磁场在周围传播过程中，如遇到地下良导电的地质体，将在其内部激发产生感应电流，又称涡流或二次电流，由于二次电流随时间变化，因而在其周围又产生新的磁场，称为二次磁场。
由于良导电地质体内感应电流的热损耗，二次磁场大致按指数规律随时间衰减，形成瞬变磁场，二次磁场主要来源于良导电地质体的感应电流，因此它包含着与地质体有关的地质信息，二次磁场通过接收回线观测，并对观测的数据进行分析和处理，对地下地质体的相关物理参数进行解释.非磁性导电球体的瞬变电磁响应曲线电导率σ越小，响应初值越大，但衰减快;σ大，响应初值小，而衰减慢。
2007吉林大学地质体的瞬变电磁响应存在导电响应“窗口”，反映电性变化的差异。
非磁性导电球体的响应导电窗口曲线2007吉林大学常用的发射波形及频谱0 2-55dT/2H00 2-55dT/2H00 2-5 052dT/2H0d'd'几种常用激励场的波形几种简化波形的频谱c矩形波正弦波斜阶跃波2007吉林大学回线一次场垂直分量沿x 轴的变化回线一次场垂直分量沿z 轴的变化一次场的特征：地面各点的磁场方向均垂直地面，回线中部的磁场较均匀。
一次场随着据地表的距离增大而减小。
回线磁场的特点：地面各点的磁场方向均垂直地面，回线中部的磁场较均匀。
对于边长为2a 的正方形回线，如果以与中心点磁场大小相差不超过40％为准，则在回线中部0.6a 及上、下±0.18a 的范围内可近似看成垂直的均匀场。
因为它随深度减弱较慢，故有较深的探测能力。
回线外部则一次场变化较大。
2007吉林大学。
瞬变电磁概述
瞬变电磁场是用阶跃波或其它形式的脉冲电流激励大地产生的过渡场。
作为场源可利用电偶极子，磁偶极子，接地供电线AB或不接地回线，对这些发射装置通电或断电时，由于形成急剧变化的磁场。
在导电介质形成涡旋的交变电磁场，其结构和频谱在空间和时间上是连续变化的。
在瞬变过程的早期阶段，在频谱中高频占主导地位。
由于高频的趋附效应，涡旋主要集中在地表层附近且阻碍电磁场向深处传播。
所以，早期阶段主要反映地电断面上部的地质信息。
随着时间的推移，高频成分被导电介质吸收，从而低频成分占主导地位。
它在导电底层和地质体中激发出很强的涡旋电流。
然而，由于热损耗，这些涡旋电流很快就消失了，在瞬变过程的晚期，局部地质体中的涡旋实际上全部消失，而在各个地层中涡流磁场之间的连续的相互作用使场的均匀化和使电流均匀分布，晚期将依赖于断面的总纵向电导。
决定瞬变过程状态的基本参数是场的瞬变时间，瞬变时间依赖于岩石的导电性和发收距。
在近区和高阶岩石区，瞬变时间很短，在断面赋存着良导地质体时，这一过程变缓。
在远区，瞬变时间可达几到几十秒，而在良导地质体上有时达到一分钟或更长。
瞬变电磁场的结构：已经指出，在发射装置中通电和断电的瞬间，在其周围产生变化的磁场，它是地中形成涡旋电流的激励源。
第一种激励方式是，电磁场首先在空气中以C很快传播到地表各个点，然后一部分传入地下。
第二种激励方式是：电磁能量直接从场源传播到地中，是从接地处流进的或在导电介质中感应的电流形成电磁场。
在瞬变的早期阶段，第一种和第二种激发形式的两种场在时间上是分开的，由于大地的电抗作用，与瞬时建立的第一种传播方式比较，第二种的建立比较迟缓。
随着时间的推移，两种场相互叠加且以场强的极大形式显示出来。
在晚期，第一种激发方式的场在各处衰减殆尽，而在地中第二种场就占据主导地位。
谐变场的结构特点由涡流磁场的相互作用来决定，且其频率固定不变。
但是，在瞬变电磁场中，过程一开始各种不同频率的涡流磁场就处于相互作用。
瞬变电磁法原理
瞬变电磁法原理瞬变电磁法（Transient Electromagnetic method，简称TEM）是一种地球物理勘探方法，利用瞬变电磁场在地下介质中传播的特性，来获取地下介质的电性信息。
瞬变电磁法原理的核心在于利用瞬变电磁场的感应效应，通过对地下介质中的电导率进行探测，从而揭示地下构造和岩矿成矿体的信息。
瞬变电磁法的原理可以简单概括为，在地面上设置一个发射线圈，通过传输电流产生瞬变电磁场，这个瞬变电磁场会穿透地下介质并感应出地下介质中的电磁响应。
接收线圈则用来接收地下介质中的电磁响应，通过分析接收信号的变化，可以推断地下介质的电导率分布情况，从而得到地下介质的电性信息。
瞬变电磁法原理的核心在于瞬变电磁场的感应效应。
当发射线圈传输电流时，会在地下产生一个瞬变电磁场，这个瞬变电磁场会穿透地下介质，并感应出地下介质中的电磁响应。
地下介质中的电磁响应受到地下介质电导率的影响，不同的地下介质具有不同的电导率，因此它们会对瞬变电磁场产生不同的响应。
通过接收线圈接收地下介质中的电磁响应，并分析接收信号的变化，就可以推断地下介质的电导率分布情况。
瞬变电磁法原理的关键在于对接收信号的分析。
接收线圈接收地下介质中的电磁响应，这个响应信号包含了地下介质电导率的信息。
通过对接收信号的分析，可以得到地下介质的电导率分布情况，从而揭示地下介质的电性信息。
瞬变电磁法通过对地下介质的电性信息进行探测，可以帮助地质勘探人员了解地下构造和岩矿成矿体的情况，为资源勘探和地质灾害预测提供重要的科学依据。
总之，瞬变电磁法原理是利用瞬变电磁场的感应效应，通过对地下介质的电性信息进行探测，来揭示地下构造和岩矿成矿体的信息。
通过对发射线圈传输的瞬变电磁场和接收线圈接收的电磁响应进行分析，可以得到地下介质的电导率分布情况，从而揭示地下介质的电性信息。
瞬变电磁法在资源勘探和地质灾害预测中具有重要的应用价值，是一种非常有效的地球物理勘探方法。
瞬变电磁
瞬变电磁法1、概述顺便电磁法（TEM）属于时间域电磁法，它是的原理是根据地壳中岩石或者矿体的导电性及介电性等电学性质的差异，以不接地的回线或者是连接地线通上脉冲电流为场源，地下发射一次脉冲磁场，在一次脉冲磁场间歇期间利用线圈或接地电极观测地下介质中引起的二次感应涡流场，从而探测介质电阻率的一种方法。
其基本工作方法是：于地面或空中设置通以一定波形电流的发射线圈，从而在其周围空间产生一次电磁场，并在地下导电岩矿体中产生感应电流：断电后，感应电流由于热损耗而随时间衰减，有一个瞬变的过程。
可以通过判断和分析二次的时空变化特征，来判断地下地质体的电性特征，找出其位置，产状和埋深等特征。
具有可以同时的具有时间和空间的可分性、探测深度达、分辨率高、信息丰富等优点。
近几十年来，我国科学技术快速进步，经济迅猛发展，各项基础建设稳步展开，对于各种矿产资源、能源、地下水资源等的需求快速增加。
同时，各项建设中遇到了许多工程问题，如公路建设中的地下空洞、煤田开采中的陷落柱、隧道开挖中的突水问题等等。
这些因素在一定程度上制约着我国经济的发展，而顺便电磁法的出现，利用其测量方面的优势，已经发展成为探测油气、金属和非金属矿产的一种重要方法，并且在深部地质构造研究，工程勘察、油气、矿产、水、地热勘探等领域得到了广泛的应用。
可以很好地保证资源供给，减少经济损失，加快建设进度。
2、研究现状2.1、研究历史对勘测工程工作的种种困难，把瞬变电磁法应用到地质勘探中的想法在上世纪30年代就有人提出来。
最初的时域电磁法是利用到了L.W.Blan在1993年获得专利，用电磁脉冲激发提供电偶极形成电场。
随后在前苏联有人提出了瞬变电磁测深法。
在50年代，前苏联、加拿大、美国等国已经开始就瞬变电磁法的理论与应用技术进行了深入的研究，同时期由J.R.Wait 提出了使用瞬变电磁场法寻找导电矿体的理念。
前苏联也基本已经建立了瞬变电磁法与野外施工的技术方法，更在70、80年代开展了大量的测量工作，特别是在二维和三维测量的方面就有了很大的进步，这使的瞬变电磁法在地质勘探上运用有了很大的发展。
瞬变电磁法
瞬变电磁法
瞬变电磁法是以时变电磁法为基础的一种测量方法，用于测量地下物质的集体性物理参数，如地层密度、水位变化和地下水的渗透率等。
它是地球物理测量方法中最常用的一种，用于探测地下分布状况，有助于人们对地下物质的性质和分布进行详细的了解。
瞬变电磁法的基本原理是利用特殊的装置，在地面上不断发射和接收时变的电磁波，在接收端可以检测到地下物体的信号反射，然后根据信号强度和持续时间，推断地下物体的参数，以及地面上电磁信号传播衰减规律。
瞬变电磁法是一种非接触性的探测方法，在探测深度和范围比较大的情况下，可以获得比较精确的测量结果。
瞬变电磁法主要包括发射、接收和计算三部分，发射部分是运用电子器件将电能变为电磁波，同时将其发射到地下；接收部分是接收来自地下的电磁信号，并将其转换为电信号输出；计算部分是根据接收到的信号，通过计算方法得到电磁属性的信息。
瞬变电磁法用于探测地下物体的几何特性，经常用于探测深层发育环境，用于表征水位变化、渗透率变化，以及地下资源运动态变化，如油气流动、岩溶洞穴生成等。
它可以用于钻探灾害监测，也可以用于地质灾害预测，比如岩溶型地质灾害和水文地质灾害等。
瞬变电磁法拥有广阔的应用前景，它可以用于地下水资源的勘探、评价和管理，可以用于环境监测，用于定位水补给点，可以用于污染源的探测，用于油气勘探、水文勘探，以及地震活动和火山灰等活动的监测等等。
瞬变电磁法是一种新兴的测量技术，只要安装简单，易于操作，测量效果可靠，准确性较高，而且受社会及科技进步的不断推动，其应用技术也会得到持续改善，可以被广泛应用到工程实践中去，为人们对地下物质的性质和分布提供重要的参考。
瞬变电磁法 解释
瞬变电磁法在金属矿勘探中的应用
瞬变电磁法是一种常用的金属矿勘探方法，其原理是利用人工在发射线圈加以脉冲电流，产生一个瞬变的电磁场，当磁场沿地表向深部传播时，遇到不同介质时会产生涡流场或使活泼的碱金属产生能级跃迁或使含有大量氢原子的液体的氢原子核沿磁场方向产生定向排列。
当外加的瞬变磁场撤销后，这些涡流场的释放或者活泼的碱金属要恢复原有的能级，释放跃迁产生能量。
利用接收线圈测量接收到的感应电动势 v2，该电动势包含了地下介质电性特征，通过种种解释
手段（一维反演，视电阻率等）得出地下岩层的结构。
瞬变电磁法具有工作效率高、精度高等优点，但也不能取代其它电法勘探手段。
在金属结构物对测量的影响一文中提到，当遇到周边有大的金属结构时地面或空间的金属结构时，所测到的数据不可使用，此时应补充直流电法或其它物探方法。
同时在地层表面遇到大量的低阻层矿化带时，瞬变电磁法也不能可靠的测量。
因此在选择测量时要考虑地质结构。
在测量过程中，要随时记录地表可见的岩石特征，装置的倾角以及高程，以便在后续的解释中，准确的划分地层构造。
同时在一个工区工作之前，要做实验，选择合理的装置以及供电电流，一经确定，不能在测量中变更装置和供电电流，否则对解释造成影响。
在进入工区前尽量寻找已知地层的基准点对仪器进行校准，以确保测量的准确性。
瞬变电磁法的解释，通常分为定性解释和定量解释。
定性解释一
般是观察测线多道剖面，通过多道剖面可以定性的看出地层的分布情况，同时应排除晚期道的干扰假象。
对双峰异常要多加关注。
定量解释则是通过一维反演等手段，根据初始模型对数据进行解释，得出地下岩层的结构和物性参数。
瞬变电磁：瞬变电磁的概括
瞬变电磁：瞬变电磁的概括概述瞬变电磁现象是指电信号在时间上的瞬间变化所产生的电磁波，是电磁学中重要的现象之一。
它被广泛应用于雷达、通信、导航、计算机网络、医学成像、物探技术等领域。
瞬变电磁学是一门研究瞬变电磁现象的交叉学科，它涉及电磁场理论、电路理论、微波技术、数字信号处理、数学分析等多个领域。
瞬变电磁的产生和传播瞬变电磁的产生和传播具有以下特点：1.瞬变电磁波是由突然变化的电流或电荷产生的，它的形状通常为锯齿状、方波状或斜波状。
2.瞬变电磁波的频率范围很宽，从几千赫兹到几百兆赫兹都有可能。
3.瞬变电磁波在离源较远处传播时呈球形传播，由于其频率范围很宽，不同波长的成分会展开成不同的波形，从而形成复杂的波形。
4.瞬变电磁波在传播过程中的衰减和传播速度受到环境和材料等因素的影响。
瞬变电磁的应用瞬变电磁在工业、军事和科研领域具有广泛的应用，以下是一些典型的应用：物探技术物探技术是利用自然电磁场或激发电磁场对地下物质进行探测的一种技术。
瞬变电磁作为一种重要的物探手段，可以用于地下水、矿产资源、地质构造等的勘探和探测。
雷达技术雷达技术是一种利用无线电波进行目标探测和测距的技术。
瞬变电磁波可以被用于构造高分辨率的雷达图像，以提高雷达探测的精度和效率。
通信技术瞬变电磁波可以用于高速数字通信系统中，如光纤系统、卫星通信系统等。
医学成像瞬变电磁波可以用于医学成像技术中，如微波成像、磁共振成像等。
其中，微波成像可以将电磁波穿透人体组织，获取关于组织结构、肿瘤等病变的信息。
计算机网络瞬变电磁波可以用于计算机网络中，如Wi-Fi、蓝牙等技术中，以构建高速、无线的网络。
结论瞬变电磁作为一种重要的电磁现象，具有广泛的应用前景。
随着技术的不断发展，瞬变电磁学将助力更多领域的未来发展。
瞬变电磁法原理
瞬变电磁法原理瞬变电磁法是一种地球物理勘探方法，它利用地球瞬变电磁场的变化来探测地下的电性结构。
瞬变电磁法原理是基于法拉第电磁感应定律和麦克斯韦方程组的理论基础上发展起来的。
在地球物理勘探中，瞬变电磁法具有较高的探测深度和分辨率，被广泛应用于矿产勘探、地下水资源调查、环境地质调查等领域。
瞬变电磁法原理的核心是通过地面上的发射线圈激发电磁信号，然后利用接收线圈测量地下介质对电磁信号的响应。
在瞬变电磁法中，发射线圈产生的电磁信号会在地下的不同介质中发生反射、折射和散射，这些过程会导致接收线圈接收到不同的电磁信号。
通过分析接收到的电磁信号，可以推断地下介质的电性特征，从而实现地下结构的探测。
瞬变电磁法原理的实现过程可以简单描述为，首先，发射线圈施加电流激发电磁信号，然后接收线圈测量地下介质对电磁信号的响应。
接收到的信号经过放大、滤波等处理后，得到地下介质的电性特征信息。
通过分析这些信息，可以绘制出地下电性结构的剖面图，从而为地质勘探工作提供重要的参考依据。
瞬变电磁法原理的关键在于对地下电磁响应的准确解释和分析。
地下介质的电性特征会对电磁信号产生不同的响应，这种响应与地下介质的电导率、介电常数等物理性质有关。
因此，通过对接收到的电磁信号进行反演处理，可以推断地下介质的电性结构，包括电导率、介电常数等参数。
这些参数对地质勘探具有重要的意义，可以帮助勘探人员判断地下是否存在矿产、地下水资源的分布情况等。
总的来说，瞬变电磁法原理是基于地球物理学和电磁学的理论基础，通过对地下电磁响应的测量和分析，可以实现对地下电性结构的探测。
瞬变电磁法在地质勘探、水资源调查、环境地质调查等领域具有重要的应用价值，可以为勘探工作提供重要的技术支持和科学依据。
随着科学技术的不断发展，瞬变电磁法原理和技术将继续得到改进和完善，为地下结构的探测提供更加精准和可靠的技术手段。
瞬变电磁原理与应用课件
无损探测
瞬变电磁法是一种非接触式探 测方法，对地下目标进行无损 探测，不会破坏地质结构。
成本低
瞬变电磁法所需设备相对简单， 成本较低，便于推广应用。
瞬变电磁法的局限性
受地形影响较大
瞬变电磁法在复杂地形和地表覆盖地 区的应用受到一定限制，探测精度和 可靠性可能下降。
对高阻覆盖层穿透能力以探测深部目标。
对低阻目标敏感度低
瞬变电磁法对低阻目标体的敏感度较 低，可能难以识别和区分。
数据处理和解释难度较大
瞬变电磁法的数据处理和解释涉及到 多个参数和复杂的地球物理特征，需 要专业知识和经验。
瞬变电磁法的发展趋势与展望
智能化探测
多方法综合应用
随着人工智能和机器学习技术的发展，未 来瞬变电磁法有望实现智能化探测，提高 数据处理的自动化程度和精度。
瞬变电磁法的应用领域
矿产资源勘探
瞬变电磁法可以用于寻找金属矿、煤炭等矿产资源，通过测量和分析 二次磁场的变化，可以推断出矿体的位置和埋深等信息。
工程地质勘察
瞬变电磁法可以用于工程地质勘察，如公路、铁路、桥梁、建筑等工 程的场地勘察，了解场地地质构造和岩土性质等信息。
水文地质调查
瞬变电磁法可以用于水文地质调查，如地下水资源的勘探、地下水污 染的监测等，了解地下水的分布和流动规律等信息。
瞬变电磁法在矿产资源勘探中的应用
总结词
高效、准确
详细描述
瞬变电磁法在矿产资源勘探中应用广泛，通过测量地下介质的电性特征，能够高效准确地探测出矿产 资源的分布和储量，为矿产资源开发提供重要的技术支持。
瞬变电磁法在地下水勘探中的应用
总结词
快速、无损
详细描述
瞬变电磁法在地下水勘探中具有快速、 无损的优势，通过测量地下介质的电 导率变化，能够快速准确地确定地下 水的位置和储量，为地下水资源开发 提供重要的技术手段。
瞬变电磁
3 瞬变电磁的特点
存在问题： 1、对浅层的垂向分辨能力不强。因为采样时间不能
提得很早，最早的采样时间几微秒，电阻率100， 也难对20米深度分层； 2、同点装置边长越小，测的的视电阻率越小，与大 地电阻率不符； 3、现只有一维水平层状大地模型的定量解释方法。 4、信噪比较低，更易受天然或人文干扰电磁信号的 影响。
4.2.1 瞬变电磁场的扩散特点
美国地球 物理学家 M.N.Nabigh an研究了断 电后二次涡 流的分布情 况：
4.2.1 瞬变电磁场的扩散特点
他指出，任一时刻的 涡电流产生的磁场可等 效为一个水平环状的线 电流产生的磁场。
地下涡电流向下、 向外扩散的现象---“烟圈 效应”。
4.2.1 瞬变电磁场的扩散特点
７、利用该方法的测量系统，可实施地面、空 中、地下、水上、井中或坑道电磁法探测;
８、不受高阻层的屏蔽影响，能穿透高阻层， 对低阻层灵敏、分辨能力强，在低阻围岩区， 由于是多道观测，早期道的地形影响较易分 辨;
3 瞬变电磁的特点
９、剖面测量与测深工作同时完成，提供了更 多有用信息，减少了多解性。 由于上述诸多特点，且伴随仪器的数字化 与智能化，近些年来，瞬变电磁法在国内外 都得到了较快的发展，应用范围非常广泛， 并获得了明显的应用效果。
4.2 瞬变电磁基本理论
4.2.1、瞬变电磁场的扩散特点 一次磁场是以两种途径传播：
第一种激发方式是，电磁波首先在空气中以光速很快传播 到地表的每个点，然后有一部分电磁能量由地表传入地 下，这是根据惠更斯原理，波前上每个点都视为一个新 的球面波振源，故地表的每一个点都陆续成为波源，将 部分电磁波传入地中，在远区，这种一次磁场可以认为 是不均匀平面波，且沿铅直方向传播到地中。
瞬变电磁
4.2.1 瞬变电磁场的扩散特点
I ; t 0 I (t ) 0; t 0
电流---磁场；电流断开---磁场消失； 磁场变化---介质中感应电流---感应磁场； 介质欧姆消耗---感应电流衰减--感应磁场衰减变化----感应出强度 更弱的电流； 这一过程一直进行，直至大地的 欧姆损耗， 将磁场能量消耗完 毕为止。
全域电阻率
4.2.3 模型响应特征
不同发射线框边长的瞬变响应特征的比较
0.1 0.01 0.001 0.0001 1E-005 1E-006 1E-007 1E-008
Vz(v) 1E-009
1E-010 1E-011 1E-012 1E-013 1E-014 1E-015 1E-016 1E-017 1E-006 1E-005 0.0001 0.001 0.01 0.1 1 10 Tx 10 50 100 200 500
t(s)
大地电阻率1.0欧姆米； 发射线框分别取10米 *10米、50米*50米、 100米*100米、500米 *500米，匝数为1， 发射电流强度为10安 培；接收线框面积为 1平方米，匝数为1， 接收时间范围从1.0e5秒到10秒，指数等 间隔0.1，共61个时刻 点。
4.2.3 一维模型的响应特征
4.2.1 瞬变电磁场的扩散特点
第一种传播方式是瞬时建立的，由于大地的电抗作用， 第二种场的建立比较迟缓。早期，两者在时间上是 分开的，随着时间的推移，两种场相互叠加，随后 达到极大值。在晚期，第一种激发方式的场在各处 衰减殆尽，在地中第二种场占居主导地位，电磁场 以“烟圏”形式逐步扩散到深处，在每一地层中的 涡流都有产生和增加的过程以及达到最大后逐渐衰 减的过程，并且随深度的增加出现极大值的时间逐 渐向后推移。
瞬变电磁法
瞬变电磁法
一种新的时间反演方法
瞬变电磁法是一种新的时间反演方法，它是基于地球电磁场的快速变化原理，用以检测地球介质中的地震波时间反演，进而可以对大范围的地震活动进行研究。
它的原理是当地的地震波发生变化时，地球介质中的电磁场变化也会被快速激发，通过观测和记录这些电磁场变化可以推断某一特定时间段内发生了什么样的地震波变化。
在时间反演中，首先要让记录仪记录大量的原始地震数据，然后利用一些数学模型对这些数据进行处理，进而对地震活动（地震波发生的时间和性质）进行重建。
瞬变电磁法的时间反演效果可以空间大范围地探测地震活动，而且也不受地
震波层次结构、目标位置分布等空间因素的影响。
另外，该方法采用多极体检测系统，检测只需很少时间，即使对于大规模地震反演，也很容易实现。
瞬变电磁原理
涡轮喷气原理涡轮喷气原理是现代航空发动机的核心工作原理，也是飞机能够飞行的重要基础。
涡轮喷气原理利用了牛顿第三定律和质量守恒定律，通过喷气推进来推动飞机前进。
接下来我们将详细介绍涡轮喷气原理的工作过程和相关知识。
首先，涡轮喷气原理的工作过程可以分为三个主要阶段，压缩、燃烧和推进。
在压缩阶段，空气被引入发动机并经过压缩机进行压缩，增加了空气的密度和压力。
接着，压缩后的空气进入燃烧室，在燃烧室内与燃料混合并点燃，产生高温高压的燃气。
最后，高速喷出的燃气通过喷嘴产生的推力推动飞机前进。
在涡轮喷气原理中，涡轮是起到关键作用的部件。
涡轮由涡轮叶片和轴组成，涡轮叶片又分为高压涡轮和低压涡轮。
当燃气喷出并产生推力时，燃气也会流过涡轮叶片，使得涡轮叶片转动。
高压涡轮和低压涡轮分别连接着压缩机和涡轮喷气室，通过转动带动压缩机和涡轮喷气室的工作，形成了连续的工作循环。
涡轮喷气原理的工作原理非常精密，需要各部件协同工作才能实现高效的推进效果。
其中，压缩机和涡轮喷气室是非常重要的部件。
压缩机负责将空气压缩，提高空气的密度和压力；而涡轮喷气室则通过喷嘴将高温高压的燃气喷出，产生推力。
这两个部件的工作效率和精准度直接影响着发动机的性能和燃油利用率。
此外，涡轮喷气原理还涉及到燃料的选择和燃烧过程。
燃料的选择需要考虑能量密度、燃烧温度和环境影响等因素，而燃烧过程则需要保证燃料和空气充分混合并且燃烧充分，以获得最大的推进力和效率。
总的来说，涡轮喷气原理是现代航空发动机的核心工作原理，通过压缩、燃烧和推进三个主要阶段来产生推进力。
涡轮喷气原理的工作过程精密而复杂，需要各部件协同工作才能实现高效的推进效果，是现代航空技术的重要基础。
瞬变电磁仪原理
瞬变电磁仪原理“嘿，你们听说过瞬变电磁仪不？”有一天，我和小伙伴们在公园里玩耍，突然看到一群人在不远处拿着一些奇怪的仪器在忙碌着。
我们好奇地跑过去看，只见那些人拿着一个长得有点像大盒子的东西，上面还有好多按钮和屏幕。
我心里充满了好奇，这到底是啥玩意儿呢？瞬变电磁仪就像一个神奇的探测器。
它有几个关键的部件呢。
有一个像大圆盘的东西，那是发射线圈，就像一个超级大喇叭，可以发出强大的信号。
还有一个接收线圈，就像一个小耳朵，能听到地下传来的回应。
那它有啥功能呢？发射线圈会发出一种特别的信号，就像我们对着山谷大喊一声，然后等着回声一样。
这个信号会进入地下，遇到不同的东西就会有不同的反应。
接收线圈就负责把这些反应接收回来，然后仪器上的屏幕就会显示出各种图案和数据。
瞬变电磁仪的主要技术可厉害啦！它就像一个超级侦探，能看穿地下的秘密。
它利用电磁感应的原理，通过发射和接收信号来探测地下的情况。
比如说，地下有没有水呀，有没有宝藏呀（哈哈，开个小玩笑），或者有没有空洞啥的。
它工作的时候，就像一个勤劳的小蜜蜂，不停地忙碌着，为我们寻找地下的秘密。
在我们的日常生活中，瞬变电磁仪也有很多应用场景呢。
有一次，我们小区旁边要建一个新的大楼。
那些工程师们就拿着瞬变电磁仪在那里探测。
我和小伙伴们在旁边看着，心里充满了好奇。
我就问其中一个工程师叔叔，这个仪器是干啥的呀？叔叔笑着说，这个仪器可以帮助他们了解地下的情况，看看有没有什么障碍物或者不稳定的地方。
这样他们就能更好地设计和建造大楼啦。
就像我们在玩游戏的时候，要先了解游戏规则和场地，才能玩得更开心。
我觉得瞬变电磁仪真的好神奇呀！它就像一个魔法棒，能让我们看到地下的世界。
虽然我们平时看不到地下的情况，但是有了瞬变电磁仪，我们就能更好地了解我们生活的这个地球啦。
我们应该好好学习科学知识，将来也能像那些工程师叔叔一样，用这些神奇的仪器去探索世界。
第四讲瞬变电磁
一、概述
2009.9
SIROTEM-3瞬变仪器
一、概述
2009.9
TerraTEM瞬变仪器
一、概述
2009.9
PROTEM瞬变电磁系统
一、概述
2009.9
该产品为瞬变电磁仪接收机专用 天线，天线等效面积大、信噪比高、 敷设方便、不受地形限制
PTT-40瞬变电磁仪接收天线
二 、瞬变电磁法基本理论
1） 划分地层结构与隐伏构造 2002年3月，某地质队为调查某市新建垃圾场的地层结构与隐伏构造，
在拟建区开展了瞬变电磁法的探测工作。
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五、瞬变电磁法在工程与环境地质调查中的应用
1） 划分地层结构与隐伏构造
经野外探测、计算机的分析处理、钻探验证后，准确地探测出拟建垃 圾场区的地层结构与隐伏构造。右图为其中的3#测线剖面图。在测点4处 进行了钻探。钻探结果为：0～1.7米为耕植土，1.7～3.0米为含碎石粘 土，3.0～12.9米为强风化白云岩，12.9～15.8米为断层破碎带（角砾 岩），15.8～26.3米为中风化白云岩。
（4）分离式线框装置：发射线框与接收线框保持一定距离 分别布置的测量系统称分离式线框装置。该装置有两种形式， 一种是发射和接收线框尺寸大小完全相同，另一种是接收线 框为偶极接收器（图d）
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三、瞬变电磁法的野外工作方法
(5)双线框装置：双线框装置是由两个大小相同，平行而相 邻的线框并联构成。该装置如图e所示，双线框即做发射线框， 又做接收线框，工作方式类似于单线框装置;发射和接收线框 分别由两个大小相同而又独立的双线框组成，工作方式类似 于共线框装置。双线框装置抗干扰能力强，但施工不方便， 使用时受到限制。
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五、瞬变电磁法在工程与环境地质调查中的应用
3）寻找地下溶洞或地下防空洞或矿区采空区
为探测其具体位臵特设定：测点点距10米，正方形探测线圈的边 长10米，激发频率25赫兹。勘察成果图--多测道V/I异常曲线剖面图 （下面左图）以及视电导率拟断面图（下面右图）。在多测道V/I异常 曲线剖面图（下面右图）上，6#测点处有明显的异常，反映出高阻阻 电性特征，即为防空洞的反映；在视电导率拟断面图（下面右图）上，
5）、根据需要转换出各种参数。
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四、瞬变电磁法的资料处理和解释
从瞬变电磁场的传播过程来看，存在早期、晚期场
2、全区视电阻率计算 之分，早期瞬变电磁场是内近地表的感应电流产生的，反映 浅部电性分布；晚期瞬变电磁场主要是由深部的感应电流产
生的，反映深部的电性分布。由于地磁场性质的不同，早期
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Байду номын сангаас二 、瞬变电磁法基本理论
t<0 Tx
x
z
矩形框磁力线
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二 、瞬变电磁法基本理论
在t=0时刻，将电流突然断开，由该电流产生的磁场也立
即消失。一次磁场的这一剧烈变化通过空气和地下导电介质传
至回线周围的大地中，并在大地中激发出感应电流以维持发射
电流断开之前存在的磁场、使空间的磁场不会即刻消失。 由于介质的欧姆损耗，这一感应电流将迅速衰减，由它产 生的磁场也随之迅速衰减，这种迅速衰减的磁场又在其周围的 地下介质中感应出新的强度更弱的涡流。这一过程继续下去， 直至大地的欧姆损耗将磁场能量消耗完毕为止。这便是大地中 的瞬变电磁过程，伴随这一过程存在的电磁场便是大地的瞬变 电磁场。
-30 -40 -50 -60 -70 -80 -90 -100 -110
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五、瞬变电磁法在工程与环境地质调查中的应用
目前，在工程、环境物探中TEM的应用非常广泛、在 桥基、路基、坎基、高层建筑地基勘查，地热和地下水资 源探测，岩溶、滑坡、煤矿陷落柱、地下水污染等灾害地 质和环境地质调查中，TEM都发挥了重要作用。
二 、瞬变电磁法基本理论
在瞬变过程的早期阶段，频谱中高频成分占优势，因 此涡旋电流主要分布在地表附近，由于趋肤深度的高频效 应，阻碍电磁场向地下深部传播，因此早期阶段的瞬变场 主要反映地层的浅部地质信息。
在晚期阶段，高频成分被导电介质吸收，低频成分占
主导地位，在这一阶段，局部地质体中的涡流，实际上全 部消失，而各层产生的涡流磁场之间的连续相互作用使场 平均化，这时瞬变场的大小主要依赖于地电断面总的纵向 电导。
图中的上图、下图分别是两平行测线的物探成果图，两测线相距35米 左右。图中X轴方向50米处的绿色小圆圈表示贵阳市某公园的地下溶洞，
与实际情况相符。
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五、瞬变电磁法在工程与环境地质调查中的应用
3）寻找地下溶洞或地下防空洞或矿区采空区
2002年1月，在重庆大坪医院某生物试验基地开展瞬变电磁法
6#测点处的异常以一点为中心呈近圆状分布，视深度约为5.0～7.8米，
反映出地下防空洞的空间分布特征和形态。
出固定发射回线、移动接收回线瞬变电磁仪，并利用该装臵于
1964年和1970年在塞浦路斯和南美洲取得找矿效果。70年代以 后，各种地面TEM仪器相继问世，促进了TEM的应用理论研 究的迅速发展。近几年来，瞬变电磁法发展迅速，仪器更新较 快。在我国，TEM的研究始于70年代。
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一、概述
原长春地质学院、地矿部物化探研究所、中国有色金 属工业总公司矿产地质研究院、原西安地质学院和中南工 业大学等单位相继研制了TEM仪器，并开展了理论和方 法技术方面的研究。80年代中期以后，该方法在我国应用 得到迅速推广，由最初金属矿勘探发展到地热、水资源、 水文地质、环境与工程地质的探测，其应用范围日益广泛。
在X轴方向530、550、570处的附近，某勘测设计研究院设有钻孔13#、 14#、15#。经钻探验证，地下水位线大约在125米深度处。图中所标示的地 下水位线（黑线）基本上与之吻合；其所反映的地质结构经某勘测设计院的 地质专家鉴定基本上符合实际情况。
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五、瞬变电磁法在工程与环境地质调查中的应用
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三、瞬变电磁法的野外工作方法
(6)固定发射移动接收装臵：该装臵由一个固定的大线
框和一个可移动的多绕层小线框组成，大线框为发射框、小
线框为接收框。发射线框通常为矩形，长边约600m以上，有
时可达1～2km;接收框，通常为正方形，边长在lm以内;观测 点可布臵在发射框内或外。该装臵可通过调节接收线框方位 进行三分量观测，是目前较普遍的观测方法之一(图f).
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四、瞬变电磁法的资料处理和解释
原始数据 图件绘制 格式转换 资料解释 全区视电阻率计算 地质结论
时深转换
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四、瞬变电磁法的资料处理和解释
1、资料的整理
1）、传输打印野外观测数据； 2）、检查验收原始记录数据、野外测点状况编录和 仪器工作状态的记录 3）、对原始记录数据进行整理、编号、汇总装订， 并编写索引和说明； 4）、根据需要对数据进行滤波处理。
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二 、瞬变电磁法基本理论
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三、瞬变电磁法的野外工作方法
1、装臵类型:
(1)单线框装臵：单线框装臵是瞬变电磁测量系统中最简单的一
种，其主要特点是发射器和接收器为同一线框，既做为发射框，同时 又作为接收框。线框形状可以是正方形，亦可为矩形，线框边长一般 在200m之内，视具体情况而定(图a). (2)共线框装臵：共线框装臵是指发射框和接收框具有完全相同的 几何形状和尺寸，但两线框相互独立布臵在同一位臵上(图b)．
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二 、瞬变电磁法基本理论
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二 、瞬变电磁法基本理论
在导电率为σ、导磁率为μ的均匀各向同性大地表面敷
设面积为S的矩形发射回线在回线中供以阶跃脉冲电流
I t 0 I (t ) 0 t 0
在电流断开之前（
大地和空间中建立起一个稳定的磁场，如下图所示。
t 0 时），发射电流在回线周围的
或者晚期定义之公式也不相同。常用的重叠回线装臵若采用 晚期场计算公式，会造成中早延时段视电阻率增大，产生很
大误差，造成浅部勘探盲区很大，所以一般采用全区视电阻
率的计算公式。
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四、瞬变电磁法的资料处理和解释
3、成果图件 1）、多道V/I剖面图； 2）、视电阻率断面图； 3）、视电阻率曲线类型图； 4）、某些测道的视电阻率或V/I平面等值线图；
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五、瞬变电磁法在工程与环境地质调查中的应用
2）界定地下水位 2000年11月期间，某勘测设计研究院为界定乌江两岸地下水位在乌江某
电站建成前后的变化，而在乌江某地应用瞬变电磁法做了一些实验。
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五、瞬变电磁法在工程与环境地质调查中的应用
2）界定地下水位
图中X轴方向的数值表示测点距离，Y轴方向的数值表示视深度值。
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三、瞬变电磁法的野外工作方法
(5)双线框装臵：双线框装臵是由两个大小相同，平行而相
邻的线框并联构成。该装臵如图e所示，双线框即做发射线框， 又做接收线框，工作方式类似于单线框装臵;发射和接收线框
分别由两个大小相同而又独立的双线框组成，工作方式类似
于共线框装臵。双线框装臵抗干扰能力强，但施工不方便， 使用时受到限制。
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一、概述
SIROTEM-3瞬变仪器 2009.9
一、概述
TerraTEM瞬变仪器 2009.9
一、概述
PROTEM瞬变电磁系统 2009.9
一、概述
该产品为瞬变电磁仪接收机专 用天线，天线等效面积大、信噪比 高、敷设方便、不受地形限制
PTT-40瞬变电磁仪接收天线 2009.9
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三、瞬变电磁法的野外工作方法
2、装臵形式的选择 3、回线大小的选择
增大发射回线和接收回线边长，将会增强信号强度，并延长有效 信号的持续时间，从而有利于加大探测深度。但二者的增大使野外 工作难度增加，同时使测量结果受影响的范围扩大，从而降低了横 向分辨率。此外，增大接收回线边长时，不仅增大了有效信号强度， 也使干扰信号强度增大。因而，在保证预定勘探深度的情况下，一 般都应选择尽可能小的回线边长。模拟实验结果和野外实例表明： 同点装臵可以有把握地探测到线性尺寸相当于回线边长、埋深为 2 倍回线边长的良导体。因此，采用同点装臵时，应取回线边长等于 或赂大于0.5倍探测深度。采用框—回线装臵时，大定源发送回线边 长可等于或暗大于拟探测深度。
3）寻找地下溶洞或地下防空洞或矿区采空区
贵阳某公园1#测线瞬变电磁法剖面图
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贵阳某公园2#测线瞬变电磁法剖面图
五、瞬变电磁法在工程与环境地质调查中的应用
3）寻找地下溶洞或地下防空洞或矿区采空区
2000年11月份，某勘测设计研究院在贵阳市某公园应用瞬变电磁 法探测地下溶洞。
图中X轴方向的数值表示测点号，Y轴方向的数值表示视深度值。
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四、瞬变电磁法的资料处理和解释
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四、瞬变电磁法的资料处理和解释
1 2 3 4 5 6 8 9 10 11 12 13 14 15 16
-30 -40 -50 -60 -70 -80 -90 -100 -110 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160