三分量线圈在均匀地层中的电磁场特性分析
三分量感应水平线圈系在薄交互地层中的井眼影响研究
２ ０ ２ ５ ｍ
１ ． ３ ５ ５ ￣ ｎ
卫５ ＝ ； ＝ ｍ
ｌ ７ ６ ８ Ｉ ｎ ｌ
圈 １薄交互地层建模
２ 网格 剖分
相对于 厚层模型来 ， 薄交一 层模型的网 格剖
分 较 为 复 杂 。薄交 互 层 中狭 小 区域 的 网格 数 量 会
模 ， 如【 鬈 １ １ ａ 所示 。薄层厚度为０ ． ３ ｍ ｆ ： 下 糟的厚
度 为无 限 人， ｔ － ｉ ｌ ￣ 半径 为 ０ ． １ ｍ。选取 直 角坐 标 系 ｘ ， ｙ ，
维数值计算求解 。本文应门 Ｊ Ｃ Ｏ Ｍ Ｓ Ｏ Ｉ 村限兀软件 计 算水 甲 磁偶极 ｆ源 产牛 的 电磁 场 ， 分析ｊ ｂ ｉ ｔ ： ｌ ｉ ｌ ￣ 影响 。 一维数值 汁算儿何建模时 ， 将求解区域分为薄
层 、Ｉ － 下 罔岩 、 仪器棒、 Ｊ ｂ ｌ ｔ ￣、 发射 源多个 部分 。在远 处 观测 ， 磁 偶极 子源 产生 的 电磁波 近似 为球 面波 ， 所
计算机运行所 占内存的前提下 ， 合理设定几何模 型
的尺 寸 。根 据 薄交 互 层模 型 的特 点 ， 网格剖 分 中我 们提 出 了如 下 的解决方 案 ：
广 阵 列
ｌ 靖 ０ Ｊ
阵列 ２
Ｉ 哗 列 ： ｛
ｌ 虾 圳 ， Ｉ
接收线
脐敞线 一咋列
【 ）【 ５ ｍ
仵 杰 许 亮
西安石 油 大学 光 电油 气测 井与检 测教 育部 重点 实验 室
摘 要： 三分量感应仪 器最初的设计 目的是测量薄交互层的电导率和层厚 。建立 ０ － ３ 米三层薄交互 层模 型， 应 用Ｃ Ｏ ＭＳ ＯＩ 有 限元软件三维数值计算测井响应 ， 分析其井眼影响。结果表 明： 仪 器在 地 层 中位 置 的不 同 ， 视 电导率 值 的大 小也不 同 仪 器的子 阵列 井眼影 响不 同， 短 阵列 的井 眼影响 比 长阵列要 大。发射源在薄层 交界 面和薄层 中心处时， 仪 器所受到的井眼影响变化很 小 通过 总结 三 分 量感应 水 平线 圈系在 薄 交互地层 中井 眼影响 的一 些知识 ， 为 下一 步仪 器设计 奠定 理论基 础 。 关键词： 三分 量感应 仪 器 ； 薄 交互层 ； ＣＯＭＳ ＯＩ 有 限元软件 ； 井眼影 响
三分量感应测井仪的线圈系结构设计
·开发设计·
三分量感应测井仪 谢 雁
(西安石油大学 ,陕西省光电传感与测井重点实验室 陕西 西安)
摘 要 : 三分量感应测井系统是一种全新的地层结构探测系统 ,它可以识别地层的三维特性 ,是人们认识地层特性 , 进行油 、气储层评价的非常有效的方法 。三分量感应测井仪通过布置三组相互垂直的发射 - 接收线圈对 ,可直接测量地 层的水平电阻率和垂直电阻率 ,通过测量两个交叉分量还可得出地层的倾角和方位 。文章主要从三分量感应系统线圈 系的聚焦理论和方法出发 ,为了消除线圈间的直接耦合 ,提出了一套全新的线圈系结构设计方案 ,并对其进行了详细阐 述。
于交叉分量 , 我们采用接收
聚焦的方法 。因此对交叉
接收线圈 Cxy 、Cxz分别设置 了聚焦线圈 B xy 、B xz 。由于 交叉接收线圈 Cxy及其聚焦 线圈 B xy位于 xy 平面内 , Tx 和 Ty 都可在 Cxy 上产生直 接耦 合 信 号 , 因 此 需 要 对
Tx 、Ty 分 别 聚 焦 。而 同 一 线圈 B xy 的匝数固定后 , 不 可能对 Tx 和 Ty 同时聚焦 。 为此 , 对于聚焦线圈 B xy 需 设计 两 个 引 出 端 , 分 别 为
参考文献
[1 ] J H Schoen ,Liming Yu ,D T Georgi . Aspects of Multi2com2 ponent Resistivity Data and Macroscopic Resistivity Anisotropy[ C ] . 2001 ,SPE 74334
(上接第 28 页) 垂直电阻率 ,地层倾角和仪器方位 ,以及各向异性地层 模型的两种含水 (油) 饱和度等丰富的地层信息 。
3 结 论
井中三分量磁测找磁铁矿中应用的一个实例
图 ’" #$!%& !!(!" 矢量图
矿为东西走向。此时若是把曲线当成了一个合并的 异常， 用特征点法可以计算出 #$ % &’ ( 段， 在南 "’ ( 处有矿体存在； )’’ % )*+ ( 段南 $’ ( 有矿体存 在。此时 似 乎 合 并 与 分 离 解 释 发 生 了 矛 盾； 通过 （ 图 #） 和 !!,!" 参量图 （ 图 +） ， 认为 !!,!" 矢量图 矿体为东西走向， 多层， 斜磁化， 结合地面磁异常， 可 确定钻孔位于矿体的西北角。通过以上分析， 认为 可以把复杂的形态通过合并、 分解化为简单地质体 万方数据 进行处理， 使问题得以解决。图 * 中的 +’ ( 处的薄
"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" 上接 )*+ 页
,-./0123456 4057548-7328342 .9 4.56 2-5: ;32873<=83.> 3> 4->8756 2.=80-7> 45>,?35> =/6398
D MN?O P*+<6.*%3-# ，=QOR >*&+6*<,#， ，>F?OR S,&6T,D ，UV?W S,361,3-D
三正交线圈系测量信号与电导率曲线特性分析
４ 三 正 交 线 圈 系响应 特 性 分 析
本文计算了含有实部信号 和虚部信号 ， 以及具
有 不 同 电 导 率 的均 匀 地 层 的各 种 不 同 定 义 的视 电
３ 三 分 量 阵 列 感应 仪 器 响应
在感应 测井 中 ， 接收线 圈 中的感应 电动势 为
Ｖ＝一 （ｎ Ｈ ｉ Ｓ ｃ ）
２ １ 年第 ２ ０２ 期
仵杰 ， ： 等 三正交线圈系测量信 号与电导率 曲线特性分析
９
利用 ８ 组频率信号 ， 重复堆叠方式不断发射频率信
号从 而 可 以增 强小 信号 的测 量精 度 和抗 干扰 能
力。
：
一
ＬＴ Ｒ
Ｌ８ Ｔ
…
Ｒ３
Ｂ３
Ｒ２
Ｂ２
Ｒ１
Ｂ１
各 向异性 的三分 量感应 测量 。 目前 国 内的三 分量 阵列感 应 测 井仪 器 ， 构 如 结 下 图所 示 ， 用 单 发 多 接 收 的阵 列感 应 设计 思想 。 采
个磁场分量， 其它按照一定的关系可以得到。
作者简 介 ： 仵杰 （９５ ） 男 ， １６ 一 ， 教授 ， 博士， 主要 从事电磁 测井理论 、 数值模 拟和 阵列感应信号 处理方面的研 究。
由 （）６ （） 以建 立 阵列 感应 仪 器 的视 电导 ５ （）８ 可 率关 系式 ：
图３ 虚部视电导率 曲线
１ ０
国 外 测 井 技 术
２ １年 ４ ０２ 月
其次 分析 三分 量 阵列感 应 仪器 在 ｘ 轴上 发 射 ， Ｘ 轴 上接 收 ， ８ 阵列频 率 为 ２Ｋ， 量结 果如 图 ４ 取 个 １ 测 ，
很容易求的视电导率的复数形式 ：
半航空频率域电磁探测三分量线圈传感器设计
半航空频率域电磁探测三分量线圈传感器设计滕飞;王鹏飞;王宇;张铭;林君【期刊名称】《地球物理学报》【年(卷),期】2023(66)1【摘要】半航空频率域电磁探测方法(semi-airborne frequency domain electromagnetic method,简称SAFEM)通常借助水平线圈传感器观测垂直分量磁场信号.然而,在实际探测过程中,观测单一分量磁场信号不仅缺失水平分量磁场信息,并且在磁场响应畸变区域难以校正,造成视电阻率解释结果精度低、误差大等问题.为此,本文设计并研制了一种能够用于SAFEM探测的三分量空心线圈传感器,采用三组相互垂直的接收线圈分别接收三个分量的磁场信号.首先,为满足旋翼机载重要求,设计0.5 m直径的小尺寸圆形线圈用于接收垂直方向磁场,两个0.01 m边长的方形线圈用于接收水平方向磁场,并对三组线圈的互耦情况进行分析,确定了线圈的最佳相对位置.其次,针对线圈传感器的物理结构特点,综合线圈的寄生电阻、电感和电容值大小的分析结果,确定最终的物理结构参数.进一步地,通过分析不同阻尼状态下的传感器及前置放大电路的频率响应特性,确定了最佳的阻尼系数调节范围.在此基础上,设计了带有阻尼状态调节的低噪声差分前置放大器电路作为SAFEM信号调理模块.最后,开展屏蔽室测试实验和野外探测实验验证三分量线圈传感器的可靠性.屏蔽室内对比测试结果表明,小尺寸的三分量线圈传感器带宽能够满足探测需求,能够提供与商用传感器相当的灵敏度和测量准确性.在野外探测实验中,使用该三分量线圈传感器获得了实验场地的三分量磁场响应信号,进一步证明了该三分量传感器的有效性.【总页数】12页(P430-441)【作者】滕飞;王鹏飞;王宇;张铭;林君【作者单位】地球信息探测仪器教育部重点实验室;吉林大学仪器科学与电气工程学院【正文语种】中文【中图分类】P631【相关文献】1.直升机频率域航空电磁系统在均匀半空间上方的电磁响应特征与探测深度2.地空瞬变电磁三分量空芯线圈传感器设计3.频率域航空电磁法水资源探测深度及应用研究4.无人机频率域半航空电磁法三维反演5.膀胱全切加双侧输尿管皮肤造口的膀胱癌患者出院准备度护理观察因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
平行共轴三线圈磁场均匀性分析
关 键 词 ： 行 共 轴 三 线 圈 ；玄 姆 霍 兹 线 圈 ：磁 场 均 匀性 平
中 图 分 类 号 ：Ｏ４ １３ 文献 标 识 码 ：Ａ ４ 用 简单 方 法 形 成 匀 强 磁 场 在 技 术 上 有 重 要 意 义 ． 验 室 中 常 用 亥 姆 霍 兹 线 圈 在 小 区 域 实 内产 生 近 似 均 匀 磁 场 ， 该 磁 场 在 线 圈 轴 线 上 一 倍 线 圈 半 径 范 围 内有 大 于 ５ 的 误 差 ～ 作 但 ％ ．
３ Ｎ ０ ｏ２
ｊ ｎ ２ Ｈ２ ｕ Ｉ ）
文 章 编 号 ： ０ １３ ５ （ ０ ２ ０ —０ １０ １ ０ —８ ７ ２ ０ 】 ２０ ４ —４
平 行 共 轴 三 线 圈 磁 场 均 匀 性 分 析
昝 会 萍 ， 陈 东 立
（ 安建 筑科 技 大学 理 学 院 ，陕 西 西安 ７ ０ ５ ） 西 １０ ５
为 ， 中 间线 圈 中 的 电 流 强 度 为 ｋ （ 为 常 数 ） 点 Ｐ（ Ｙ， ） 磁 ， Ｉ ． ｚ， ０ 处 感 强 度 和 Ｙ 分 量 分 别 为
Ｂ（ ＝ （一 蚩一 （一 蚩］ ， ｌ 专 ，） 素 ，） ）ｐ Ａ ｏ ＋ ［（，） （，） Ａ 蚩 一 素蚩］ 专 ＋
根据 毕 奥 一 伐 尔 定 律 ： ， １中 Ｐ 点 的磁 感 强 度 为 萨 圈
（） ３
图 １ 单个 圆 形 线 圈
三分量感应水平线圈系在薄层中的响应特性研究
型， 用Ｃ ＯＭＳ ＯＬ有限元软件三维数值计算 三分 量阵列感应 ８个水平线 圈系子 阵列响应 ， 详 细分析其响应特征 与线
圈间距和层厚 的关 系． 结果表 明， 三层模 型 中的水平子 阵列 响应特征 由其发射 、 屏 蔽和接 收在 薄层 中的位 置决 定， 发射 、 屏 蔽和接 收进 出薄层 ， 在 响应曲线上均有一定表现． 当发射和主接收 间距 小于薄层厚度 时 ， 可有 效分辨 薄层． 当发射和屏蔽之 间的距 离小于层 厚时 ， － ． ｊ － ￣ ４ 用主接 收进 出薄层 特征 点识别 薄层 厚度． 否 则， 由于发射 、 屏 蔽和 接收
第２ ８ 卷 第 ４ 期
２ ０ １ ３年 ８月 （ 页码 ： １ ９ ３ ５ — １ ９ ４ ２ ）
地
球
物
理
学
进
展
Ｖｏ １ ． ２ ８，Ｎｏ ． ４
Ａｕ ｇ ． ，２ ０ １ ３
Ｐ ＲＯＧＲＥ Ｓ Ｓ Ｉ Ｎ Ｇ， 许
亮． 三分量感应 水平 线 圈系在 薄层 中的 响应特 性研 究． 地 球 物理 学进 展 ， ２ ０ １ ３ ， ２ ８ （ ４ ） ： １ ９ ３ ５ — １ ９ ４ ２ ， ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ６ ０ ３ ８ ／
Ｅｎ ｇｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ，Ｘｉ ’ ａ ｎ Ｓ ｈ ｉ ｙ ｏ ｕ Ｕｎｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ，ｘｉ ’ ａ ｎ ７ １ ０ ０ ６ ５，Ｃ ｈｉ ｎ ａ）
三个共轴圆线圈形成的匀强磁场
B ty ( x , y ) = B0
x R
-
CB
x R
-
C,
y R
+
Bx R
B
B R
x
,
By + R
x R
+
C
B
x R
+
C,
y R
( 7)
其中
B0 =
L0I 4PR
,
A=
II′, B=
R r
2
,
C=
d R
( 8)
亥姆霍兹线圈磁场的分量是
B hx ( x , y ) = B0
A
x R
-
1 2
,
y R
X2
cos U dU + Y 2 - 2Y cosU)
3 2
( 5)
3 3 个共轴圆线圈的磁场和亥姆霍兹线圈的磁场
3 个共轴圆线圈系统如图 2 所示. 3 个线圈 中两侧线圈的半径均为 R , 中间线圈的半径为 r ; 相邻两线圈之间的距离为 d; 3 个线圈中电流 流向相同, 两侧线圈中的电流均为 I , 中间线圈 中的电流为 I ′.
显示了这种关系.
图 3 A, B 与 C的关系
当 A和 B的取值满足( 12) , ( 13) 式时, ( 11)
式在坐标原点处的级数展开是
Bt x( x ) = B tx ( 0)
1+ E ( C)
x R
6
+O
x6 R
( 14)
式中
E ( C) = 6!
1 d6B tx( 0) Btx ( 0) dx 6
( 18)
B t(
0) =
三组轴向相互垂直的线圈产生的磁场
一、引言在物理学中，磁场是一个极具魔力的领域，它对我们周围的世界产生了深远影响。
而在研究磁场时，三组轴向相互垂直的线圈产生的磁场便是一个备受关注的主题。
本文将深入探讨这一主题，为你带来深度和广度兼具的文章。
二、三组轴向相互垂直的线圈产生的磁场概述三组轴向相互垂直的线圈，就是指三个线圈分别沿x、y、z轴放置，并且彼此相互垂直。
当电流通过这三个线圈时，会产生磁场。
这种磁场具有独特的性质，对于电磁学和工程应用有着重要意义。
三、三组轴向相互垂直的线圈产生的磁场原理1. 线圈产生的磁场我们来了解一下单个线圈产生的磁场。
根据右手螺旋定则，当电流通过线圈时，会产生一个环绕线圈的磁场。
而当三个线圈分别沿x、y、z 轴放置时，它们分别在不同的方向产生磁场，这种磁场叠加在一起，形成了复杂的磁场分布。
2. 磁场的叠加效应接下来，我们将讨论三组轴向相互垂直的线圈产生的磁场的叠加效应。
由于这三个线圈相互垂直，它们产生的磁场也相互垂直。
在空间中，这种相互垂直的磁场叠加在一起，形成了一个独特的磁场分布，具有良好的均匀性和稳定性。
3. 磁场的控制和应用我们将探讨三组轴向相互垂直的线圈产生的磁场在实际中的应用。
这种磁场具有较好的均匀性和稳定性，适用于磁悬浮、磁场传感器等领域，对于电磁学和工程应用具有重要的意义。
四、总结与展望通过本文的探讨，我们对三组轴向相互垂直的线圈产生的磁场有了更深入的理解。
这种磁场具有独特的性质，对于电磁学和工程应用具有重要的意义。
我们希望本文能够为你带来新的思考和启发，同时也期待未来在这一领域有更多的突破和应用。
五、个人观点和理解对于我个人来说，三组轴向相互垂直的线圈产生的磁场是一个非常有趣的课题。
通过深入研究和探讨，我对磁场的产生和控制有了更清晰的认识，也对它在实际中的应用有了更深入的理解。
我相信在未来的学习和工作中，这些知识和经验一定会为我带来更多的启发和帮助。
六、参考文献1. Griffiths, D. J. (2013). Introduction to electrodynamics. Cambridge University Press.2. Jackson, J. D. (1999). Classical electrodynamics. John Wiley & Sons.磁场是物理学中的一个重要领域，它具有广泛的应用和重要的理论意义。
线圈磁感应强度空间分布及其均匀性分析
Helmholtz 线圈磁感应强度空间分布及其均匀性分析04004311 李昊鹏摘要：根据Helmholtz 线圈磁感应强度分布表达式，通过MATLAB 软件对其进行数值计算，对Helmholtz 线圈磁感应强度空间分布图象及匀强特性进行了分析。
论文重点讨论了YOZ 平面的磁感应强度匀强特性、匀强磁场区域的三维图象、磁感应强度均匀性要求与准匀强磁场区域关系以及Helmholtz 线圈半径R 对匀强磁场区空间分布的影响。
关键词：Helmholtz 线圈，MATLAB 工具，磁感应强度空间分布，匀强特性一、 概述在大学物理实验“用霍尔效应测磁场”中，我们了解到在Helmholtz 线圈轴线上的磁场是近似的匀强磁场。
Helmholtz 线圈的结构如图1所示，图中R 为Helmholtz 线圈的半径，I 为线圈中的电流，A1、A2是圆线圈上对称于XOY 平面的任意两点，P （0，y 0，z 0）是YOZ 平面内的一点。
由于Helmholtz 线圈具有关于Z 轴的旋转对称性和关于XOY 平面对称性，因此，只需要分析YOZ 平面内的磁场分布。
在其空间任意点磁感应强度微积分表达式由式（1）~（5）给出[1]。
1r r 、2r r则为A1、A2处电流元到点P 的位置矢量，B X 、B Y 、B Z 是A1、A2处电流元在P 点产生的磁感应强度在X 、Y 、Z 轴方向的分量。
图1 Helmholtz 线圈结构示意图 [][]()2020212sin cos R z R y R r −+−+=θθ （1） [][]()2020222sin cos R z R y R r ++−+=θθ （2） ()()θθθπμπd r R z R r R z R I dB B x x ∫∫⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛++−⋅==2032031002cos 2cos 4 （3） ()()θθθπμπd r R z R r R z R I dB B y y ∫∫⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛++−⋅==2032031002sin 2sin 4 （4） ()()θθθπμπd r y R R r y R R I dB B z z ∫∫⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛−+−⋅==203203100sin sin 4 （5） 其中，X 轴的磁感应强度分量积分为0[1]。
平行共轴三线圈产生均匀磁场的原理和计算
亥 姆 霍 兹 线 圈 由两 个 距 离 等 于 线 圈半 径 、 轴 平 行 放 置 的相 同 圆 线 圈构 成 ， 的 轴 线 中 共 它 心 处 磁 场 沿 轴 线 方 向 ， 有 奇 次 导 数 为 零 ， 数 导 数 最 低 不 为 零 的 次 数 为 ４次 ， 此 ， 以 产 生 所 偶 因 可 较 为 均 匀 的磁 场 ． 文 讨 论 加 入 第 三 个 线 圈 产 生 更 为 均 匀 磁 场 的原 理 和 方 法 ． 本
有
｛￣ ４ Ｉｔ ｇ ２
－
１
‘
【ｔ ｇ ８％
１ 一
一
１ ｔ￣ ｌ ＋ １ ＞ ０． ２ｇ 。
．
㈤
式 （ ）的解 为 ４ ｔａ ｇ ｌ＜ ０ ０ ８ ．８６．
一 ８
（） ５
② ｊ 与 ，方 向相 同 ， 时 应 满 足 ２ 此
『 ４ｔ １— １ ＞ ０；
维普资讯
第 ｌ ９卷 第 １ 期 ２０ ０ ２年 ３月
Ｊ ０
广 东工 业 大学 学报 ０ Ｇｕ ｄ ｆ 舢罾 衄ｇＩｌ 曲 】 ０ ｎ 曲瑚 ｆ
Ⅶ
．９ ｏ． １ Ｎ １
Ｍａ ｃ ｒ ｈ撇
平 行 共 轴 三 线 圈 产 生 均 匀磁 场 的 原 理 和 计 算
‘ ｔａ ｇ １＝ ： ００ ． ｏ ５ ・ ． ・ （） ８ Ｊ
由 于加 入 的 第 ３个 线 圈所 产 生 磁 场 的 项 和 项 需 恰 好 去 抵 捎 原 先 放 置 的 两 个 圆线 圈所 产 生 磁 场 的 对 应 的 项 和 项 ， 式 （ ） （ ）中 对 应 的 Ｘ 项 和 项 系数 之 比应 相 等 ， 故 ２ 、３ ２ 即
一
ｉ １１ 。＋ ＜ ． ８ —２ ｌｌ ｏ 。
瞬变电磁法三分量解释剖析
瞬变电磁法三分量解释剖析
刘金涛;顾汉明;胡祥云
【期刊名称】《人民长江》
【年(卷),期】2008(039)011
【摘要】矿区复杂地质构造的精确探测是煤矿安全生产要解决的重要问题之一.传统的瞬变电磁法(TEM)方法仅利用了采集的Z分量信息,在复杂地质构造探测中受到了限制,不仅探测精度低,而且易产生解释错误.因此,研究了瞬变电磁法三分量解释技术,以提高其综合解释精度,增强其探测复杂地质构造的能力.研究结果表明,充分利用已采集的三分量TEM数据不仅可避免由单个Z分量解释的局限性,而且可对异常体的空间特性进行综合解释,精确定位.
【总页数】3页(P114-116)
【作者】刘金涛;顾汉明;胡祥云
【作者单位】中国地质大学(武汉)地球物理与空间信息学院,湖北武汉,430074;湖北煤炭地质物探测量队,湖北武汉,430200;中国地质大学(武汉)地球物理与空间信息学院,湖北武汉,430074;中国地质大学(武汉)地球物理与空间信息学院,湖北武
汉,430074
【正文语种】中文
【中图分类】TD76;P631.3+25
【相关文献】
1.三分量瞬变电磁法在寻找掩埋矿井中的应用 [J], 刘正;杨生;范剑;马为;刘涛
2.瞬变电磁法三分量联合处理与解释 [J], 谭劭聪;王鹤;席振铢;周胜
3.瞬变电磁法三分量信息在断裂构造解释中的应用探讨 [J], 徐小连;刘金涛;周万勇
4.三分量地-孔瞬变电磁法积水采空区探测试验 [J], 姚伟华; 王鹏; 李明星; 苏超; 程思远
5.井中随钻地震波三分量测量及使用三分量VSP法解释地下构造——日本石油公司柏崎试验区实例研究 [J], 浅沼宏;吉田刚;石英;韩瑞民
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正切检流计法测量地磁三分量
正切检流计法测量地磁三分量李宏静;邓晏;刘广伟;齐彬;李宝河;俱海浪【摘要】存在于地球周围具有磁力作用的空间被称为地磁场.地球磁场和地球引力一样,是一个地球物理场,是地球内部的物理性质之一.地球的磁性是地球上生命的保护伞,准确测量地磁场对震前预测、地质勘测等有着重要的意义.描述地磁可以由三要素导出.文中介绍了采用正切检流计法测量地磁三分量,设计并组建了一套由亥姆霍兹线圈等仪器组成,可以实现正切检流计法的实验装置.通过该装置测量了地磁三分量,并分析了影响测量数据准确性的主要因素.【期刊名称】《实验科学与技术》【年(卷),期】2014(012)004【总页数】3页(P37-39)【关键词】亥姆霍兹线圈;正切检流计法;地磁三分量【作者】李宏静;邓晏;刘广伟;齐彬;李宝河;俱海浪【作者单位】北京工商大学理学院,北京100048;北京工商大学理学院,北京100048;北京工商大学理学院,北京100048;北京工商大学理学院,北京100048;北京工商大学理学院,北京100048;北京工商大学理学院,北京100048【正文语种】中文【中图分类】O441.2目前，地震局在地磁测量的实际应用中采用地磁经纬仪和质子旋紧仪测量地磁场的各个分量和要素，这些方法精度较高[1]。
在对精度要求不是太高的普通物理实验中经常采用正切检流计、霍尔元件、磁阻传感器[2-4]、电磁感应、高斯法等来测量地磁场。
本实验主要介绍用正切检流计法测地磁三要素。
实验构架如图1所示，它是由亥姆霍兹线圈、带角度盘的精密小磁针、电源、电流测量装置及导线组成。
为保证亥姆霍兹线圈的电场强度在一个合适的范围内，我们用了5 V的电压源以及400 Ω的电位器将通过线圈的电流范围控制在0～200 mA之间。
本实验用正切检流计法测地磁三要素，即通过测量在亥姆霍兹线圈所产生的均匀磁场中，通过观察小磁针在亥姆霍兹线圈磁场与地磁分量磁场的共同作用下所偏转的角度，计算出线圈磁场强度与地磁分量磁场强度的关系，来得出地磁的三要素[5]。
3个共轴圆线圈形成的匀强磁场
3个共轴圆线圈形成的匀强磁场
张引科;昝会萍
【期刊名称】《物理实验》
【年(卷),期】2003(023)010
【摘要】分析了3个共轴圆线圈形成磁场的均匀性,得到了3个共轴圆线圈形成匀强磁场的条件,并且通过数值计算,全面展示3个共轴圆线圈磁场的均匀性.只要合理配置3个共轴圆线圈的大小、线圈中的电流强度和线圈之间的距离,3个共轴圆线圈的磁场在强度和均匀性方面都优于亥姆霍兹线圈的磁场.
【总页数】5页(P43-47)
【作者】张引科;昝会萍
【作者单位】西安建筑科技大学理学院,陕西,西安,710055;西安建筑科技大学理学院,陕西,西安,710055
【正文语种】中文
【中图分类】O441
【相关文献】
1.任意形状的载流导线和线圈在匀强磁场中运动时做功A=I△ψ分析 [J], 李力舟
2.Barker线圈匀强磁场分析 [J], 宋新昌
3.产生匀强磁场的球状线圈设计 [J], 殷恭维;唐列娟;吴书朝;林钢
4.简证任意闭合电流线圈在匀强磁场中所受安培力为零 [J], 李力;张贵华
5.用于激励匀强磁场的方形Helmholtz线圈设计与实现 [J], 王超;袁斌;毛军发;张爽
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
利用三载流方环进行均匀磁场仿真
利用三载流方环进行均匀磁场仿真
吴亚冬;李斌
【期刊名称】《计算机仿真》
【年(卷),期】2009(026)003
【摘要】为实现较大范围的高精度三分量均匀磁场的仿真,解决圆环实现较困难的问题,对利用三正方形载流线圈仿真均匀磁场进行了研究.通过对正方形线框的标量位按直角坐标的幂展开式进行分析和数值计算,给出了利用共轴三正方形载流线圈仿真均匀磁场的最佳参数.利用Matlab仿真该参数,显示其可以在相当范围内实现精确的均匀磁场.在此基础上建立了一个三分量的均匀磁场模拟实验系统,实验结果表明该方案可以实现较大范围高精度三分量均匀磁场仿真.
【总页数】4页(P337-339,342)
【作者】吴亚冬;李斌
【作者单位】西北工业大学航海学院,陕西,西安,710072;西北工业大学航海学院,陕西,西安,710072
【正文语种】中文
【中图分类】O441
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ｆ８ １１
换 可 变为 只有对 角分 量 ， 即
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各 向 同性 地 层 中 的 电磁 场 响 应 ，根 据 电磁 场 分 布 特 性 进 行 合 理 的 设 计 三 分 量 线 圈 系 结 构 ，更 好 的 为三 分 量 线 圈 的 设 计 提 供 理论 基 础 。为 下 一 步 三
磁偶极子源 』 ＝ ； 其中 Ｉ Ａ分 别是 发射 电流 ７ ｚ ． 和
据。
关键 词 ： 交发射 线 圈 ； 向 同性 ； 正 各 电磁 场 ； ｘ ｅ 方程 Ｍａ ｗ ｌ ｌ
０ 引
言
１ 三 分 量 线 圈 系结 构 和 测 量 原 理
１１ 三分量 感应 线 圈 系结构 ．
三 分量 感 应 测 井仪 ，主要 用 来 测 量 地 层 各 向 异 性 。在 砂 泥 岩 层 状 地 层 水 平 电 导 率 远 大 于 垂 直 电导 率 ，而 传 统 感 应 测 井 仪 器 线 圈 沿 轴 向布 置 只 能 用 于 垂 直 井 测 量 地 层 水 平 电 导 率 ，不 能 够 探 测
强 度 和发射 线 圈面积 ， ，是磁偶 极 子源 的方 向 ， 以 可 是 、 和 三 ， 中的任 意 一个 。磁偶 极 子源 在 均匀 地 层 中产生 的 电磁场 满 足的 Ｍａｗ ｌ方 程 （ ｘｅ ｌ 取时 间 因子
为 ｅ ） …ｔ 为
分量线 圈设 计 和 自主 仪器研 发提 供实 际参 考价 值 。
一
× ： ・
・
ＸＹ和 Ｚ 向的发 射 线 圈面积 ； ｎＮ 、 方 Ｎ 、ｎ和 分 别是
Ｘ Ｙ和 ｚ 向的发 射线 圈匝数 。 、 方 Ｔ 、ｖ 和 在 Ｘ ｙ ｚ 向产 生 的磁 场 为 Ｔ 、和 方 Ｈ ：
Ｊ７ １ ＂ Ｒ
疗 ＝０
ｆ１ ３
ｆ） ４
术 封 锁 ，先 进 的仪 器 不 对 外 销 售 ，只 提 供 服 务 且
费 用 高 昂 ，从 而 三 分 量 仪 器 得 不 到 共 享 。为 了 能 够 探 明我 国低 阻 砂 泥 岩 油 气 藏 ，测 量 地 层 各 向异 性 、地 层 倾 角 和 方 位 角 ，同 时 其 测 井 数 据 可 用 于
均 匀 地层 中 ， 电导 率 为各 向同性 ， 标 量 盯 表 用
测 井 评 价 和地 质 解 释 。为 此 ，必 须 自主 研 发 国 内
图 １三 分 置 线 圈 系 示 意 图
１ 三分量 感 应原 理 ． ２
在测井中， 由于井 眼条件 的 限制 ， 圈半 径 比发 线 射 与接 收 的距 离小 的多 ， 因此 ， 射线 圈可 以等 效 为 发
三 维 感 应 探 测 器 ，本 文 主 要 从 三 分 量 线 圈 在 均 匀
・ ＝０
式 （ 中 ， 为 电各 向异 性地 层 中的张量 电导 ２）
『一 ＋ ＇： １ ｋ ］ － Ｒ
Ｌ
（４ １）
率； 由于感 应测 井 的频 率较低 ， 移 电流远 小于 传导 位
电流 ，因而 忽略 了位 移 电流 的影 响 。 过旋 转 变
Ｃ ［１ｌ ） ＇ ， －Ｒ＋Ｚ］ ４ （ ｋ ｋ－ Ｆ ＂ Ｒ 日 ｃ 删 ＋ Ｒ］ Ｕ‘
摘 要 ： 文从 三 分量 线 圈设计 出发 ， 本 考虑 线 圈布 置 在横 向方 向和 轴 向 方 向的情 况下 ， 线 圈等 效 将 为一 个 垂直偶 板子 和二 个 水平偶 极 子 ， 用 电磁 场解 析 方法 求解 Ｍａｗｅ 响 应 方程 ； 应 ｘ ｌ ｌ 分析 电磁 场在 三 正 交线 圈 系中的 电磁 分布 响应规 律 ， 到 电磁 场 在 三正 交 坐标 系下的 响应特 性 ， 真分 析表 明从 得 仿 工程 上 来设计 三分 量轴 向 线 圈和 水平 线 圈是 可 以的 ，为三分 量仪 器线 圈 系的设计 提供 理 论 参考依
第一作者简介 ： 仵杰 （ ９ ５ ， 教授 ， １６ －） 男， 博士 ， 主要从事 电磁测 井理论 、 数值模 拟和阵列感应信号 处理方 面的研 究
国 外 测 井 技 术
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一
（） １
ｆ１ ２
方 向 的发 射 线 圈 的 发射 电流 ； ｎ Ａ Ａ 、 和 Ａ 分 别 是
理 想 双 一三分 量线 圈 系结构 如 （ １ 所 示 ， 图 ） 发
射 线 圈和接 收线 圈均 由 ３个 同心正 交线 圈组 成 。发
射 线 圈分时 通 以一个 或 多个频 率信 号 ，接 收线 圈 同
各 向异 性 地 层 。三 分 量 感 应 测 井 仪 ，采 用 三 个 发 射 和 接 收 的正 交 线 圈 系 探 头 来 探 测 水 平 和 纵 向地
２ １ 年第 ４期 ００
国 外 测 井 技 术 ＷＯ Ｌ ＷＥ Ｌ Ｏ Ｇ Ｎ Ｔ Ｃ Ｏ Ｏ Ｙ ＲＤ Ｌ Ｌ Ｇ Ｉ Ｇ Ｅ ＨＮ Ｌ Ｇ
三分量线 圈在均匀地层 中 的电磁场特性分析
仵 杰 白 彦
（ 西安石油大学光 电油气测井与检测教育 部重 点实验室 陕西 西安 ７ ０ ６ １０ ５）
时接收所有频率信号， 一共有 ９ 个接收电压信号。
层信息 。 目前关于三分量仪器探头 即线圈系设计 阿 特 拉 斯 公 司 Ｋ ｉ ｓａ ｓｒ２ ０ ） 发 出 ３ Ｅ ｔ ｒ ｇｈ ｕｅ （０ ０研 ｅ Ｄ Ｘ２ Ｊ 在
仪 器 骨 架 上 布 置 三 个 相 互 垂 直 线 圈 系 结 构 。斯 伦 贝谢 Ｒ ｃｎｅ ａｂｒ ０４Ｉ 出 了阵 列 三 分量 线 ｔ ａｎｒ ｒｅ（ ０ ）给 Ｓ Ｂ ２ １ 圈 系仪 器 设 计 结 构 。然 而 ， 国外 对 先 进 仪 器 的 技