仪器原理：

一、GEM-2工作原理英文介绍：

Gem-2 - How it works - Detailed

链接：http://www.geophex.com/Pubs/gem2_-_how_it_works_detailed.htm

二、GEM-2工作原理中文介绍：

1、引言

gem2是一种手持数字多频宽带电磁传感器。它的工作频率范围约为30赫兹至93千赫，可以传输包含多个频率的任意波形。该装置能够通过脉宽调制技术发射和接收任何数字合成波形。

给定地球介质的探测深度由工作频率决定。因此，测量多个频率的地球响应相当于测量多个深度的地球响应。因此，这些数据可以用来成像地下物体的三维分布。几个环境点的结果表明，gem2的多频数据在地下、金属和非金属目标的表征方面远远优于单频传感器的数据。

宽带、多频、电磁传感器的优点是显而易见的。低频信号在导电的介质上传播得很远，因此可以“看到”深层结构，而高频信号只能传播很短的距离，因此只能“看到”浅层结构。

2、gem2的工作原理

图3显示了gem2的电子框图。传感器包含一个发射线圈和一个接收线圈，线圈之间相隔约1.6米。这种几何结构称为“收发分置”配置。它还包含第三个“补偿线圈”用于从接收线圈中移除一次场信号。所有的线圈被模压成一个单一的板(称为“滑雪板”)在一个固定的几何形状，呈现出一个轻便和便携的包。与滑雪板相连的是一个可移动的信号处理控制台。

对于频域操作，程序提示输入一组所需的发射机频率。内置的软件将这些频率转换成数字位流，用于构建特定测量所需的发射机波形。该位流控制驱动发射机线圈的h桥发射机，生成包含操作员指定的所有频率的复杂波形。为了将电力线谐波引起的噪声降到最低，gem2使用的频率是电力线频率的一半的奇数倍。在60赫兹的地区(美国)，这些是90,150,210,270赫兹，等等。在50赫兹的地区(欧洲、日本、澳大利亚)，这些频率分别为75、125、175、225赫兹，依此类推。这些频率有最小的电力线干扰。事实上，“基准周期”的概念(60赫兹的1/30秒，50赫兹的1/25秒)是基于最小化电力线噪声问题。

在图4a中，我们展示了一个示例发射机电流波形，它由一个用于传输三个频率(90Hz、4050hz和23970hz)的位流生成。该图显示了1到1067采样点的电流波形，即基周期的前三分之一，1/30秒。图4b描述了前33位的波形细节，显示了发射机线圈中的电流流。在本例中，每个位持续1/192,000秒。图4c为图4a发射电流波形幅值谱。目前发射机的最大电流(峰对峰)接近10安培，对应的偶极矩约为3 a -m2。注意发射电流随频率的增加呈对数递减。

gem2有两个记录通道:一个来自补偿线圈(称为参考通道)，另一个来自接收线圈(称为信号通道)。两个通道都以192,000赫兹和24位分辨率数字化。基准周期内每个通道将生成6400长的时间序列。为了提取同相分量和正交分量，我们进行卷积。对于每个传输频率，用一组正弦级数(用于同相)和余弦级数(用于求积)表示时间序列。这种卷积提供了一种非常窄的频带、匹配滤波类型的信号检测技术。DSP芯片中的一台计算机协调发射机和接收机电路的所有控制和计算。

gem2也可用于测量背景环境噪声谱，这一谱可在一个特定的测量区域内的一个典型位置通过采号信号时间序列获得，然后计算其在基频(30赫兹)区间内的整个傅里叶频谱。利用环境噪声频谱，操作者可以安全地避开局部噪声频段。

3、基本采集单元

通过卷积得到的同相和正交数据被转换为百万分之几(ppm)，单位定义见方程（1）

ppm=接收线圈处的二次场/接收线圈处的一次场（1）

这些ppm值是GEM-2记录的原始数据。很明显，上面定义的ppm单位是特定于传感器的，没有什么物理意义。所有参数均需换算成ppm，如自由空间中的传感器输出(通过悬挂在一棵大树的顶部模拟)、两个接收通道的放大器特性以及线圈几何形状，都存储在GEM-2中，以便实时使用。

在大多数浅层地球物理勘探中，由gem2产生的ppm数据通常按每一频率绘制在等高线图上，无需经过详细的处理或解释就足以确定埋藏的物体。还可以根据在多个频率的数据估计目标深度。

这种被称为“探地雷达”(bump finder)的工作模式，适用于有许多浅的、小的、难以描述的目标的地方，并且具有生产效率。给定典型的时间限制和要检测的大量对象，目标不是为每个对象确定详细的几何形状。在这样的调查中，同相的和求积的ppm数据足以指示“撞击”的位置、大小和深度，而不需要将数据转换成任何其他更有物理意义的量。

图5是一个例子;我们寻找的是埋地管道，我们主要关心的是它的位置。该图显示了埋在约30英尺深的已知直径18英寸的不锈钢管道上的gem2同相响应为7290赫兹。磁测未能探测到管道，可能是因为它是由不锈钢制成的，一种有色金属。在本例中，显示ppm响应的图足以定位管道。对该管道的测量包括7个频率，响应高度依赖于频率。例如，管道在2千赫或12千赫左右无法识别。

多频电磁感应仪GEM-2介绍相关推荐

半导体通讯标准EAP、SECS/GEM视频介绍
GEM(或SECS / GEM)是由半导体设备材料倡议制定的一组连接标准.这些标准用于定义自动化设备与主机工厂网络之间的通信,从而实现智能工厂制造. SECS是半导体设备通信标准的首字母缩写.GEM是 ...
测量仪图片_介绍一款电线电缆检测智能影像测量仪
ITY-F智能影像测量仪本仪器可全自动测量电线电缆绝缘层及导电层的截面积,采用光学与数码技术,将拍摄后的数据转入全自动程序处理,经图像识别技术后测得导电体与绝缘层的具体数值.测试过程全部由软件控 ...
gem ransack(4000✨) 简单介绍
Object-based searching:演示. git: https://github.com/activerecord-hackery/ransack Gorails视频和我的博客记录:ht ...
DVB误码率手持式场强仪科普说明
一般情况下,DVB场强仪均有一定的说明书,不过由于说明书内容太过于冗余,因此小羊特此对仪器的操作说明进行一定的解读.将其内容进行简化,把DVB手持式场强仪常用的功能及使用方式给简要概括并直接提供上手操 ...
CPU频率是什么？主频、睿频和超频哪个更重要？
CPU频率是什么?主频.睿频和超频哪个更重要? 目录什么是CPU频率? 频率越高运行速度越快吗? 什么是主频?什么是外频?什么是总线频率? 默频.睿频和超频又有什么用? 这一波硬核科普,能解决你9 ...
GNSS中多频观测值的组合形式
以GPS为例,L1.L2.L5三个频点,为1575.42,1227.60,1176.45MHZ:对应波长为: 1 光速=299792458 米/秒(米每秒) 基频:10.23MHZ: L1为154倍基 ...
平台“运营+变现”万精油方法论：拉新→促活→留存→转化→裂变→提频
任何一家创业公司从启动到成功,都会把一件事情当作核心,那就是增长. 什么是增长?有人说是收入,有人说是利润,还有人说是市场份额,实际上都对,但这些都建立在一个基础要素之上,那就是用户. 所以,企业增长 ...
[教学] [PCEVA超频宝典之CPU进阶篇]AM3平台超频教程
AMD平台历来都提供了很强的超频性能和多种多样的可玩性,上个月,AMD刚发布了Leo平台,现在就让我们来看看搭载最新的890系列芯片组和DDR3内存的Leo平台,在超频上能给我们带来什么样的惊喜.现以 ...
鞋子色差检测用电脑色差仪
色差是鞋子行业常见的一种质量瑕疵,其产生的原因是多方面的,主要与鞋子原料.染色工艺等有关.为了检测鞋子的色差程度,将鞋子的色差控制在合理的范围之内,就可以使用电脑色差仪.本文介绍了电脑色差仪在鞋子色差 ...
使用matlab控制压电陶瓷pzt,PZT压电陶瓷介绍和测试方法.ppt
<PZT压电陶瓷介绍和测试方法.ppt>由会员分享,可在线阅读,更多相关<PZT压电陶瓷介绍和测试方法.ppt(11页珍藏版)>请在人人文库网上搜索. 1.PZT 压电陶瓷介绍 ...

多频电磁感应仪GEM-2介绍