EH4

仅供个人参考

不得用于商业用途

Forpersonaluonlyinstudyandrearch;notforcommercialu

EH4连续电导率剖面仪

一、EH4的全新概念主要归结为如下几个方面：

1)EH4应用大地电磁法的原理，但使用人工电磁场和天然电磁场两种场源；

2)EH4既具有有源电探法的稳定性，又具有无源电磁法的节能和轻便；

3)EH4能同时接收和分析X、Y两个方向的电场和磁场，反演X-Y电导率张量剖面，对判

断二维构造特别有利；

4)EH4仪器设备轻，观测时间短，完成一个近1000m深度的测深点，大约只需15~20分钟，

这使它可以轻而易举实现密点连续测量（首尾相连），进行EMAP连续观察（见图2）；

5)在EH4的采集控制主机中插入两块附加的地震采集板，就可使一台EH4兼作地震仪和电

导率测量，为一机实现综合勘探首创先例；

6)实时数据处理和显示，资料解释简捷，图像直观。

二、EH4工作原理

EH4通过发射和接收地面电磁波来达到电阻率或电导率的测探。连续的测深点阵组成地下

二维电阻率剖面，甚至三维立体电阻率成像。

因此问题的关键是地面电磁波与地下电阻率究竟是什么关系？EH4是怎样实现这种地面测

量的？

首先让我们来研究电磁波在介质中的传播行为。

1.电磁波传播理论、亥姆霍兹方程

地面电磁波发送到地下，电磁波在岩土中的传播遵循Maxwell方程。如果假设大多数地下

岩土为无磁性物质，并且宏观上均匀导电，不存在电荷积累，那么Maxwell方程就可简化

为：

2H+K2H=0┉（1）

2E+K2E=0┉（2）

（1）和（2）称为亥姆霍兹方程。

其中K=┉（3）

称作复波数或传播系数。这时可将K写成K=α+ιβ。α称为相位系数，β称为吸收系数。在

EH4测量的电磁波频率范围内（0.1Hz~100KHz）,通常可以忽略位移电流，这时K进一步简

化为

K=┉（4）

这里为虚数符号；ω是电磁波角频率2πf，单位是rad/s。

2.波组抗与电阻率

有亥姆霍兹方程变化的磁场感生出变化的电场，我们有磁电关系：

H=┉（5）

表面阻抗Z定义为地表电场和磁场水平分量的比值。在均匀大地的情况下，此阻抗与入射

场的极化无关，和地电阻率以及电磁场的频率有关：

Z=┉（6）

式中f是频率，ρ是电阻率，μ是磁导率。（6）是可用于确定大地的电阻率：

ρ=┉（7）

仅供个人参考

不得用于商业用途

式中ρ的单位是Ω•m，E的单位是mv/km,H的单位是nT。

对于水平分层大地，此表达式不再适用，但用它的计算机得到的电阻率将随频率改变而变化，

因为大地的穿透深度或趋肤深度与频率有关。

δ=┉（8）

式中δ的单位是m。此时由（7）式计算得到的电阻率称视电阻率。在一个宽频带上测量E

和H，并由此计算出视电阻率和相位，可确定地下构造。

对于更一般的不均匀大地，阻抗是空间坐标的函数，完整的描述应当是含有四个元素的张量，

每个元素与场的正交分量有关：

=┉（9）

要确定四个阻抗元素，需要几个极化不同的磁场。例如，振幅相位和极化固定不变的单一正

弦形式的电场和磁场波列，就不能用于计算这四个未知数。通常要用四个场分量的自功率谱

或互功率谱来计算阻抗（例如，Vozoff,1972）。例如，Zxy的一个这样计算出来的解是：

=┉（10）

交货地点：买方单位

规格/牌号：

EH4连续电导率剖面仪

产地/生产企业：美国

数量：100

性能指标

StratagemEH4电导率成像系统

工作原理：自然的和人工的磁大地电流张量场

频率范围：10Hz-100KHz

发射机：代垂直天线线圈的TxIM2型发射机

频率：500Hz-70KHz

冲量：400Amp-m2

天线尺寸：2个4m2的垂直叉线圈

电源：12V,60Ah电瓶

电极：4个BE-26型带缓冲器的有效高频偶极子以及4个SSE不锈钢电极，26m

电缆。

仅供个人参考

不得用于商业用途

磁棒探头：2个BF-IM磁感应棒（10Hz-100Hz），10m电缆。

模拟终端：1台AFE-EH4模拟讯号调节器，用它将一对电极和一对磁棒的数据传

至采集单元。

数据采集单元

道数：4道（2电，2磁）

内置计算机：IBM兼容80486CPU8MbRAM和软盘。

硬盘：1.2G或更大

模数转换：18位

数字信号：处理器：32位浮点

带宽：DC-96KHz

显示器：液晶VGA

打印机：内置4”（11cm）打印机

电源：12V,40Ah

操作：工作温度：0-50℃

仪器箱体：便携、坚固、防水

选件：配置StrataViewTM

地震仪做地震勘探：可配12、24或48道

低频MT磁棒：0.1-10KHz

电极：4个BE-50型带缓冲器的有效高频偶极子和50m电缆

仅供个人参考

不得用于商业用途

大功率天线：频率范围：300-35KHz

冲量：6000Amp-m2

天线尺寸：2个45m2垂直叉线圈

主要特点

岩土电导率分层

地下水探测

基岩埋深调查

煤田高分辨率电探

金属矿详查和普查

环境调查

咸、淡水分界面划分

勘探深度1000米

是目前浅层油气、煤田、矿产、地下水、冻土层、山区工程、矿井工程勘探及AMT

静校的最佳电磁仪器。

EH-4是美国著名的Geometrics公司和EMI公司联合研制的双源型电磁/地震系统。

仪器设计精巧、坚实，特别适合地面2D、3D连续张量式电导率测量，在技术上率先突破传

统单点测量壁垒，走向电磁测量拟地震化、联合2D、3D连续观测和资料解释。

EH4通过发射和接收地面电磁磨来达到电阻率或电导率的测探。连续的测深点阵组

成地下二维电阻率剖面，甚至三维立体电阻率成像。

因此问题的关键是地面电磁波与地下电阻率究竟是什么关系？EH4是怎样实现这

种地面测量的？

仅供个人参考

不得用于商业用途

阻抗测量的质量既依赖于高信噪比，又依赖于入射磁场正交分量之间的低相关度。

这一点由EH4的发射机及其天线设计来实现。

由于使用了可控发射源，可以实现在数据处理时只采用高振幅讯号区段的数据

（Robust平均），以便保证数据的可靠性。

无论用哪一种方法求得阻抗，都可以把它们带入原阻抗方程，由磁场测量求出电场

的期望值。电场的这个期望值和测量值之间的相关度是计算阻抗的“成功性”的一种度量。

采用某个阻抗值的通用准则是，电场测量值和期望值相关度必须大于某一给定的标准，通常

是0.8或更高。

通过计算，可以把阻抗张量旋转到任意方向的坐标轴上。如果地质剖面是真正二维

的，这种旋转能到达某个角度，使得Zxx和Zyy变为零，Zxy和Zyx成为主阻抗元素。然后，

由计算这些主阻抗元素得到的视电阻率和相位以使Zxx和Zyy为最小的角度画出曲线。一旦

确定Zxy和Zyx之中的某个元素反映平行于走向的电场的阻抗，这个角度便能反映地质构造

的走向。

这种独特的关系和解析设计，使得EH4不同于一般的电探方法而具有识别实际二维

构造的能力。

这是因为EH4确实具备一些其它传统仪器所不具备的特点，总括起来大致有如下几

点：

1)自然源，可控源联合接收；

2)独一无二的垂直磁偶极子发射方式，发射天线轻便灵活，耗电量小，只用12V

轻便汽车电瓶供电；

3)测量时间短，测量精度高，兼备调频接收，操作方便的优点，又具有时间域高分

辩率的特点；

4)联合X-Y电导率张量剖面解释，对判断二维构造特别有利；

5)频率范围:0.1Hz－100kHz，勘探深度可达1000m；

6)地震、电法联合测量和解释，是综合勘探最理想的仪器；

仅供个人参考

不得用于商业用途

7)实时处理，实时显示，资料解释简捷，图象直观。

仪器自96年进入我国以来，短短几个月里就在西北干旱地区找水初见成效，在陕

西富平隐伏岩溶区找到700m深部裂隙水，紧跟着又在中蒙边境发现100m深地下水源。尤其

是最近，新疆“二水”与保定水文所合作，借助EH－4在罗布泊－－这个世界上最缺水的地

方找到深部多层地下水(见附页)；同时石油部物探局五处又利用EH－4在四川峨眉山中找出

1200米深的地下热泉。突破寻找深部水资源障碍。

EH4在煤田和金属矿区也同样发挥不同凡响的效果，如正确圈定银川茹萁沟煤层火

烧区范围、发现隐伏金矿和银矿等等

WTEM-2瞬变电磁勘探系统

更新日期:2009-12-2218:30:21浏览次数:3308

该瞬变电磁系统是我公司最新科研成果，集国内外同类瞬变电磁系统之所长，具有大发射功率、快速关断、高可靠性、超强抗干扰

（天电、50或60Hz工频）能力、轻便、低耗电。其WTEM-2J瞬变电磁勘探系统接收机能与WTEM-1D大功率发射机一起工作完成

深部勘探任务，还能与WTEM-1X小功率发射机一起工作完成浅部勘探任务。通常在做重叠回线或中心回线时，一台发射机配一台接收

机使用；做大回线时，一台大功率发射机可配多台接收机使用。

用户可针对不同地质问题合理选择装置，完成快速普查、立体填图、深部找矿及浅层测深等地质任务。该系统主要用于金属矿、煤

田、油气田、地热、水文工程地质等勘察工作。。

一、主要特点及功能

一机多能－接收机能与WTEM-1D大功率发射机一起工作完成深部勘探任务，也能与WTEM-1X小功率发射机一起工作完

成浅部勘探任务。

先进的同步方式－除电缆同步方式外还提供先进的GPS+石英钟同步方式（当GPS卫星信号较差时，仪器仍可依靠其内部

高精度石英钟维持同步，此功能需可选配件WTEM-1T/GPS发射机同步控制器），同步快、精确、操作简单。

多工作方式，多通道－除传统的点测方式外还提供快速走航式连测方式；可扩展为3个测量通道，操作简单，效率高。

高可靠性、低耗电－精心设计的接收机及功率电子电路、合理的散热措施、牢固的机械结构、进口全密封仪器箱体，确保整

机的高可靠性、低耗电。

无线遥控、其乐无穷－国际、国内首创由全中文掌上电脑使用蓝牙无线通讯技术操控接收机，让你能距接收机10米范围内

通过掌上电脑无线遥控接收机，设置参数、启动测量、传输显示测量结果轻松完成，让你体会到前所未有的方便。

抗干扰能力强－程控硬件滤波器、独特精准的供电频率、数据叠加、软件滤波，使仪器具有超常的抗干扰能力。

多测道、高测量精度－测道多少可由操作员设置，既可对数分布也可线性分布，使用高精度晶振完成定时，时－深关系稳定、

准确，测量子样窗分布合理，真实反映地下信息，为解决各种复杂的地质问题奠定基础。

快速关断的发射机－发射机具有快速关断功能，尽可能延展浅部探测范围；关断时间测量功能可为解释软件提供准确的发射

机实际关断时间，提高软件解释精度。

操控界面友好、功能强大－全中文掌上电脑完成人机界面及采集控制，现场实现采集参数设置、数据显示与存储、各种曲线

绘制，让您轻松完成野外测量工作。

二、主要技术指标

-2J瞬变电磁勘探系统接收机

仅供个人参考

不得用于商业用途

通道数：1道（可扩展为3道）

前放增益：8、32倍

主放增益：1、2、4、8、16、32、64、128倍

通频带：0～50kHz（线性相位滤波器），全通为0～400kHz。

工频压制：≥80dB

A/D位数：16位

最小采样间隔：1μs

晶振总频差：≤5×10-9

测道数：≤128道

叠加次数：1～9999次

同步方式：①电缆同步

②GPS+石英钟同步

电源：内置12V可充电电池（亦可外接12V电瓶），工作时间≥10小时

掌上电脑：WindowsMobile6.0系统，320×240真彩，64MBFlashROM/64MBSDRAM，1GB的CF卡，可存储不低

于100000个测点的数据，蓝牙、红外、串口。

体积：340×295×152mm3

重量：5.3kg

工作温度：-10℃～+50℃

-1D10KW大功率发射机

发射电压：≤200V

发射电流：≤50A

电流测量精度：±1%

供电频率：0.0625Hz、0.125Hz、0.25Hz、0.5Hz、1Hz、2Hz、4Hz、8Hz、16Hz、32Hz

发射波形：+ON、OFF、-ON、OFF，等宽双极性波。

关断延时测量：1μs～1000μs

关断时间：≤1.2μs（纯电阻），接线圈时则随发射电流、发射线圈等而变。

发射线圈：0.1km×0.1km单匝～2km×2km单匝

同步方式：外同步（电缆、GPS）

电源：内置12V可充电电池（亦可外接12V电瓶），工作时间≥10小时

体积：525×436×217mm3

重量：18.5kg

工作温度：-10℃～+50℃

-1X小功率发射机（可选配件）

发射电压输入：12V，24V

发射电压：①5.5V～8V（发射电压输入12V）连续可调

②5.5V～20V（发射电压输入24V）连续可调

发射电流：≤10A

电流测试精度：±1%

供电频率：4Hz、8Hz、16Hz、32Hz

发射波形：+ON、OFF、-ON、OFF，等宽双极性波。

仅供个人参考

不得用于商业用途

关断时间测量：0.1μs～100.0μs

典型关断时间：2.5μs@发射电流3A，发射线圈40m×40m单匝

发射线圈：5m×5m单匝～100m×100m单匝

程控阻尼电阻：50Ω～1600Ω，50Ω步长可编程

同步方式：外同步（电缆）

体积：406×330×174mm3

重量：7kg

工作温度：-10℃～+50℃

-1T/GPS发射机同步控制器（可选配件）

可捕捉卫星数：12颗

同步所需时间：≤2min

同步精度：≤250ns

可选频率：1/16Hz、1/8Hz、1/4Hz、1/2Hz、1Hz、2Hz、4Hz、8Hz、16Hz、32Hz

工作电流：≤120mA

电源：内置12V可充电电池（亦可外接12V电瓶），工作时间≥10小时

体积：300mm×240mm×170mm

重量：5kg

工作温度：-10℃～+50℃

仅供个人参考

不得用于商业用途

仅供个人用于学习、研究；不得用于商业用途。

Forpersonaluonlyinstudyandrearch;notforcommercialu.

NurfürdenpersönlichenfürStudien,Forschung,zukommerziellenZweckenverwendetwerden.

Pourl'étudeetlarechercheuniquementàdesfinspersonnelles;pasàdesfinscommerciales.

толькодлялюдей,которыеиспользуютсядляобучения,исследованийинедолжны

использоватьсявкоммерческихцелях.

以下无正文

Forpersonaluonlyinstudyand

rearch;notforcommercialu

仅供个人参考

不得用于商业用途

仅供个人用于学习、研究；不得用于商业用途。

Forpersonaluonlyinstudyandrearch;notforcommercialu.

NurfürdenpersönlichenfürStudien,Forschung,zukommerziellenZweckenverwendetwerden.

Pourl'étudeetlarechercheuniquementàdesfinspersonnelles;pasàdesfinscommerciales.

толькодлялюдей,которыеиспользуютсядляобучения,исследованийинедолжны

использоватьсявкоммерческихцелях.

以下无正文