甚低频VLF法工作原理

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1、甚低频 VLF 法工作原理甚低频电磁法 VLF 依赖于在全世界分布的 11 个甚低频电磁波发射台发射的甚低频电磁波信号。这些甚低频电磁信号投射到地下埋藏的导体物质上，并产生电磁感应。用 VLF 电磁法仪观测这种感应信号并将其记录下来，以寻找地下目标导体。这些地下导体主要是指垂直或陡倾角的矿体、矿化带，断层、岩墙、破碎带或节理带等等。在矿产勘探中，VLF 法是低成本、快速的勘探方法，主要用于探测浅埋藏的，陡倾角的矿体和矿化带等。在地下水勘探中主要用来探测与地下水有关的垂直断裂和破碎带等。为了获得更强的感应信号，勘探线应垂直于地下导体走向，通常用于大面积的普查阶段。VLF 方法是被动场源电磁法，也

2、可应用于自备的甚低频发射机。这种情况下发射机与接收机的距离一般为 15-30km，以保证发射的电磁波变为平面波，此时 VLF 法可用两种观测模式：倾角模式和电阻率模式。场源（初始场）在地下导体中产生二次磁场，它与初始场是异相位的，可沿任意方向定位。初始场和二次场的总场（合矢量）轨迹随时间呈椭圆形变化，在倾角模式中是测量和矢量的倾角（图1）。倾角值近似等于磁场椭圆垂直分量的同相位部分。在倾角测量模式中，与目标体耦合的磁场部分是重要的参数。因此 VLF 发射源应该沿目标体的走向方向布置。VLF 法的探测深度与所应用的电磁波频率和围岩的电阻率值有关。如果围岩电阻率值为 400 欧姆米，VLF 法的探

3、测深度大于 65m。VLF 法的电阻率模式是测量两个电极之间的电阻率值。电阻率模式类似于超高频大地电磁法，它可以测量出与电场和磁场有关的视电阻率值和和相位值。在电阻率模式中，与目标体耦合的电场部分是重要的参数，因此发射源应该垂直于目标体的走向布置。导电目标体感应的倾角异常看起来很像受畸变的正弦波。导电目标体的顶部位于同相位和导相位异常的拐点处（图 2）。在 VLF 的电阻率模式中，低阻带便是导电目标体。图 1 VLF 磁场的倾角和椭圆甚低频 VLF 电磁法仪1、加拿大 GEM 公司生产的与磁力仪一体化的电磁法仪： GSM-19TV，标准质子磁力仪 GSM-19T 或 GSM-19W 高精度磁力

4、仪+VLF功耗模块，其中 VLF 的无定向 3线圈传感器，用于接收三个甚低频发射台的 VLF 信号，频率范围 15KHz-30KHz，测量同相位和异相位垂直分量所占总场值的百分比（%），部件包括： 1）.置于磁力仪操作台内的 VLF 电子器件 2）VLF 传感器 3）操作手册此 VLF 主要用于倾角模式。图 2 薄的、近垂直导电体的 VLF 响应2、加拿大 Geonics 公司生产的甚低频 VLF 电磁法（独立型），包括： 1）EM16 VLF 接收机 （用于倾角模式）；2）EM16R VLF 电阻率仪与 EM16 配合（用于电阻率模型）；3）EM16/16R EM16 和 EM16R 的一体

5、化；4）TX27 VLF 便携式发射机；5）EX700 TX27 的电源（350w 发电机，可国内购买）。甚低频 - 简介娄国军甚低频（VLF）电磁法是近 30 年发展起来的一种勘探手段，它具有不需自己建立场源，成本低，效率高，仪器轻便，测量参数多，方便野外工作使用，资料的解释简单且具有良好的地质效果诸多优点，因而被用于寻找暗河、岩溶、断层、含水破碎带等。根据甚低频电磁法自身的特点，用它来确定覆盖层的厚度并取得了良好的效果，拓宽了甚低频在工程实践中的应用范围。甚低频 - 工作原理甚低频（VLF）电磁法是用频率为 1525kHz 电台发射的电磁波作为场源，在地表、空中或地下探测场的参数变化，从而

6、获得电性局部差异、地下良导体或地下构造的信息，其实质是利用电磁波（一次场）在传播过程中遇到导体或磁性感应体时，将使其极化而产生二次电流，从而引起感应二次场，二次场与一次场合成后，改变了一次场的振幅、方向和相位，研究和测定这种引起一次场的畸变参数特性，就能反映地下导体或磁性感应体的实际存在。甚低频 - 测量方法通过详细的野外调研，确定好测线方向和测点间距以后，按如下方法进行野外测量。首先选台定向。在中国境内可以利用的 VLF 电台有 2 个：日本的NDT 台和澳大利亚的 NWC 台，这 2 个电台的信号稳定，工作时间长。选定发射台（一般选 NWC 台），3 用 EM-16 发射台的方向。这时方式

7、选择开关置于 EM-16，并使异相/电阻率的刻度指 0，EM-16 把手内的 2 个线圈呈水平状态，EM16R 装置向下。在水平面内转动整个仪器，直到电台信号为 0。这时 EM16 把手的长轴（S 线圈）指向电台，而短轴（R 线圈）与磁场成最大耦合，长轴方向即为电台方向，然后将方式开关打到 EM16R。然后测量读数。在与把手长轴成一直线的方向上打电极 M 和 N，它们相距 10m，并把电缆与 EM16R 控制台连接起来，先把电阻率测程开关置于1000 的位置（根据情况可改变测程），转动位于EM16 上的异相电阻率控制旋钮，一直到扬声器中的电码声达到最小。转动 EM16R 控制台上的相位控制旋钮

8、，使电码声进一步减小，以致达到消失。这时分别由异相电阻率控制和相位控制旋钮上的刻度读出电阻率和相位角（读出的电阻率值乘以测程开关的倍数才是所测的大地电阻率值）。甚低频 - 参考资料甚低频电磁法(very low frequency electromagnetic method)观测、研究地下不均匀介质在一次场作用下感应产生的综合畸变场分布规律的工程电法勘探方法。甚低频电磁法(VLF 法)以电磁感应原理为基础，以大功率长波导航台发射频率为 525kHz 连续电磁波作为一次场场源。在远离导航台的地区，可视此甚低频电磁波为垂直地面传播的平面波，地下不均匀地质体在它的作用下，激发出涡旋电流和相应的二次

9、场，使均匀的一次场发生畸变。甚低频电磁法观测综合畸变场的电场强度水平分量 E、磁场强度水平分量 Hy和垂直分量 Hz，以及极化椭圆倾角 D 等。直接用这些参数或用其中的某些参数计算大地电阻率 v来查明断层破碎带、岩溶发育带、暗河、地下电缆和金属管线或进行电阻率填图。中国利用的导航台有两个：一是日本爱知县的 TDN 台，发射频率17.4kHz，功率 500kW；二是澳大利亚西北角的 NWC 台，发射频率 22.3kHz，功率 1000kW。采用倾角法进行 VLF 法测量时，应尽量使导航台与被探测对象的走向一致或基本一致；采用波阻抗法进行 VLF 测量时，选用的导航台最好垂直于被探对象的走向。此方法探测深度一般不大于 5060m，因受地形影响大，在地形起伏的地区，应进行地形校正。校正的方法很多，一般用相关分析法和数值差分滤波法等。甚低频电磁法使用的仪器设备有各种型号的甚低频电磁仪(见工程地球物理勘探仪器)。