Transient elektromagnetik
Transient elektromagnetik , (även tidsdomänelektromagnetik/TDEM), är en geofysisk utforskningsteknik där elektriska och magnetiska fält induceras av transienta pulser av elektrisk ström och det efterföljande avklingningssvaret mäts. TEM / TDEM-metoder kan i allmänhet bestämma elektriska egenskaper under ytan, men är också känsliga för magnetiska egenskaper under ytan i applikationer som UXO- detektering och karakterisering. TEM/TDEM-undersökningar är en mycket vanlig yt-EM-teknik för mineralprospektering, grundvattenprospektering och för miljökartering, som används över hela världen i både onshore- och offshoreapplikationer .
Fysiska principer
Två grundläggande elektromagnetiska principer krävs för att härleda fysiken bakom TEM-undersökningar: Faradays lag om induktion och Lenz lag . En trådslinga matas vanligtvis av en likström. Vid någon tidpunkt ( t 0 ) bryts strömmen så snabbt som möjligt. Faradays lag dikterar att en nästan identisk ström induceras i underytan för att bevara magnetfältet som produceras av den ursprungliga strömmen (virvelströmmar). På grund av ohmska förluster försvinner de inducerade ytströmmarna - detta orsakar en förändring i magnetfältet, vilket inducerar efterföljande virvelströmmar. Nettoresultatet är en nedåtgående och utåtgående diffusion av strömmar i underytan som uppträder som en expanderande rökring när strömtätheten kontureras.
Dessa strömmar producerar ett magnetfält enligt Faradays lag. Vid ytan mäts förändringen i magnetfältet [flöde] med tiden. Hur strömmarna diffunderar i underytan är relaterat till konduktivitetsfördelningen i marken.
Detta är en grundläggande syn på de fysiska principerna som är involverade. När ledande kroppar är närvarande ändras diffusionen av transienterna. Dessutom induceras transienter även i de ledande kropparna. Detta är bara den mest grundläggande översikten. Uppsatsen av McNeill är fritt tillgänglig från Geonics webbplats och förklarar grunderna i metoden.
TEM/TDEM instrumentering och sensorer
TEM/TDEM-system består av ett sändarinstrument , sändarspole eller sändarledning, mottagarspole eller antenn och mottagarinstrument. Beroende på resistivitet under ytan, inducerad ström, mottagarkänslighet och sändar-mottagare-geometri, tillåter TEM/TDEM-mätningar geofysisk utforskning från några meter under ytan till flera hundra meters djup.
Lågeffekt TEM/TDEM-instrument kan arbeta med C-cellsbatterier, och medelstora system (ca 2,5 kW) kan fungera med bilbatterier; Kraftfullare system (20 kW~150 kW) kräver en separat generator som vanligtvis är monterad på en lastbil, ett flygplan eller en helikopter för att ge den nödvändiga strömmen för djupgående undersökningar.
Kommersiella applikationer
- Gruvdrift (mineralplats och karakterisering)
- Grundvattenkarakterisering _
- HVDC- injektionspunktskartläggning
- Olje- och gasprospektering
Se även
- Geofysik
- Utforskningsgeofysik , en gren inom geofysik för att upptäcka och kartlägga mineraltillgångar och användbara geologiska strukturer
- Magnetotellurik
- Seismo-elektromagnetik
- Reflektionsseismologi
- Elektrisk resistivitetstomografi , en annan geofysisk teknik för avbildning
- SNMR
- ^ Nabighian, MN, 1979, Quasi-static Transient Response of a Conducting Half-Space – en ungefärlig representation. Geophysics, vol. 44, nr 10 (oktober 1979), s. 1700-1705
- ^ Nabighian, M. och J. Macnae, 1991, Tidsdomän elektromagnetiska prospekteringsmetoder, kapitel 6 i elektromagnetiska metoder i tillämpad geofysik, volym 2, M. Nabighian Ed., Society of Exploration Geophysicists.
- ^ JD McNeill, 1980, Tillämpningar av transienta elektromagnetiska tekniker, teknisk anmärkning 7, Geonics Ltd., Mississauga, Ontario.
- ^ "Geonics begränsade publikationer" . Hämtad 13 juni 2014 .