PROTEM瞬變電磁儀是加拿大Geonics公司生產的測量儀器。
主要類型,技術指標,主要特點,套用領域,研發商介紹,
主要類型
TEM47，最大勘探深度150m，統稱PROTEM47
TEM57-MK2，最大勘探深度500m，統稱PERTEM57
TEM-67，最大勘探深度1000m-1200m，統稱PROTEM67
加強型TEM67HP,最大勘探深度1500m
EM47Hp，井下探水，探測距離100m-150m
BH43-3D鑽井內三維瞬變電磁儀，可在2,000m深鑽孔內工作，探測半徑150m-250m
技術指標
1．PROTEM數字接收
它是上述六種瞬變電磁儀共用的接收機
PROTEM接收機具有24位瞬時解析度，29位系統解析度，270KHz 頻寬，微秒級的30個採樣門和XYZ三分量同時觀測等特點，是時間域電磁系統的最佳選擇。
技術指標：
觀測值：三分量感應磁場的衰減比，nv/m^2
道數：用單道接收線圈順序測量或用三分量接收線圈同時測量
時間門：在兩個量級時間軸上20個門測量，或三個量級時間軸上30個門測量
信號解析度：24位，包括1個符號位，系統解析度29位
基本頻率：0.3，0.75，3，7.0，30，75，285Hz（60Hz工頻時）
0.25，0.625，2.5，6.25，25，62.5，237.5Hz（50Hz工頻時）
積分時間：0.5，2，4，8，15，30，60和120秒
顯示器：240×64點液晶顯示
數據管理：固態存儲3300套數據，RS232輸出
同頻：參考電纜同步或高穩定性石英鐘同步
工作溫度：-40℃—+60℃
電源：12V可充電電源，可連續工作8小時
重量：15Kg
體積：34×38×27cm
2.PROTEM 發射機
1）TEM47發射機
是最小、最輕便的發射系統，關斷時間極短，可探測近地表異常。PROTEM47（PROTEM接收機配以TEM47發射機）經常用於淺部幾米到150m深的探測。在這種模式下，可用單匝5m×5m到100m×100m發射線圈，關斷時間可短至0.5μs，從而獲得最高的淺表解析度。也可採用多匝發射線圈。
TEM47採用參考電纜同步，可滿足淺部探測對高精度同步的要求。無論在那種情況下，PROTEM47都使用高頻接收線圈。該接收線圈的頻寬足以捕捉最早期的瞬態衰減信號。當PROTEM47用於剖面測量時，採用8匝5m×5m移動式發射線圈，2.5A發射電流時，發射磁矩為500Am。在基頻75Hz、20-30個測量門時，該模式便成為最佳的淺部勘探的斯陵格蘭姆電磁系統。
技術指標：
電流波型：偶極方波，正、負方波之間可設定50%占空係數
基本頻率：30，75，285Hz，(60Hz工頻時)
25，62.5，237.5Hz，（50Hz工頻時)
關斷時間：40×40m發射線圈，3A發射電流時，2.5μs
發射線圈尺寸： 5m×5m（8匝）到100m×100m（單匝）
輸出電壓：0到9V連續變化，最大發射電流3A
同步：電纜同步
工作溫度：-40℃—+60℃
電源：12伏可充電電瓶，在2A輸出時可連續工作5小時；加強型TEM47HP供電電源為24伏或36伏，最大發射電流10A
重量：5.3Kg
尺寸：10.5×24×32cm
2）TEM57-MK2發射機
TEM57-MK2是TEM57的升級型，與PROTEM數字接收機搭配使用，便構成PROTEM57瞬變電磁系統。TEM57-MK2在內部電源供電時發射功率達1500W，是一種非常輕便的中功率時間域電磁發射機。內部電源電壓18—60V可變，可與發射線圈實現最佳匹配。如使用外部電源，發射功率可達3800W，電壓可達160V。
TEM57-MK2是一種完美的中功率發射機，勘探深度達500m。
可自動顯示關斷時間。配備短參考電纜、輕便發射機和三維接收線圈的TEM57-MK2，可圈定深至250m－300m的形態複雜的構造和礦體。如果採用晶體同步和大發射線圈，它可圈定埋深至500m的礦體和目標體。通過反演解釋，可給出礦體的電導率、傾角和延伸等參數。
技術指標：
電流波型：偶極方波，占空係數50%
基本頻率：3，7.5，30Hz（功率傳輸線為60Hz時）
2.5，6.25，25Hz（功率傳輸線為50Hz時）
如果用電纜同步，可以達到1Hz以下的基頻
關斷時間：20到115μs，依賴發射線圈尺寸，匝數和發射電流大小
發射線圈尺寸：單匝可任意尺寸，但最小電阻不應低於0.7歐姆，最大發射線圈可到300×600m
輸出電壓：18伏—60伏連續可調，當外接電源時可達180伏
同步：電纜或高穩定性晶體同步
輸出電流：最大28A
工作溫度：-40℃—+60℃
關斷時間顯示：自動顯示關斷時間
電源：1800瓦，110/220V單項發電機供電或2－6個12伏電瓶直流供電
防護：電和電磁防護
重量：15公斤
尺寸：43 x 25 x 25 厘米
3）TEM67發射機
這是大功率發射機，它是在TEM57-MK2發射機基礎上加一個功率模組，構成TEM67發射機。這就是說，增加一個功率模組並配備一台5,000W發電機，就可將TEM57-MK2升級為TEM67。反之，如果對某些勘查任務而言無需TEM67發射機，只用TEM57-MK2，便可大大減輕重量。TEM67的輸出電壓18-150V連續可調用，可自動顯示關斷時間。
配備三維接收線圈的PROTEM67，是一種理想的探測深部高導礦體，蘊礦構造，含水構造以及其它地質目標體的最佳瞬變電磁法儀器，其勘探深度可達1,000m－1,2000m。
技術指標：
電流波型：偶極方波，占空係數50%
基本頻率：0.3，0.75，3，7.5，30Hz（功率傳輸線為60Hz時）
0.25，0.625，2.5，25Hz（功率傳輸線為50Hz時）
關斷時間：20到750μs，依賴於發射線圈尺寸，匝數和發射電流大小
輸出電流：最大28A
輸出電壓：18到150伏連續可調
同步：高穩定性晶體同步
工作溫度：-40℃—+60℃
電源： 5000W， 220伏，50Hz，單項發電機
重量：15公斤
尺寸：43 x 25 x 25 厘米。
4）加強型TEM67發射機
加強型TEM67發射機是在TEM57-Mk2發射機上連線兩個TEM67功率模組，發射電壓可高達240v，最大發射電流28A，所以可利用大尺寸或大有效面積發射線圈，以達到更大的勘探深度。下表是TEM67和加強TEM67發射功率的對比表，可見在發射線框尺寸2000m×2000m情況下（相當2000m勘探深度）加強型TEM67的發射磁矩M（I×S）可高達36363636A m2，。如果選擇發射圈電阻值為1,65歐姆/公里，則加強型TEM67發射機的發射電流可達到18.2A,發射磁矩M=72727272Am2 ， 此時的信噪比可以高一倍。
TEM發射機性能對比
發射線圈面積S（m2） 發射線圈電阻值（歐姆）（電阻為3.3歐姆/公里） 發射電流值I (A) 發射磁距M（IxS）
TEM67 加強型TEM67 TEM67 加強型TEM67
100m x 100m 1.32 28 28 280000
300m x 300m 4 28 28 2520000 2520000
500m x 500m 6.6 22.7 28 5681818 7000000
1000m x1000m 13.2 11.4 18.2 11363636 18181818
2000m x 2000m 26.4 5.7 9.1 22727273 36363636
5) TEM47HP井下探水系統
TEM47HP是TEM47的加強型，是在TEM47的基礎上加大發射功率，使發射電壓高達36V，最大發射電流達10A。TEM47HP主要用於煤礦井下或隧道開掘中的水情探測和斷層探測。
由於井下空間窄小，所以發射線圈是由絕緣材料做成帶凹槽的、可調節角度的方形骨架（尺寸視巷道空間大小而定，一般為1.5m×1.5m或2m×2m）,發射線圈嵌入凹槽之內。發射線圈匝數一般為80匝或64匝。發射線匝有效面積S為180㎡或 256㎡。
技術指標：
電流波型：偶極方波，占空係數50%
基本頻率：30，75，285Hz（功率傳輸線為60Hz時）
25，62.5，285Hz（功率傳輸線為50Hz時）
關斷時間：取決發射線圈有效面積S及發射電流A
發射線圈尺寸：1.5m×1.5m(80匝)或2m×2m（64匝）
輸出電壓：0－12V 24V或36V
最大輸出電流：10A
同步：電纜同步
工作溫度：-40℃—+60℃
電源： 內置12V，外接12V或24V
重量：6公斤
尺寸：43 x 25 x 25 厘米
6) BH43-3鑽井中瞬變電磁儀
井中三分量瞬變電磁儀探頭BH43-3與位於地面的發射系統和PROTEM接收機共同組成鑽井中瞬變電磁儀。在地面布設500m×500m的發射線圈便可獲得2000m深鑽孔，200-300m半徑內的礦產資源、水文地質和地質結構等諸多方面信息。
沿鑽井探測的空間解析度為1m。井中觀測點間距根據要求分辨出的目標體大小而定。
BH43-3是三分量、寬頻帶的井中探頭，能有利地壓制高壓線和其它干擾源的干擾。
BH43-3配有專用軟體包，可編輯、顯示和解釋測量數據。井中電纜和絞車可在國內配置。
技術指標：
感測器：三個互相垂直的線圈（一個軸向，兩個徑向）
感測器有效面積：軸向線圈：10000m2；徑向線圈： 2500m2
感測器前置放大器諧振頻率：10KHz
感測器旋轉角校正：用兩個互相垂直的傾角儀，改正範圍：±1℃—±80℃（自垂直軸算起）
工作溫度：-30℃—±80℃。
電源：密封可充電鎳鎘電池，可連續工作40小時。
控制箱：用於通道選擇，探頭和PROTEM接收機之間的阻抗和增益匹配（將三個感測器的有效面積按100m2歸一化）；帶有超低頻濾波器。
電纜：雙芯禁止電纜，聚氨脂外皮，keular高強度外護膜，直徑5.6m，重40Kg/km，抗拉強度500kg。
重量：感測器，9.5kg 控制箱：1.5kg。
尺寸：感測器，直徑3.8cm，長234cm
控制箱，22×13.5×8cm。
主要特點
三分量同時觀測，有30個觀測道。
關斷時間短，信息量大：關斷時間是瞬變電磁儀的重要技術指標之一，關斷時間長，將失掉淺層信號，減弱二次場強度，直接影響探測效果。PROTEM47關斷時間可短至0.5μs。關斷時間取決於發射機性能、發射電流大小和發射線圈尺寸。
解析度高，動態範圍大：由於瞬變電磁場從早期到晚期的變化幅度從n×10^5 μv到0.n μv。達6個量級，所以要求信號解析度和動態範圍都要高。PROTEM的信號解析度為24位，系統解析度為29位，動態範圍達175dB。
信噪比高：PROTEM瞬變電磁儀採取多種措施提高信噪比，包括壓制工頻干擾，採用“聰明疊加”技術和提高重複率等。重複率是指1秒之內能發射多少個雙極性脈衝。PROTEM的重複率為237.5Hz-0.25Hz，即4.2ms—4s,可選。因此它在30秒觀測時間內可以發射14,250—15個脈衝信號和接收到同樣多的瞬變電磁信號。如果重複率為25Hz－0.416Hz，即40ms-2403ms,它在30秒觀測時間內僅能發射和接收到1,500個－24.9個信號，也即在相同的觀測時間內前者比後者的信噪比高近10倍。
觀測裝置靈活 ：瞬變電磁法有五種野外觀測裝置，它適用於不同的勘探目標和深度。這五種裝置是：①重疊回線,②中心回線,③偶極④大定回線外，觀測⑤大定回線內觀測。前三種裝置適合淺層勘探，後兩種適合深層勘探。由於PROTEM瞬變電磁儀採用發射和接收分離結構，所以除重疊回線裝置外，它適合其它四種裝置。但如果採用發射和接收一體化裝置，則僅適合重疊回線裝置，當採用其它四種觀測裝置時，就必須把接收線圈中的微弱瞬變場信號、用一條較長的信號電纜傳輸給接收機，從而帶進不可預測的干擾.
勘探深度大：瞬變電磁法勘探深度H，由下式近似表達，
H=0.55(Mρ/RmN)^(1/5)
M=IS為發射磁矩（I為發射電流，S為發射線圈面積），ρ為大地平均電阻率值，RmN為取決於儀器信號比和抗干擾能力的最小可分辨信號值。可見在S和ρ一定的情況下，勘探深度H取決於發射機的最大輸出電流I，而I又取決於發射機的最高輸出電壓。在淺層勘探時，發射磁矩M對任何型號的瞬變電磁儀都不是問題；但在深層勘探時，由於要採用大面積（S）發射線圈，電阻值大，因此要獲得大的發射電流I，就必須套用高輸出電壓的發射機。PROTEM套用的大功率發射機TEM67和加強型TEM67，其發射電壓高達150V和240V，因此在大面積（S）發射線圈情況下，也能輸出很大的發射電流值。如果發射機的最高輸出電壓只有100V，那就很難用於深層勘探。
穩定性高，工作溫度寬：穩定性包括觀測的重複性和儀器故障率。PROTEM的觀測重複性為100%，儀器故障極低。PROTEM工作溫度範圍為-40℃－+60℃，在任何季節，任何地區均可順利地進行觀測；如果工作溫度範圍很窄，那就只能在合適的季節或合適的地區進行野外觀測。
套用領域
在地面探測含水層，斷層含水性，煤層結構和陷落住
在井下探測採區內部和外圍以及掘進頭前方的儲水結構
探測良導性礦體埋深和產狀，探測蘊礦構造
探測老窯及其含水性
工程勘探和環境勘探
油、氣田勘探
研發商介紹
加拿大Geonics公司是專門研製和生產時間域電磁儀的專業公司，共有近20種時間域電磁測量儀，套用於各種不同目的和場合，在世界上享有很高聲譽。該公司自1978年研製和生產瞬變電磁儀以來，已更新換代多次，目前在市場上銷售的PROTEM47、PROTEM47HP（井下探水系統），PROTEM57-MK2和PROTEM67瞬變電磁儀占據著世界上該類儀器的很大市場份額。2003年至2009年6月，國內用戶通過我公司(北京歐華聯科技有限責任公司)已訂購13套PROTEM47，23套PROTEM47HP,27 套PROTEM57 -MK2和24套PROTEM67，2套PROTEM67 HP以及3套BH43-3D鑽井瞬變電磁儀。Geonics公司的售後服務中心也設立在我公司(北京歐華聯科技有限責任公司)。
