GEM多频电磁探测仪

基本原理
美国Geophex公司生产的GEM系列电磁探测仪是一种频率域电磁探测设备，它是通过一个发射线圈发射单频或多频的电磁波信号，同时采用一个接收线圈或多组接收线圈探测地下或水下目标体的电导率或磁化率的电磁属性（如下图所示），并确定地下不同深度范围内的电导率或磁化率属性：

GEM系列电磁探测结构示意图

探测深度讨论
频率域电磁法探测的深度与电磁波的趋肤深度有关，趋肤深度计算公式如下所示：

其中：

由公式1）我们可以获得以下频率域电磁法趋肤深度的结论：
1) 趋肤深度与频率f成反比，换句话说，频率越低探测深度越深，趋肤越高探测深度越浅；
2) 趋肤深度与介质的电导率成反比，换句话说，背景电导率越高趋肤深度越浅；
3) 趋肤深度与介质的磁化率成反比，换句话说，磁化率越高趋肤深度越浅，磁化率越低趋肤深度越深；
经验表明，趋肤深度就是GEM系列多频电磁探测仪所能达到的最深深度，当实验地点及所选的GEM型号确定之后，探测深度就主要受发射频率来决定，通过发射不同的频率来实现测深的要求，我们以GEM-2为例，探测深度在30米以内。

制造厂家介绍
美国Geophex公司成立于1983年，是一家集地球物理电磁法设备研发、生产、销售、技术服务为一体的专业化电磁法设备生产厂商，公司总部设立在美国北卡莱罗纳州的罗列市。美国Geophex公司生产的电磁法设备已广泛的应用在航空、地面、水下目标体探测上，获得了世界上客户的广泛赞誉，许多地球物理领域电磁法专家在国际地球物理相关期刊上发表了很多篇高水平的论文（请参考附录）。
美国Geophex公司在过去三十多年里与美国军方保持了紧密的合作关系，美国军方利用Geophex公司提供的高精度、方便快捷使用的GEM系列电磁法设备在地面、水中、空中探测未爆炸物方面取得了极好的应用效果，获得了美国军方及世界范围内客户的高度认可。
应用领域（各个领域探测的野外工作图）
1) 考古探测

2）环境&地质工程评价

3）军用未爆炸物探测

4）管线探测

5）航空电磁探测

6）水下金属目标体探测

GEM-2系列
GEM-2 Ski多频电磁探测仪

应用领域：
 浅层地质调查
 地下水勘探
 地质工程
 土壤学研究
 考古
 环境污染物勘探
 地下设施探测
 电磁环境监测
技术特点：
 多频发射多频接收：频率可选
 探测深度范围：一般≤30米
 带宽：30Hz～93kHz
 线圈组合方式：共面
 最大发射磁矩：3安培×m2（330Hz时）
 输出：每个频率下的同相和正交相数据、视电导率和视磁化率、高压线噪声
 定位：实时GPS测量轨迹
 探测深度：一般≤30米（与背景电导率有关）

GEM-2A航空机载电磁仪

GEM-2A传感器布置框架图

GEM-2A是Geophex公司在基于GEM-2型基础上生产的标准型专门用于有人机的航空电磁探测设备，它是程序可调、宽带电磁探测设备，
应用领域：
 地下水调查
 矿业勘察
 地质勘查
主要技术特点：
 高灵敏度、重量轻、漂移小等优势
 发射接收频率可选
 可输出每个频率下的视电导率以及最低频率下的视磁化率参数
 可监视工业电线的噪声
 抗天电及工业电噪声的能力比较强
 飞行操作轻便简单：特别适合小型直升机搭载
技术参数：
 可编程操作
 带宽：30HZ～93kHz
 频率范围：单频或多频
 采样率：30Hz
 总长度：6.5米
 总量：110Kg
 发射-接收间距：5.1米
 线圈配置：共面
 最大发射磁矩：500A•m2（330Hz）、160A•m2（1KHz）、16A•m2（10KHz）
 电源供给：28VDC
 输出：同相和正交相、视电导率、磁化率、工业电噪声幅度

GEM-2S无人机载电磁仪

美国守护鹰自动驾驶无人机成功搭载GEM-2S
应用领域：
 定位地下管道、存储罐&其它结构；
 定位浅水区域的管线&其它结构；
 监控浸出锥、湖泊和地下存储罐；
 圈定由于工业废水或盐水污染的地下水区域；
主要技术特点：
 适应各种地形
 技术特点请参考GEM-2
 客户可以根据需要定制
注释：GEM-2型多频电磁探测仪可以根据客户的需要为客户专门订制用于水上或水下探测的GEM-2W型多频电磁探测仪，如下图：

GEM-3系列
GEM-3金属探测器

应用范围：
 铁质金属和非铁质金属探测
 地雷和UXO探测
 环境污染定位探测
 地质工程技术
 土壤科学研究
 考古
 50Hz工业电谱探测
技术参数：
 可选探头直径：30cm、40cm、65cm（任选其一），大直径&大磁矩便于深层探测，小直径对于定位和目标体的分辨识别较好
 多频发射和接受：10个频率
 带宽：30Hz～93kHz
 采样率：30Hz或25Hz
 尺寸：225cm*12.5cm
 最大发射磁矩：330Hz时高达9Am2，与传感器尺寸有关
 可充电电池：12V直流
 输出：同相和正交相数据、视电导率、磁化率、工业电噪音干扰幅度
 通讯：与PDA或PC机之间蓝牙通讯、PC机之间RS232通讯、GPS连接口
 GPS数据实时记录
Cart-GEM-3R深部探测电磁仪

应用范围
 UXO探测
 浅层地质调查
 地下水探测
 地质工程
 土壤电导率&湿度
 地雷探测
 考古
 环境污染
 地下设施检测
 连续EMI谱探测
主要技术特点：
 矩形发射线圈面积1m×0.75m可以实现大深度探测；
 PDA(掌上电脑)用户界面：实时屏幕显示；
 结构坚固：适应各种地形；
 可外接GPS：记录并显示测线轨迹
 包括电子控制单元及电池等所有的部件都内置在车厢内；
技术参数：
 带宽：30Hz～96KHz
 频率范围：单频、双频交替、多频
 可选采样率：30Hz或25Hz
 重量（包括车轮）：35Kg
 发射尺寸：100cm×75cm
 线圈配置：共面
 输出：同相和正交相、视电导率、视磁化率、工业电噪音干扰
 最大发射磁矩：65Am2(450Hz时)
 可充电电池：12V直流
 工业线探测：50Hz或60Hz

GEM-3 Array阵列式深部探测电磁仪
GEM-3 Array阵列式电磁勘探系统由一个大发射线圈、7个等间隔排列的接受线圈组成。

应用领域：
 UXO探测
 地下管线探测
 浅层地质绘图，
 经过封装，可用于水下高分辨率勘探
技术特点：
 对于给定的阵列尺寸，发射磁矩最大化；
 宽频带：90Hz～96kHz范围内典型是10～12个频率；
 7通道同时采集；
 高速调查；
 高空间分辨率；
 便于运输；
 系统可以实时显示地面探测的2-D数据，并可以在屏幕上标记潜在目标体。系统可以配置精度为分米级的GPS。
 使用多个补偿和接受线圈，共用一个发射线圈，多个较小接受线圈同时采集提升了空间分辨率。
技术参数
 通道数：3、5、7或8；
 扫描宽度：1m～3.2m；
 尺寸：可调，常规尺寸30cm*210cm*3cm（高）；
 线圈配置：共面；
 发射电流：20A(最大)
 电源供应：24V直流
 频率范围：90Hz～96kHz
 频率数量：可设置，一般10～12个
注释：GEM-3、Cart-GEM-3R、GEM-3 Array可以根据客户的需求经过改装用于水上或水下探测，如下图所示：

GEM-5系列
GEM-5 Array阵列式梯度电磁仪

GEM-5 Array阵列式电磁探测系统是一种装载在机械车辆或机械拖拽快速地面梯度扫描探测系统。发射线圈横穿上下两个接受线圈。两个接受线圈信号的差值就是获得的有效信号。
应用领域：
 地质成图
 堤坝及码头检测
 地下隧道或坑道探测
 工业电源线探测
主要技术特点：
 垂直定向响应，不会受旁侧目标体的影响，特别适合机械车辆拖拽探测
 传感器移动所形成的噪音影响小
 抗环境电磁噪音影响能力强
 高信噪比数据采集
技术参数：
 可编程操作
 带宽：30HZ～93KHZ
 扫描宽度：2.4米
 频率范围：单频或多频
 采样率：30HZ
 尺寸（典型）：2.1m宽*0.3m长*0.5m高
 最大发射电流：20A
 发射磁矩：180 A•m2@270Hz
 电源供给：24VDC
 输出：同相和正交相、视电导率、磁化率和工业电噪音幅度
 实时GPS数据输入
GEM-5B Array阵列式梯度电磁仪

GEM-5B Array是GEM-5 Array的升级版，其发射磁矩更大、探测深度更深，和GEM-5 Array组成结构相似，由一个大的中心发射线圈和7组等间隔上下相同的接收线圈组成。
应用领域：
 地质成图
 堤坝及码头检测
 地下隧道或坑道探测
 工业电源线探测
主要技术特点：
 垂直定向响应，不会受旁侧目标体的影响，特别适合机械车辆拖拽探测
 传感器移动所形成的噪音影响小
 抗环境电磁噪音影响能力强
 高信噪比数据采集
技术参数：
 可编程操作
 带宽：90HZ～96KHZ
 频率范围：单频或多频
 采样率：25HZ或30HZ
 扫描宽度：3米
 尺寸（典型）：1.8m宽*2.4m长*2m高
 发射磁矩：2000A•m2@270Hz
 最大发射电流：45A
 电源供给：24VDC
 输出：同相和正交相、视电导率、磁化率和工业电噪音幅度
 实时GPS数据输入