[科普中国]-综合频率特性曲线

综合频率特性曲线(composite frequency characteristic)是表示频率特性函数与综合参量之间变化关系的曲线。导体所产生的感应二次场由三部分确定，即一次场强度、表征这个导体的频率特性函数、测点和导体相对坐标位置。图为均匀场中水平圆柱体的综合频率特性曲线。

基本介绍综合频率特性曲线是表示频率特性函数与综合参量之间变化关系的曲线。导体所产生的感应二次场由三部分确定，即一次场强度、表征这个导体的频率特性函数、测点和导体相对坐标位置。图1为均匀场中水平圆柱体的综合频率特性曲线，函数T是表示水平圆柱体的频率特性函数。导体的形状不同，综合频率特性曲线的变化规律基本相同，只要横坐标乘上一定的倍数，不同形状导体的综合频率特性曲线就可以基本重合。对某一确定的导体来说，其形状、大小、电磁性质都是已知的，频率特性函数只随场的频率变化而变化，这时的综合频率特性曲线就是频率特性曲线1。

相关概念电磁法电磁法(electromagnetic method)是利用岩石和矿物不同的导电性和导磁性，以电磁感应为基础进行找矿的方法。如果使交流电通过长导线(矩形回线或圆形线圈)。就可能产生传到地下的交变电磁场。把其中的磁场称为一次****场，当一次场在地下传播遇有良导体存在时，由于通过导体的磁力线的变化，将使导体内产生与一次场同频率的涡流。涡流又使导体周围空间呈现交变的二次磁场并传到地面。在地面用接收装置对二次磁场，或其与一次磁场相叠加的总合场进行观测，就有可能发现地下良导体，并确定其空间位置。电磁法可分为地面电磁法、航空电磁****法和井中电磁法等。电磁法主要用来寻找导电、导磁矿体，勘探深度较浅，并随一次场频率的增高而减小。

一次场一次场(primary field nepna)在电磁法中是指由发射装置发射的、用来激励地下导体产生交变二次场的交变电磁场。目前，电磁法中采用的一次场有定源场和动源场两种。一次场的空间分布因场源形式不同而不同。一次场向地下的穿透深度取决于一次场的频率、岩石的导电性，以及低阻覆盖层的厚度与导电率的乘积。频率越低、岩石的导电性越差，穿透深度越大。反之，穿透深度越小。低阻覆盖层对一次场起屏蔽作用。一次场对矿体感应耦合作用的强弱，主要取决于它们之间的相对位置和一次场的频率。实际工作中，有目的的选择一次场源形式和场的频率是很重要的。

二次场二次场(secondary field)在电磁法中是指在一次场的作用下，地下导电体产生的感应磁场；或指在一次场的作用下，地下导磁体受人工磁化产生的磁化磁场。二次场的强弱、方向、‘分布规律以及与一次场的相位关系，除取决于导体的电磁性质、大小、产状等因素外，还和一次场的强度、频率、一次场与导体间的感应耦合关系等条件有关。

正常电磁场正常电磁场(normal electroma-gnetic field)在电磁法中是指地下岩石的电磁性质是均匀各向同性时，岩石产生的二次场和一次场叠加形成的总场。由局部岩石的电磁性质不均匀而引起的正常场变化、称为异常或异常场。地面电磁法大部分是观测总场。掌握具体条件下正常场的规律，有利于从正常场背景上辨认异常。

相位关系相位关系(phase relationship)是指电磁法中二次场( )、总场(H总)和一次场( )之间的相位关系。导磁体的磁化二次场与一次场同相位。导电体的感应二次场比一次场相位落后 )。 ( 分别为导电体的感抗和电阻)，它只取决于导电体的电学性质。良导电体( )，二次场与一次场反相。导电性很差的物体( )，二次场与一次场相位差90°。总场与一次场的相位差和二次场的振幅、相位有关，相应地在0～90°之间变化。 可分解为与 同相的实分量 和与 落后90°的虚分量 。良导体的 ，非良导体 。总场的虚分量等于二次场的虚分量。总场的实分量等于一次场与二次场实分量的差值。总场虚实分量的矢量和即为振幅(A)。总场虚实分量之比即为相位角的正切。

频率特性频率特性(frequency characteristic)在电磁法中是指其它条件不变时，导体的二次场随一次场频率变化而变化的关系。利用在异常体上实测的频率特性曲线，可以确定异常体引起异常的最佳频率；对比实测和理论频率特性曲线可以对所获得的资料进行半定量解释。

最佳频率最佳频率(optimum frequency)在电磁法中是指导电矿体的二次场虚分量频率特性曲线达极大值时的频率。最佳频率值与矿体形状、大小和导电率有关。矿体越大、导电性越好，最佳频率越低；反之，越高。一个具体的矿体，最佳频率是一定的。大的良导电矿体的最佳频率，一般只有几十周/秒。导电性差或矿体较小的最佳频率，可高达几千周/秒。寻找良导电性矿体时应用的频率范围是几十～几千周/秒，最佳频率对选择某地区的工作频率和区分异常都有重要意义。

综合参量综合参量(composite parameter)在电磁法中，导体的电导率()、磁导率()、几何大小以及一次场的圆频率(，是频率)的乘积，称为综合参量。用符号表示。综合参量决定导体二次场的变化。如无限长的倾斜薄板的综合参量。式中为半径、为厚度、L为向下延深1。

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王沛 - 副教授、副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所