1 / 56

SkyTEM -nuværende muligheder -fremtidige udviklinger

SkyTEM -nuværende muligheder -fremtidige udviklinger. Outline. Krav til og verifikation af SkyTEM udviklingen i 2002 SkyTEM system 2009 Udvalgte tekniske SkyTEM detaljer SkyTEM –fremtidige udviklinger. Basics physics of TEM. How does it work?

ajay
Download Presentation

SkyTEM -nuværende muligheder -fremtidige udviklinger

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. SkyTEM-nuværende muligheder-fremtidige udviklinger

  2. Outline • Krav til og verifikation af SkyTEM udviklingen i 2002 • SkyTEM system 2009 • Udvalgte tekniske SkyTEM detaljer • SkyTEM –fremtidige udviklinger

  3. Basics physics of TEM How does it work? A stationary current flows in the transmitter loop -which sets up a primary magnetic field The current is shut off abruptly -which induces currents in the subsurface. This generates a secondary magnetic field -which is measured in the receiver coil at the surface Primary field Secondary field Current flow I

  4. Basic instrumentation of TEM Sender spole(r) Sender Rx Central Loop Tx Rx SkyTEM Loop Reference Rx Rx Offset Loop Modtager

  5. Krav til SkyTEM system (-Danmark.2002) • 1D lagdelte strukturer • Should meet data quality of groundbased TEM methods • Should reproduce ground based TEM results (refence site) • No bias correction nor leveling of data sets • Accurate geometrical parameters for inversion • Rawdata (“coil data”) available • Easy operation for “small” areas with fast mob/demob

  6. Krav til SkyTEM system (-Danmark.2002) • 1D lagdelte strukturer • Samme eller bedre datakvalitet som jordbaserede TEM data • Should reproduce ground based TEM results (refence site) • No bias correction nor leveling of data sets • Accurate geometrical parameters for inversion • Rawdata (“coil data”) available • Easy operation for “small” areas with fast mob/demob

  7. Krav til SkyTEM system (-Danmark.2002) • 1D lagdelte strukturer • Samme eller bedre datakvalitet som jordbaserede TEM data • Reproducere jordbaserede TEM data (reference lokalitet) • No bias correction nor leveling of data sets • Accurate geometrical parameters for inversion • Rawdata (“coil data”) available • Easy operation for “small” areas with fast mob/demob

  8. Krav til SkyTEM system (-Danmark.2002) • 1D lagdelte strukturer • Samme eller bedre datakvalitet som jordbaserede TEM data • Reproducere jordbaserede TEM data (reference lokalitet) • Ingen bias eller drift korrektion af data • Accurate geometrical parameters for inversion • Rawdata (“coil data”) available • Easy operation for “small” areas with fast mob/demob

  9. Krav til SkyTEM system (-Danmark.2002) • 1D lagdelte strukturer • Samme eller bedre datakvalitet som jordbaserede TEM data • Reproducere jordbaserede TEM data (reference lokalitet) • Ingen bias eller drift korrektion af data • Nøjagtige geometriske parametre og system respons til inversionen • Rawdata (“coil data”) available • Easy operation for “small” areas with fast mob/demob

  10. Krav til SkyTEM system (-Danmark.2002) • 1D lagdelte strukturer • Samme eller bedre datakvalitet som jordbaserede TEM data • Reproducere jordbaserede TEM data (reference lokalitet) • Ingen bias eller drift korrektion af data • Nøjagtige geometriske parametre og system respons til inversionen • Rådata til rådighed for kvalitetskontrol • Easy operation for “small” areas with fast mob/demob

  11. Krav til SkyTEM system (-Danmark.2002) • 1D lagdelte strukturer • Samme eller bedre datakvalitet som jordbaserede TEM data • Reproducere jordbaserede TEM data (reference lokalitet) • Ingen bias eller drift korrektion af data • Nøjagtige geometriske parametre og system respons til inversionen • Rådata til rådighed for kvalitetskontrol • Operation mulig for “små” arealer med hurtig mob/demob

  12. Senderen SkyTEM December 2002

  13. Verifikation af SkyTEM system • reference målinger med ProTEM47 i en 40x40m Central loop • reference model fra inversion af reference målinger • udregne “SkyTEM reference målinger” i operationshøjder • reproducere “SkyTEM reference målinger” med SkyTEM system i operationshøjder • checke bias i stor højde

  14. Verifikation af SkyTEM system • reference measurements with ProTEM47 in a 40x40m Central loop • reference model from inversion of reference measurements • calculate “SkyTEM reference measurements” for operation altitudes • reproducere “SkyTEM reference målinger” med SkyTEM system i operationshøjder • documentation of no significant bias signal at high altitudes

  15. Low Tx signal (5.000 Am2, 6 ms) Verification of SkyTEM 2002 High Tx signal (30.000 Am2, 80 ms) SkyTEM Altitude 10 m Reference data set (calculated)

  16. Verification of SkyTEM 2002 SkyTEM Altitude 10 m R: Measured data set B: Reference data set Error bars: B: 2% R: 3%

  17. Verification of SkyTEM 2002 SkyTEM Altitude 20 m Reference data set (calculated)

  18. Verification of SkyTEM 2002 SkyTEM Altitude 20 m R: Measured data set B: Reference data set Error bars: B: 2% R: 3%

  19. Verification of SkyTEM 2002 SkyTEM Altitude 30 m Reference data set (calculated)

  20. Verification of SkyTEM 2002 SkyTEM Altitude 30 m R: Measured data set B: Reference data set Error bars: B: 2% R: 3%

  21. Verifikation af SkyTEM system • reference measurements with ProTEM47 in a 40x40m Central loop • reference model from inversion of reference measurements • calculate “SkyTEM reference measurements” for operation altitudes • reproduce reference measurements with SkyTEM instrumentation in a40x40m Central loop on ground • checke bias i stor højde

  22. Verifikation af SkyTEM system Data fra stor højde skal indikere • ubetydelige lækage strømme • ubetydelig Tx – Rx interaktion • ubetydelig induktion af hvirvelstrømme i helikopter

  23. 1e-04 1e-05 1e-06 1e-07 dB/dt [V/(m^2*s)] 1e-08 SITEM Version: 1.2.4.55 Date: 18-02-2004 Time: 15:23:15 1e-09 1e-10 1e-05 1e-04 1e-03 Time [s] Verification of SkyTEM 2002 Noise signal 600 m SkyTEM Bias measurements High Altitude 600 m

  24. 1e-04 1e-05 1e-06 1e-07 dB/dt [V/(m^2*s)] 1e-08 SITEM Version: 1.2.4.55 Date: 18-02-2004 Time: 15:28:45 1e-09 1e-10 1e-05 1e-04 1e-03 Time [s] No measurements of decay signal Verification of SkyTEM 2002 Decay signal 600 m Noise signal 600 m SkyTEM Bias measurements High Altitude 600 m High Tx moment only

  25. 1e-04 1e-05 1e-06 1e-07 dB/dt [V/(m^2*s)] 1e-08 SITEM Version: 1.2.4.55 Date: 18-02-2004 Time: 15:32:43 1e-09 1e-10 1e-05 1e-04 1e-03 Time [s] Decay signal operating altitude No measurements of decay signal • Noise - heigh altitude • Blue – data heigh altitude • Red – data production altitude Verification of SkyTEM 2002 Decay signal 600 m Noise signal 600 m SkyTEM Bias measurements High Altitude 600 m High Tx Moment only

  26. SkyTEM 2004 - 2008

  27. SkyTEM 2009 Generator Rx Tx Coils Tx, Cooler & Control GPS & Radio Altimeter 16 meters 28 meters Altimiter Rx Coils Z & X Inclinometers

  28. SkyTEM 2009 • Time gates: • ~ 10 ms - til 10 (20) ms • Ingen bias eller drift korrektion • Systemrespons fuldt beskrevet • Reproducerer reference data indenfor 5% • Repeterer testsite data bedre end 3% • Stiv bærekonstruktion • Stabile geometriske parametre

  29. SkyTEM 2009 • Two-moment system • Lavt moment –overfladenær opløsning • 2.000 -10.000 Am2 • TurnOff ~ 2 - 6 µs • Højt moment –dybde opløsning • 150 -200.000 Am2 • TurnOff ~ 40 - 60 µs • Operationshøjde og -hastighed • ~ 20 - 35 meter • ~ 20 - 90 km/tim • Geometrical parametre målt • Højde, rammevinkler og DPGS • ”Stand Alone” (ingen operator i helikopter) • Vægt: 350 - 380 kg

  30. SkyTEM i dag SkyTEM 2009 Radiosender Generator Modtager- & StyreElektronik Sender Areal: 300 – 500 m2 Vinkelmåler Højdemåler 16 meter 28 meter Højdemåler Modtagerspole 18:00

  31. SkyTEM 2009

  32. SkyTEM i dag Ups.. Radiosender Generator Modtager- & StyreElektronik Sender Areal: 300 – 500 m2 Vinkelmåler Højdemåler 16 meter 28 meter Højdemåler Modtagerspole Was the tree 40 meters high? 18:00

  33. SkyTEM tekniske detaljer • Multi sender spoler • Geometrisk reduktion af bias • Reduceret harmonisk forvrængning • Analog gating styret digitalt

  34. Senderen Sender Spole(r) Sender Tx Rx Spole Reference Rx Modtager

  35. Senderen V L G R V 40 kV [e-R/L*t] ”R/L forløb” t

  36. Senderen 1200 V V L G R V [ dI/dt = - V/L ] Avalanche forløb R/L forløb t

  37. Senderen og målingen Avalanche forløb R/L forløb Jord response V Instrument Frontgate Primært respons måling starter Rx Tx Jord respons t Frontgate

  38. Sender parametre TurnOff Spænding 1200 Volt Driv-spænding 12 Volt 0 Volt 100 Ampere 0 Ampere 10 milli sek. 30 mikro sek. Magnetisk Moment = areal x vindinger x strøm • TurnOff tid (Avalanche + R/L) prop. med: • (Selvinduktion) / (TurnOff spænding) • Strøm • Tidskonstant = (Selvinduktion)/ (dæmp. Mod.) • Selvinduktion prop. Med: • Længde • Vindinger 2 • TurnOn tid prop. Med: • (Selvinduktion) / (modstand) • 1 / Driv-spænding TurnOn tid TurnOff tid Strøm

  39. Højt- og lavt moment sammen Avalanche forløb HM Avalanche forløb LM R/L forløb HM V Lavt Moment, LM (1 v, 150 uH)) R/L forløb LM Højt Moment, HM (4 v, 1600 uH) t

  40. Højt- og lavt moment sammen Avalanche forløb LM R/L forløb LM koblet V Lavt Moment, LM (1 v, 150 uH)) R/L forløb LM ukoblet Kobling Højt Moment, HM (4 v, 1600 uH) t Frontgate

  41. Højt- og lavt moment sammen Avalanche forløb LM Jord response R/L forløb LM koblet V Lavt Moment, LM (1 v, 150 uH)) Kobling Højt Moment, HM (4 v, 1600 uH) t Frontgate

  42. Gate center tider fra 10 ms til 20 – 30 ms LM V HM t LM Tx Coil Coupling!! HM Tx Coil

  43. Modtageren Sender spole Sender Tx Rx Spole Reference Rx Modtager

  44. Gating Instrument (Rx) Sampler Integrator Digital Control Frontgate Rx log V • Problems to encounter___________ • dB/dt provides 107 dynamic ranges • Analog integrated gates provides less than 104 dynanic range 107 Frontgate sample sample sample 104 sample Integration of signal log t Gatewidth

  45. Ingen bias korrection Reduktion af primært respons og lækage respons Modtagerspole TXspole 0 - position

  46. Ingen bias korrection SkyTEM Signal i produktionshøjde Super Lavt Moment (SLM) Bias begravet i støjen (stor højde)

  47. Frontgate log V primary response Instrument (Rx) Sampler 120 dB Integrator Digital Control t-2.5 earth response Frontgate t-1 harmonic distortion Rx log t

  48. Frontgate Instrument (Rx) Sampler Integrator Digital Control Frontgate Rx log V primary response t-2.5 earth response 120 dB Frontgate log t harmonic distortion t-1

  49. Synkronisering etc. TurnOff Tx 100 10 e-05 e-04 e-03 e-02 TurnOff tid • Efter instrument kalibrering: • Resterendeeffekter af: • Synkronisering • Tx TurnOff • Frontgate • korrigeres med tidsforskydning til at matche reference respons Reference signal FrontGate

  50. Båndpas filtering Modtager spole Rx Integratorer Forstærkere Lowpas filtering 1000 400 kHz 100 kHz 100 40 kHz e-03 e-05 e-04 Støjreduktion: mindre båndbredde <<>> større forvrængning Rhoa (Ohmm) Rhoa (Ohmm)

More Related