一种基于矿用本安型瞬变电磁法多路发射装置的制作方法

专利2026-08-14  13


本技术涉及矿井地球物理勘探,尤其涉及一种基于矿用本安型瞬变电磁法多路发射装置。


背景技术:

1、本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息,其并不必然是现有技术。

2、瞬变电磁法也称时间域电磁法(time domain electromagnetic methods),简称tem,它是利用不接地回线或接地线源向四周发射一次脉冲磁场,在一次脉冲磁场间歇期间,利用线圈或接地电极观测二次涡流场的方法。简单地说,瞬变电磁法的基本原理就是电磁感应定律。衰减过程一般分为早、中和晚期。早期的电磁场相当于频率域中的高频成分,衰减快,趋肤深度小;而晚期成分则相当于频率域中的低频成分,衰减慢,趋肤深度大。通过测量断电后各个时间段的二次场随时间变化规律,可得到不同深度的地电特征。

3、在已有技术中,对于发射和接收天线主要采用单路多股多匝数线圈进行电磁场的发射和接收,即主机发射控制信号给信号隔离电路,再经过信号发射模块将脉冲信号发射到发射线圈,发射线圈电流和方向的不断变化产生电磁场。

4、上述现有技术至少存在以下技术问题:

5、1、现有技术采用单路控制,单组线圈发射机制,线圈等效面积小,探测深度较浅;

6、2、当需要远距离探测时,在发射线圈参数不变的情况下,发射功率决定了发射场源的强度,从而决定探测深度,当增加发射激励电流时,场源的强度随之增大,二次场感应幅值得到提升,采集数据信噪比提高,由于煤矿防爆电气设备有着严格规定,对产品的发射电流和发射功率有着严格的规定,单个线圈的的电路有上限要求,从而无法满足远距离探测;

7、3、需要的发射功率较大,线圈等效面积要加大,需要增加发射线圈匝数,会造成发射信号截止时电流关断时间较长,对于接收线圈的二次场信号影响很大,增加了探测盲区;

8、4、现有技术单路信号控制,单路出现故障后设备无法工作,同时也无法根据项目探测深度随时调整线圈发射的等效面积。


技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种基于矿用本安型瞬变电磁法多路发射装置,以至少部分解决上述技术问题。该目的是通过以下技术方案实现的:

2、本实用新型提出了一种基于矿用本安型瞬变电磁法多路发射装置,包括:

3、主机,所述主机用于发出第一脉冲信号;

4、至少两个发射组件,所述至少两个发射组件分别与所述主机电连接,每个所述发射组件包括信号放大模组和发射线圈,所述信号放大模组与所述主机电连接,所述信号放大模组响应于所述第一脉冲信号并生成第二脉冲信号,所述第二脉冲信号的功率大于所述第一脉冲信号,所述发射线圈与所述信号放大模组电连接,所述发射线圈响应于所述第二脉冲信号并生成发射信号。

5、在一些实施例中,所述信号放大模组包括:

6、信号筛选模块,所述信号筛选模块与所述主机电连接,并用于筛选所述第一脉冲信号;

7、功率放大模块,所述信号筛选模块通过所述功率放大模块与所述发射线圈电连接,所述功率放大模块用于生成所述第二脉冲信号。

8、在一些实施例中,所述信号筛选模块包括:

9、隔离驱动单元,所述隔离驱动单元分别与所述主机和所述功率放大模块电连接;

10、检测单元,所述检测单元分别与所述主机和所述隔离驱动单元电连接。

11、在一些实施例中,还包括接线端子,所述信号放大模组通过所述接线端子与发射线圈电连接。

12、在一些实施例中,所述发射线圈的匝数为n,其中,n的取值范围为1~100。

13、在一些实施例中,所述发射线圈为圆形线圈,所述圆形线圈的直径为d,其中,d的取值范围为0.3m~3m。

14、在一些实施例中,所述发射线圈为正方形线圈,所述正方形线圈的变长为a,其中,a的取值范围为0.3m~3m。

15、在一些实施例中,所述至少两个所述发射组件中的所述发射线圈的物理参数各不相同。

16、在上述一种或几种具体实施方式中,本实用新型所提供的基于矿用本安型瞬变电磁法多路发射装置,具有以下技术效果:

17、1、实现对每路发射模块独立控制,根据项目需要灵活配置需求工作的发射模块路数;

18、2、多路发射技术有效地增大了发射场源的强度,提高了矿用瞬变电磁仪的勘探深度,并且又不丧失对浅层地质体的分辨能力;

19、3、当其中一块模块出现故障时,故障发射模块所在线路停止工作,杜绝问题发射电磁脉冲对接收的二次场信号造成干扰;

20、4、相同发射线圈同时工作,无法根据井下煤层探测的区域灵活选择工作的线圈,有的区域可以采用一路匝数少的线圈,减少二次场干扰,缩小采样盲区范围;对于需要探测距离远,需要大功率发射的时候,可以多路线圈一起工作,增加探测深度。发射线圈采用不用电气性能参数和物理参数,可以根据探测区域的地质状况,选择需要匹配参数的发射线圈,也可以进行多组线圈叠加组合,增加发射功率,提高探测深度。



技术特征:

1.一种基于矿用本安型瞬变电磁法多路发射装置,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的基于矿用本安型瞬变电磁法多路发射装置,其特征在于,所述信号放大模组包括:

3.根据权利要求2所述的基于矿用本安型瞬变电磁法多路发射装置,其特征在于,所述信号筛选模块包括:

4.根据权利要求1至3任一项所述的基于矿用本安型瞬变电磁法多路发射装置,其特征在于,还包括接线端子,所述信号放大模组通过所述接线端子与发射线圈电连接。

5.根据权利要求1至3任一项所述的基于矿用本安型瞬变电磁法多路发射装置,其特征在于,所述发射线圈的匝数为n,其中,n的取值范围为1~100。

6.根据权利要求1至3任一项所述的基于矿用本安型瞬变电磁法多路发射装置,其特征在于,所述发射线圈为圆形线圈,所述圆形线圈的直径为d,其中,d的取值范围为0.3m~3m。

7.根据权利要求1至3任一项所述的基于矿用本安型瞬变电磁法多路发射装置,其特征在于,所述发射线圈为正方形线圈,所述正方形线圈的变长为a,其中,a的取值范围为0.3m~3m。

8.根据权利要求1至3任一项所述的基于矿用本安型瞬变电磁法多路发射装置,其特征在于,所述至少两个所述发射组件中的所述发射线圈的物理参数各不相同。


技术总结
本申请公开了一种基于矿用本安型瞬变电磁法多路发射装置,包括:主机,所述主机用于发出第一脉冲信号;至少两个发射组件,所述至少两个发射组件分别与所述主机电连接,每个所述发射组件包括信号放大模组和发射线圈,所述信号放大模组与所述主机电连接,所述信号放大模组响应于所述第一脉冲信号并生成第二脉冲信号,所述第二脉冲信号的功率大于所述第一脉冲信号,所述发射线圈与所述信号放大模组电连接,所述发射线圈响应于所述第二脉冲信号并生成发射信号。解决了现有技术采用单路控制,单组线圈发射机制,线圈等效面积小,探测深度较浅的问题。

技术研发人员:李志勇
受保护的技术使用者:北京中矿大地地球探测工程技术有限公司
技术研发日:20231201
技术公布日:2024/6/26
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