專利名稱：礦用瞬變電磁儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
礦用瞬變電磁儀
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及礦用地質(zhì)探測(cè)儀器，特別涉及一種礦用瞬變電磁儀器。
背景技術(shù)：
水害是采礦建設(shè)與生產(chǎn)過程中的主要災(zāi)害之一，因此，構(gòu)造含水體的超前探測(cè)是 確保礦安全開采的主要需求之一。瞬變電磁法是利用不接地線圈向地下發(fā)送一次電磁場(chǎng)， 在一次電磁場(chǎng)間歇期間，使用不接地線圈或接地電極觀測(cè)二次渦流場(chǎng)的方法，其物理基礎(chǔ) 為電磁感應(yīng)原理，即導(dǎo)電介質(zhì)在階躍變化的激勵(lì)磁場(chǎng)的激發(fā)下產(chǎn)生渦流場(chǎng)的問題，從礦不 同巖性地層的物性差異分析。 一般變化規(guī)律為從泥巖、粉砂巖、細(xì)砂巖、中砂巖、粗砂巖、礫 巖到層，電阻率值逐漸增高，即層相對(duì)其頂、底板呈現(xiàn)為相對(duì)高阻層。構(gòu)造發(fā)育區(qū)，或者是 出現(xiàn)層位錯(cuò)動(dòng)，或者是裂隙發(fā)育，局部會(huì)出現(xiàn)明顯的含水構(gòu)造，由于礦井裂隙水體的導(dǎo)電性 良好，都會(huì)打破原有的縱向和橫向電性固有連續(xù)變化規(guī)律，會(huì)呈現(xiàn)出局部電性異常體的變 化特征。上述物性變化的存在為瞬變電磁勘探方法的實(shí)施提供了良好的地球物理前提條 件。另外，瞬變電磁法觀測(cè)純二次場(chǎng)，對(duì)含、導(dǎo)水構(gòu)造等低阻體反應(yīng)敏感，體積效應(yīng)小，分辨 率高。目前，國(guó)內(nèi)僅有在地面使用的瞬變電磁儀，為了減少半空間電磁干擾，增加探測(cè)深度， 多采用高電壓(大于12V)，大電流(50A以上)的方式產(chǎn)生一次脈沖磁場(chǎng)，并且都采用普通 的單匝或者多芯編織的電纜制成的發(fā)射線圈和接收線圈，并且所述發(fā)射和接收線圈均為直 接裸露在空氣中，并不適合礦井下使用儀器的本質(zhì)安全要求，市場(chǎng)迫切需要研發(fā)出能夠適 合礦井下作用使用的礦用瞬變電磁儀。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題，在于提供一種能夠符合礦井下使用儀器的本質(zhì)安 全要求、接收可靠性好、便于攜帶和移動(dòng)的礦用瞬變電磁儀。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的一種礦井用瞬變電磁儀，包括礦用瞬變電磁主機(jī)、發(fā)射 線圈和接收線圈，所述發(fā)射線圈和接收線圈分別與礦用瞬變電磁主機(jī)相連，并采用同樣長(zhǎng) 度、同樣芯數(shù)的多芯電纜制成，所述多芯電纜的外部有絕緣護(hù)套。 所述發(fā)射線圈和接收線圈用固定塊緊密固定在一起。 所述發(fā)射線圈和接收線圈圍成四方形，所述固定塊為對(duì)稱地分布在四方形兩個(gè)側(cè) 邊的端部。 所述接收線圈和發(fā)射線圈的匝數(shù)比為2 : 1。 所述接收線圈采用芯芯串接，組成多匝線圈。 所述發(fā)射線圈采用2芯并聯(lián)后再串接，組成多匝線圈。 所述礦用瞬變電磁主機(jī)由不共地的兩組直流電源、MCU、內(nèi)存、USB接口、液晶顯示 電路、光耦、發(fā)射電路和接收電路組成，接收電路、內(nèi)存、液晶顯示電路、光耦、USB接口分別 與MCU相連接，其中一組直流電源為MCU供電，另一組電源為發(fā)射電路供電，光耦用于隔離 發(fā)射電路和接收電路，發(fā)射電路和接收電路分別與發(fā)射線圈與接收線圈相連接。[0011] 本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于 1、本實(shí)用新型的礦用瞬變電磁儀的發(fā)射線圈和接收線圈采用外部有絕緣護(hù)套的 多芯電纜制作，具備防水功能，適合礦井用。 2、本實(shí)用新型的礦用瞬變電磁儀的發(fā)射線圈采用2芯并聯(lián)后再串接，組成多匝線 圈，接收線圈采用芯芯串接，組成多匝線圈，因此發(fā)射線圈與接收線圈的匝數(shù)比為1 : 2，可 以保證磁場(chǎng)的發(fā)射強(qiáng)度。 3、本實(shí)用新型的礦用瞬變電磁儀的發(fā)射線圈和接收線圈通過固定塊緊密固定在 一起，可以保證瞬變二次場(chǎng)接收的可靠性。


下面參照附圖結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。 圖1是本實(shí)用新型的瞬變電磁儀的總體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是本實(shí)用新型的瞬變電磁儀的發(fā)射線圈和接收線圈的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3是本實(shí)用新型的瞬變電磁儀的發(fā)射線圈的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4是本實(shí)用新型的瞬變電磁儀的發(fā)射線圈的連接方式的示意圖。 圖5是本實(shí)用新型的瞬變電磁儀的接收線圈的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖6是本實(shí)用新型的瞬變電磁儀的接收線圈的連接方式的示意圖。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖l，是本實(shí)用新型的礦用瞬變電磁儀的總體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。 一種礦用 瞬變電磁儀，包括礦用瞬變電磁主機(jī)1、發(fā)射線圈2和接收線圈3，所述礦用瞬變電磁主機(jī)1 由不共地的兩組直流電源、MCU、內(nèi)存、USB接口、液晶顯示電路、光耦、發(fā)射電路和接收電路 組成，接收電路、內(nèi)存、液晶顯示電路、USB接口、光耦分別與MCU相連接，其中一組直流電源 為MCU供電，另一組電源為發(fā)射電路供電，光耦用于隔離發(fā)射電路和接受電路，發(fā)射電路和 接收電路分別與發(fā)射線圈與接收線圈相連接。 請(qǐng)參閱圖2，所述發(fā)射線圈2和接收線圈3采用同樣長(zhǎng)度、同樣芯數(shù)的多芯電纜制 成，所述多芯電纜的外部有絕緣護(hù)套，所述發(fā)射線圈和接收線圈用固定塊4緊密固定在一 起。所述發(fā)射線圈2和接收線圈3圍成四方形，所述固定塊4為對(duì)稱地分布在四方形兩個(gè) 側(cè)邊的端部。 請(qǐng)同時(shí)參閱圖3至6，為了保證磁場(chǎng)的發(fā)射強(qiáng)度，所述接收線圈采用芯芯串接，組 成多匝線圈；所述發(fā)射線圈采用2芯并聯(lián)后再串接，組成多匝線圈，使接收線圈和發(fā)射線圈 的匝數(shù)比為2 : 1。 使用時(shí)，礦用瞬變電磁主機(jī)1通過發(fā)射線圈2向探測(cè)介質(zhì)(礦層或圍巖)發(fā)射一
次脈沖磁場(chǎng)，當(dāng)發(fā)射線圈1中的電流突然斷開后，被探測(cè)介質(zhì)會(huì)激勵(lì)起二次渦流場(chǎng)返回，由
接收線圈3接收感應(yīng)二次渦流場(chǎng)，礦用瞬變電磁主機(jī)再把所接收的微弱二次渦流場(chǎng)，通過
專業(yè)算法轉(zhuǎn)換成視電阻率等數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在儀器內(nèi)存中，再把通過USB接口把測(cè)量
數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中，然后在計(jì)算機(jī)上通過專用軟件進(jìn)行資料的處理和分析。 正常情況下，若地質(zhì)層位穩(wěn)定、不受富水區(qū)域和含導(dǎo)水構(gòu)造的影響，則視電阻率值
將不會(huì)有明顯的異常，反之，若地質(zhì)層存在富水區(qū)域和含、導(dǎo)水構(gòu)造，電性分布規(guī)律被打破，就會(huì)出現(xiàn)視電阻率值減小等特點(diǎn)的異常區(qū)。通過專業(yè)算法，就可以直觀地確定出富水區(qū)域 的賦存深度及位置。 由于礦井下存在粉塵、瓦斯等不安全因素，國(guó)家對(duì)礦井用電子儀器本質(zhì)安全有嚴(yán) 格的要求，本實(shí)用新型專利采用發(fā)射一次脈沖磁場(chǎng)，高精度、低噪聲接收感應(yīng)二次渦流場(chǎng)， 實(shí)現(xiàn)了礦井下安全瞬變電磁探測(cè)，并通過安標(biāo)國(guó)家礦用產(chǎn)品安全標(biāo)志中心制定檢測(cè)機(jī)構(gòu)的 檢測(cè)，取得礦用產(chǎn)品安全標(biāo)志證書，非常適合礦井下的探測(cè)作業(yè)。
權(quán)利要求一種礦用瞬變電磁儀，包括礦用瞬變電磁主機(jī)、發(fā)射線圈和接收線圈，所述發(fā)射線圈和接收線圈分別與礦用瞬變電磁主機(jī)相連，并采用同樣長(zhǎng)度、同樣芯數(shù)的多芯電纜制成，其特征在于所述多芯電纜的外部有絕緣護(hù)套。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用瞬變電磁儀，其特征在于所述發(fā)射線圈和接收線圈用 固定塊緊密固定在一起。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的礦用瞬變電磁儀，其特征在于所述發(fā)射線圈和接收線圈圍 成四方形，所述固定塊為對(duì)稱地分布在四方形兩個(gè)側(cè)邊的端部。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用瞬變電磁儀，其特征在于所述接收線圈和發(fā)射線圈的 匝數(shù)比為2 : 1。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的礦用瞬變電磁儀，其特征在于所述接收線圈采用芯芯串接， 組成多匝線圈。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用瞬變電磁儀，其特征在于所述發(fā)射線圈采用2芯并聯(lián) 后再串接，組成多匝線圈。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用瞬變電磁儀，其特征在于所述礦用瞬變電磁主機(jī)由不共地的兩組直流電源、MCU、內(nèi)存、USB接口 、液晶顯示電路、光耦、發(fā)射電路和接收電路組成， 接收電路、內(nèi)存、液晶顯示電路、光耦、USB接口分別與MCU相連接，其中一組直流電源為MCU 供電，另一組電源為發(fā)射電路供電，光耦用于隔離發(fā)射電路和接收電路，發(fā)射電路和接收電 路分別與發(fā)射線圈與接收線圈相連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及礦用地質(zhì)探測(cè)儀器，特別涉及一種礦用瞬變電磁儀，包括礦用瞬變電磁主機(jī)、發(fā)射線圈和接收線圈，所述發(fā)射線圈和接收線圈分別與礦用瞬變電磁主機(jī)相連，并采用同樣長(zhǎng)度、同樣芯數(shù)的多芯電纜制成，所述多芯電纜的外部有絕緣護(hù)套。本實(shí)用新型具備防水功能，適合礦井用，且發(fā)射線圈與接收線圈的匝數(shù)比為1∶2，可以保證磁場(chǎng)的發(fā)射強(qiáng)度，發(fā)射線圈和接收線圈通過固定塊緊密固定在一起，可以保證瞬變二次場(chǎng)接收的可靠性。
文檔編號(hào)G01V3/10GK201548701SQ200920181638
公開日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2009年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月9日
發(fā)明者李培根, 林曉, 陳慧萍 申請(qǐng)人:福州華虹智能科技開發(fā)有限公司