一種基于礦用本安型瞬變電磁法的強(qiáng)場(chǎng)源多路發(fā)射裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于礦井地球物理勘探【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種基于礦用本安型瞬變電磁法的強(qiáng)場(chǎng)源多路發(fā)射裝置。其既兼顧了滿足礦用防爆型式“ExibIMb”本質(zhì)安全型設(shè)備的電氣參數(shù)要求，又滿足礦井地質(zhì)勘探所需較強(qiáng)場(chǎng)源強(qiáng)度這兩方面的工程需求，多路發(fā)射技術(shù)有效地增大了發(fā)射場(chǎng)源的強(qiáng)度，提高了礦用瞬變電磁儀的勘探深度，并且又不喪失對(duì)淺層地質(zhì)體的分辨能力。本實(shí)用新型包括發(fā)射系統(tǒng)和發(fā)射線圈，發(fā)射系統(tǒng)包括信號(hào)隔離模塊，信號(hào)隔離模塊上連接有供電發(fā)射模塊，供電發(fā)射模塊上連接有本安輸出插座，發(fā)射線圈上設(shè)置有獨(dú)立的兩芯線纜插頭，本安輸出插座與發(fā)射線圈上的兩芯線纜插頭連接，信號(hào)隔離模塊、供電發(fā)射模塊和發(fā)射線圈至少設(shè)置有2路。
【專利說(shuō)明】一種基于礦用本安型瞬變電磁法的強(qiáng)場(chǎng)源多路發(fā)射裝置
[0001]一、【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0002]本實(shí)用新型屬于礦井地球物理勘探【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種基于礦用本安型瞬變電磁法的強(qiáng)場(chǎng)源多路發(fā)射裝置。
[0003]二、【背景技術(shù)】:
[0004]瞬變電磁法是煤礦井下常用的一種地球物理勘探方法，主要用于礦井巷道或迎頭前方的含水構(gòu)造勘探。目前，礦用瞬變電磁法儀器的防爆型式大多數(shù)為本質(zhì)安全型設(shè)備。瞬變電磁法儀器發(fā)射系統(tǒng)負(fù)責(zé)完成一次場(chǎng)脈沖發(fā)射，通常發(fā)射線圈的參數(shù)與發(fā)射功率決定了發(fā)射場(chǎng)源的強(qiáng)度。在發(fā)射線圈參數(shù)固定時(shí)，增加發(fā)射激勵(lì)電流，場(chǎng)源的強(qiáng)度隨之增大，二次場(chǎng)感應(yīng)幅值得到提升，采集數(shù)據(jù)的信噪比提高，從而增加勘探深度。但是，國(guó)家對(duì)煤礦防爆電氣設(shè)備有著嚴(yán)格規(guī)定，礦用本安型瞬變電磁是一種內(nèi)裝本質(zhì)安全電路的設(shè)備，其原理是利用限制電路能量的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)防爆的。按IEC 60079-11:2006，M0D或GB 3836.4 - 2010 《爆炸性環(huán)境第4部分:由本質(zhì)安全型“i”保護(hù)的設(shè)備》的規(guī)定，發(fā)射的線圈的最大激勵(lì)電流受限于3 A以下。
[0005]因此，礦用本安型瞬變電磁法的發(fā)射場(chǎng)強(qiáng)受到了礦井安全條件的限制，勘探深度無(wú)法得到提高。如果在發(fā)射功率不變的條件下，增大線圈邊長(zhǎng)或增加線圈匝數(shù)，發(fā)射場(chǎng)源的強(qiáng)度也會(huì)隨之增強(qiáng)，也可以提高勘探深度。但由于受到煤礦井下實(shí)際空間條件狹小的限制， 發(fā)射線圈的邊長(zhǎng)無(wú)法布置太大。發(fā)射線圈匝數(shù)的增加，一次場(chǎng)關(guān)斷時(shí)間也隨之增加，過長(zhǎng)的關(guān)斷時(shí)間將導(dǎo)致反演解釋存在的盲區(qū)增大。如何解決既滿足煤礦井下本質(zhì)安全型設(shè)備的電氣參數(shù)要求，又滿足發(fā)射較強(qiáng)場(chǎng)源強(qiáng)度提高勘探深度這兩方面的工程需求，目前，已經(jīng)成為礦用本質(zhì)安全型瞬變電磁法儀器急待解決的一個(gè)工程難題。
[0006]三、實(shí)用新型內(nèi)容:
[0007]本實(shí)用新型為了解決上述【背景技術(shù)】中的不足之處，提供一種基于礦用本安型瞬變電磁法的強(qiáng)場(chǎng)源多路發(fā)射裝置，其既兼顧了滿足礦用防爆型式“Ex ib I Mb”本質(zhì)安全型設(shè)備的電氣參數(shù)要求，又滿足礦井地質(zhì)勘探所需較強(qiáng)場(chǎng)源強(qiáng)度這兩方面的工程需求，多路發(fā)射技術(shù)有效地增大了發(fā)射場(chǎng)源的強(qiáng)度，提高了礦用瞬變電磁儀的勘探深度，并且又不喪失對(duì)淺層地質(zhì)體的分辨能力。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:一種基于礦用本安型瞬變電磁法的強(qiáng)場(chǎng)源多路發(fā)射裝置，其特征在于:包括發(fā)射系統(tǒng)和發(fā)射線圈，所述的發(fā)射系統(tǒng)包括信號(hào)隔離模塊，所述的信號(hào)隔離模塊上連接有供電發(fā)射模塊，供電發(fā)射模塊上連接有本安輸出插座，所述的發(fā)射線圈上設(shè)置有獨(dú)立的兩芯線纜插頭，所述的本安輸出插座與發(fā)射線圈上的兩芯線纜插頭連接，所述的信號(hào)隔離模塊、供電發(fā)射模塊和發(fā)射線圈至少設(shè)置有2路。
[0009]所述的發(fā)射線圈的形狀為圓形或矩形，匝數(shù)為I匝~100匝，邊長(zhǎng)為0.5 mX0.5 m一3 mX 3 m 或直徑為 (60.5 m一 (63 m。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和效果如下:本實(shí)用新型利用多路發(fā)射裝置技術(shù)、電氣隔離技術(shù)以及多組發(fā)射線圈組合技術(shù)，合理地解決了礦用本安型防爆電氣設(shè)備輸出功率限制問題和現(xiàn)有技術(shù)中存在的實(shí)際問題，有效地提升了礦用本安型瞬變電磁儀器的發(fā)射場(chǎng)源的強(qiáng)度。在不喪失對(duì)淺層地質(zhì)體分辨能力的條件下，提高了地質(zhì)勘探深度， 特別是工程上容易實(shí)現(xiàn)，具有實(shí)際應(yīng)用意義。
[0011]四、【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】:
[0012]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2是礦用本安型瞬變電磁儀器多路發(fā)射裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖3是用于產(chǎn)生瞬變電磁場(chǎng)的多路重疊組合發(fā)射線圈結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖4是本安輸出插座結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖5是單組線圈插頭結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]附圖標(biāo)記:1 一信號(hào)隔離模塊，2—供電發(fā)射模塊，3—發(fā)射線圈，4一本安輸出插座， 5一單組線圈插頭。
[0018]五、【具體實(shí)施方式】:
[0019]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明:
[0020]一種基于礦用本安型瞬變電磁法的強(qiáng)場(chǎng)源多路發(fā)射裝置，包括發(fā)射系統(tǒng)和發(fā)射線 圈3，所述的發(fā)射系統(tǒng)包括信號(hào)隔離模塊1，所述的信號(hào)隔離模塊I上連接有供電發(fā)射模塊 2，供電發(fā)射模塊2上連接有本安輸出插座4，所述的發(fā)射線圈3上設(shè)置有獨(dú)立的兩芯線纜插 頭5，所述的本安輸出插座4與發(fā)射線圈3上的兩芯線纜插頭5連接，所述的信號(hào)隔離模塊
1、供電發(fā)射模塊2和發(fā)射線圈3至少設(shè)置有2路。
[0021]參見圖2，一種礦用本安型瞬變電磁儀器的發(fā)射系統(tǒng)，采用了至少2路供電發(fā)射模 塊組成的多路發(fā)射裝置。每一路供電發(fā)射模塊的輸出電壓、電流相同，具有過流、過壓雙重 保護(hù)功能的本安特性輸出。為了實(shí)現(xiàn)瞬變電磁儀器發(fā)射系統(tǒng)的本質(zhì)安全性能，多路發(fā)射裝 置的電氣隔離技術(shù)起到了關(guān)鍵性的作用?？刂菩盘?hào)通過信號(hào)隔離模塊與各路供電發(fā)射模 塊之間的電氣連接關(guān)系相互隔離，各路供電發(fā)射模塊本安輸出之間的電氣連接關(guān)系相互隔 離。
[0022]參見圖3，用于產(chǎn)生瞬變電磁場(chǎng)的多路重疊組合發(fā)射線圈，多組發(fā)射線圈由第一組 發(fā)射線圈Tx-1、第二組發(fā)射線圈Tx-2、第n組發(fā)射線圈Tx-n組成，每組線圈通過兩芯線纜 以及插頭引出。各線圈的電性能參數(shù)、物理參數(shù)以及外形形狀相同。將每一組線圈按同相 繞制方向進(jìn)行重疊組合并緊密的固定在一起，以確保各組發(fā)射線圈一次場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的疊加以及 建場(chǎng)效果。發(fā)射線圈中每個(gè)單組線圈引出的兩芯線纜插頭與多路發(fā)射裝置對(duì)應(yīng)的本安輸出 插座相連接。當(dāng)每一組發(fā)射線圈的在激勵(lì)電流的同時(shí)作用下，根據(jù)電磁感應(yīng)理論，各組線圈 所產(chǎn)生場(chǎng)強(qiáng)，疊加后形成了一個(gè)強(qiáng)場(chǎng)源。因此，礦用本安型瞬變電磁儀所接收的二次場(chǎng)幅值 隨之也得到了提高。由于信噪比增強(qiáng)，信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍增大，礦用瞬變電磁儀可完成高分辨率 的數(shù)據(jù)采集，最終實(shí)現(xiàn)地質(zhì)勘探深度的提高。
[0023]所述多組發(fā)射線圈由各個(gè)單組線圈組成，各單組線圈的物理參數(shù)完全相同，其形 狀可制作成圓形、正方形或矩形。每個(gè)單組線圈具有獨(dú)立的兩芯抽頭，各組線圈采用同樣形 狀、同樣長(zhǎng)度、同樣匝數(shù)、同樣芯數(shù)的多芯電纜按相同工藝?yán)@制，最后將多個(gè)單組線圈按同 相繞制方向進(jìn)行重疊組合并緊密的固定在一起，制成多組發(fā)射線圈。
[0024]所述多組發(fā)射線圈中的各單組線圈匝數(shù)在I匝?100匝范圍選取，邊長(zhǎng)或直徑小 到0.5 mX0.5 m或4)0.5 m,大到3 mX3 m或4>3 m,各單組線圈的電性能參數(shù)完全相同。
[0025]參見圖3，本實(shí)用新型在使用時(shí)，將圖3中的第I組發(fā)射線圈、第2組發(fā)射線圈、第n組發(fā)射線圈的引出插頭，分別與圖2中的本安輸出插座1、本安輸出插座2、本安輸出插座 n連接，組成一個(gè)基于礦用本安型瞬變電磁法的強(qiáng)場(chǎng)源多路發(fā)射裝置。
[0026]參見圖4，本實(shí)用新型在使用時(shí)，將圖4中的本安輸出插座A、B端子連接到供電發(fā) 射模塊的輸出端子。
[0027]參見圖5，本實(shí)用新型在使用時(shí)，將圖5中的線圈插頭A、B端子連接到單組線圈引 出的兩芯線纜上。
【權(quán)利要求】
1.一種基于礦用本安型瞬變電磁法的強(qiáng)場(chǎng)源多路發(fā)射裝置，其特征在于:包括發(fā)射系統(tǒng)和發(fā)射線圈(3)，所述的發(fā)射系統(tǒng)包括信號(hào)隔離模塊(1)，所述的信號(hào)隔離模塊(I)上連接有供電發(fā)射模塊(2)，供電發(fā)射模塊(2)上連接有本安輸出插座(4)，所述的發(fā)射線圈(3) 上設(shè)置有獨(dú)立的兩芯線纜插頭(5)，所述的本安輸出插座(4)與發(fā)射線圈(3)上的兩芯線纜插頭(5)連接，所述的信號(hào)隔離模塊(I)、供電發(fā)射模塊(2)和發(fā)射線圈(3)至少設(shè)置有2 路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于礦用本安型瞬變電磁法的強(qiáng)場(chǎng)源多路發(fā)射裝置，其特征在于:所述的發(fā)射線圈的形狀為圓形或矩形，匝數(shù)為I匝~100匝，邊長(zhǎng)為0.5 mX0.5 m一3 mX 3 m 或直徑為 (60.5 m一 (63 m。
【文檔編號(hào)】G01V3/28GK203422479SQ201320485605
【公開日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年8月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月9日
【發(fā)明者】王有杰, 王勇, 馮宏, 張鵬, 江浩, 王小波, 王繼礦, 秦鴻剛, 田永華, 劉廣亮, 程海, 陳坤, 石巖 申請(qǐng)人:中煤科工集團(tuán)西安研究院