礦用本安型瞬變電磁儀接收天線的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于地球物理勘探【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種礦用本安型瞬變電磁儀接收天線。其具有一定的抗干擾能力，滿足煤礦安全生產(chǎn)要求，測量方便，便于攜帶，探測精度高。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案包括：包括外殼，所述的外殼內(nèi)設(shè)置有線圈骨架，所述的線圈骨架上繞設(shè)有感應(yīng)線圈，感應(yīng)線圈上繞設(shè)有屏蔽層，所述的外殼的外表面設(shè)置有水平氣泡儀，底部設(shè)置有信號放大電路、電池組和電源電路，所述的電池組與電源電路連接，所述的線圈骨架內(nèi)設(shè)置有磁棒；所述的信號放大電路包括信號輸入模塊，信號輸入模塊依次連接有分時控制模塊、信號放大電路、模擬開關(guān)和信號輸出模塊，所述的信號放大電路包括小信號放大電路和大信號放大電路。
【專利說明】礦用本安型瞬變電磁儀接收天線
[0001]一、【技術(shù)領(lǐng)域】:
本發(fā)明屬于地球物理勘探【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種礦用本安型瞬變電磁儀接收天線。
[0002]二、【背景技術(shù)】:
礦井瞬變電磁法簡稱礦井TEM，是近年來廣泛應(yīng)用于煤礦井下超前探、頂?shù)装逅μ綔y、側(cè)幫及工作面內(nèi)部水害探測等領(lǐng)域的一種電磁類勘探方法。井下瞬變電磁探測【技術(shù)領(lǐng)域】，國內(nèi)外儀器普遍應(yīng)用直徑大于I米的多匝線圈作為接收天線，這種接收天線接收信號強，但是很容易受到外界的干擾，因此研究一種能有效接收井下微弱而磁場信號、接收信號靈敏度高，具有一定的抗干擾能力且滿足煤礦安全要求的接收天線，對于提高井下瞬變電磁法探測精度具有重要意義。
[0003]三、
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明為了解決上述【背景技術(shù)】中的不足之處，提供一種礦用本安型瞬變電磁儀接收天線，其具有一定的抗干擾能力，滿足煤礦安全生產(chǎn)要求，測量方便，便于攜帶，探測精度高。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種礦用本安型瞬變電磁儀接收天線，包括外殼，其特征在于:所述的外殼內(nèi)設(shè)置有線圈骨架，所述的線圈骨架上繞設(shè)有感應(yīng)線圈，感應(yīng)線圈上繞設(shè)有屏蔽層，所述的外殼的外表面設(shè)置有水平氣泡儀，底部設(shè)置有信號放大電路、電池組和電源電路，所述的電池組與電源電路連接，所述的線圈骨架內(nèi)設(shè)置有磁棒；
所述的信號放大電路包括信號輸入模塊，信號輸入模塊依次連接有分時控制模塊、信號放大電路、模擬開關(guān)和信號輸出模塊，所述的信號放大電路包括小信號放大電路和大信號放大電路。
[0005]所述的外殼的形狀為倒“T”型，總長為448mm，材料為尼龍1010。
[0006]所述的磁棒的直徑為32 mm，長度為340 mm，材料為高磁導(dǎo)率鐵氧體磁芯材料。
[0007]所述的感應(yīng)線圈的直徑為37 mm，匝數(shù)為257匝。
[0008]所述的屏蔽層的材料為坡莫合金。
[0009]所述電池組為± 7.4 V鋰電池。
[0010]對采集信號進行分時放大，早期信號進入小信號放大電路進行放大，晚期信號進入大信號放大電路進行放大。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的優(yōu)點和效果如下:
1、本發(fā)明能有效提高接收天線的靈敏度，并具有可變增益功能，對不同大小的信號實現(xiàn)分段放大，對于前期較強信號采用低增益放大，對于后期微弱信號采用高增益放大，確保了有用信號的采集，提高了信號的信噪比，為準確的進行瞬變電磁法探測打好了基礎(chǔ)；
2、本發(fā)明采用本安型電源電路，具有兩級電路過流保護功能，防止產(chǎn)生因故障導(dǎo)致的大電流火花，增加了煤礦井下的安全性能；
3、本發(fā)明采用小型化的結(jié)構(gòu)具有重量小，方便攜帶，能有效的提高井下施工的工作效
率；
4、本發(fā)明根據(jù)水平氣泡儀可調(diào)節(jié)接收天線的探測方向，有效提高探測精度； 5、本發(fā)明采用高磁導(dǎo)率的鐵氧體磁芯材料加感應(yīng)線圈的方式，能有效提高接收天線的靈敏度；
6、在感應(yīng)線圈外增加坡莫合金屏蔽層，能有效屏蔽外界電磁干擾，提高信號信噪比。
[0012]四、【專利附圖】

【附圖說明】:
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明的原理示意圖；
圖3為本發(fā)明的電源電路原理示意圖；
圖4為本發(fā)明的信號放大電路原理示意圖；
圖5為本發(fā)明的電源電路圖；
圖6為本發(fā)明的信號放大電路圖；
圖7為本發(fā)明的頻率響應(yīng)測試結(jié)果圖。
[0013]附圖標記:I一外殼，2 —電池組，3 —電源電路，4一/[目號放大電路，5—線圈骨架，6—感應(yīng)線圈，7—屏蔽層，8—磁棒，9一氣泡水平儀，10—信號輸入模塊，11一分時控制?！缞A，12—模擬開關(guān)，13—信號輸出模塊，14 一小信號放大電路，15—大信號放大電路。
[0014]五、【具體實施方式】:
下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明進行詳細說明:
參見圖1: 一種礦用本安型瞬變電磁儀接收天線，包括外殼1，外殼I的外表面設(shè)置有水平氣泡儀9，外殼I的形狀為倒“T”型，總長為448_，所述的外殼I內(nèi)設(shè)置有線圈骨架5，所述的線圈骨架5上繞設(shè)有感應(yīng)線圈6，所述的感應(yīng)線圈6的直徑為37 mm，匝數(shù)為257匝，感應(yīng)線圈6上繞設(shè)有屏蔽層7，所述的屏蔽層7的材料為坡莫合金；所述的外殼I的底部封裝有信號放大電路4、電池組2和電源電路3，所述的電池組2與電源電路3連接，為電路提供本安型電源，電池組2為±7.4V鋰電池，通過本安型電源電路3，提供±5V，最大短路電流為165mA。所述的線圈骨架5內(nèi)設(shè)置有磁棒8，所述的磁棒8的直徑為32 mm，長度為340mm,材料為高磁導(dǎo)率鐵氧體磁芯材料。
[0015]所述的外殼連接線圈骨架5—端直徑為62 mm,長度為340 mm,連接電池組2及電路板3—端長126 mm,寬98 mm,高62 mm,外殼采用尼龍1010材料,具有很強的機械強度。
[0016]參見圖2:二次場信號被感應(yīng)線圈6接收后，在高磁導(dǎo)率鐵氧體磁芯材料8的作用下信號增大，通過信號放大電路4，將信號輸出。
[0017]參見圖3:電池組2接入電源電路后，經(jīng)過兩級保護電路，再進行電壓變換，然后輸出。
[0018]參見圖4:所述的信號放大電路4包括信號輸入模塊10,信號輸入模塊10依次連接有分時控制模塊11、信號放大電路、模擬開關(guān)12和信號輸出模塊13，所述的信號放大電路包括小信號放大電路14和大信號放大電路15 ;對采集信號進行分時放大，早期信號進入小信號放大電路14進行放大，晚期信號進入大信號放大電路15進行放大。
[0019]二次場信號被感應(yīng)線圈6接收后，經(jīng)過分時控制電路，將小信號進行100或1000倍放大，將大信號進行I或10倍放大，然后通過模擬開關(guān)控制，將信號輸出。
[0020]參見圖5:電池組電壓經(jīng)過兩級恒流管保護之后，送入電源芯片U3、U4進行電壓變換，得到接收天線系統(tǒng)所需的±5V電壓。
[0021]參見圖6:二次場信號被感應(yīng)線圈接收到之后，送入放大器電路U8、U9，在多路開關(guān)Kl的控制下，對早期較強信號進行I或10倍放大，對晚期微弱信號進行100或1000倍放大，從而提高了有用信號的采集精度，提高了信噪比。
[0022]在實際應(yīng)用中，感應(yīng)線圈6可以采用直徑0.5mm漆包線制作，屏蔽層7采用坡莫合金制作。
[0023]經(jīng)過試驗測試，本發(fā)明的新型礦用本安型瞬變電磁儀接收天線具有較寬的頻帶(O?100 kHz)，并且可以根據(jù)信號的強弱，對前期信號進行1、10倍，對后期信號100、1000倍的信號放大。
[0024]參見圖7:瞬變電磁儀接收天線頻率響應(yīng)測試方法，利用外置線框構(gòu)成直徑0.7米，阻數(shù)40阻的空心線圈，在線圈中輸入IOOmA電流的掃頻信號,在瞬變電磁儀接收天線的輸出端用示波器觀察對激發(fā)信號的響應(yīng)，掃頻范圍0-200KHZ，天線的輸出幅度下降到最大響應(yīng)頻率的10%所對應(yīng)的兩點頻率之差定義為接收天線的頻率響應(yīng)范圍，圖中0-200KHZ，天線的輸出信號較強，其幅值屬于接收天線的頻率響應(yīng)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種礦用本安型瞬變電磁儀接收天線，包括外殼(1)，其特征在于:所述的外殼(I)內(nèi)設(shè)置有線圈骨架(5)，所述的線圈骨架(5)上繞設(shè)有感應(yīng)線圈(6)，感應(yīng)線圈(6)上繞設(shè)有屏蔽層(7)，所述的外殼(I)的外表面設(shè)置有水平氣泡儀(9)，底部設(shè)置有信號放大電路(4)、電池組(2)和電源電路(3)，所述的電池組(2)與電源電路(3)連接，所述的線圈骨架(5)內(nèi)設(shè)置有磁棒(8)； 所述的信號放大電路(4)包括信號輸入模塊(10)，信號輸入模塊(10)依次連接有分時控制模塊(11)、信號放大電路、模擬開關(guān)(12)和信號輸出模塊(13)，所述的信號放大電路包括小信號放大電路(14)和大信號放大電路(15)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用本安型瞬變電磁儀接收天線，其特征在于:所述的外殼Cl)的形狀為倒“T”型，總長為448mm，材料為尼龍1010。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的礦用本安型瞬變電磁儀接收天線，其特征在于:所述的磁棒(8)的直徑為32 mm，長度為340 mm，材料為高磁導(dǎo)率鐵氧體磁芯材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的礦用本安型瞬變電磁儀接收天線，其特征在于:所述的感應(yīng)線圈(6 )的直徑為37 mm,匝數(shù)為257匝。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的礦用本安型瞬變電磁儀接收天線，其特征在于:所述的屏蔽層(7)的材料為坡莫合金。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的礦用本安型瞬變電磁儀接收天線，其特征在于:所述電池組(2)為±7.4 V鋰電池。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的礦用本安型瞬變電磁儀接收天線，其特征在于:其特征在于:對采集信號進行分時放大，早期信號進入小信號放大電路(14)進行放大，晚期信號進入大信號放大電路(15)進行放大。
【文檔編號】G01V3/28GK103472490SQ201310399601
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月5日
【發(fā)明者】王繼礦, 趙兆, 范濤, 寧殿艷, 趙睿 申請人:中煤科工集團西安研究院