一發(fā)三收式對(duì)充水采空區(qū)的探測(cè)裝置及探測(cè)方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種一發(fā)三收式對(duì)充水采空區(qū)的探測(cè)裝置及探測(cè)方法，發(fā)射機(jī)是由發(fā)射上位機(jī)經(jīng)電源控制、升壓模塊、儲(chǔ)能電容、H橋路、發(fā)射線圈、電流檢測(cè)電路、發(fā)射控制、控制時(shí)序、驅(qū)動(dòng)電路和H橋路連接構(gòu)成。接收機(jī)是由接收上位機(jī)經(jīng)信號(hào)采集分別連接放大器x、放大器y和放大器z，放大器x連接接收線圈x，放大器y接接接收線圈y，放大器z與接收線圈z連接構(gòu)成。與現(xiàn)有探測(cè)方法相比，接收三向互垂直的放置方式精確地定位采空區(qū)水體具體方向，一次測(cè)量就實(shí)現(xiàn)水體的三維空間定向，二次測(cè)量就準(zhǔn)確定位水體的具體位置，大大提高探測(cè)的效率和精度，節(jié)省人力、物力、財(cái)力、時(shí)間，能夠快速的為可能發(fā)生的突水、涌泥等地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一發(fā)三收式對(duì)充水采空區(qū)的探測(cè)裝置及探測(cè)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用核磁共振原理進(jìn)行探測(cè)的地球物理勘探方法，尤其是一種基于核磁共振找水儀利用“一發(fā)三收”三個(gè)接收線圈以三向互垂直的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)充水采空區(qū)的精確定位的探測(cè)方法。

【背景技術(shù)】
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[0002]礦產(chǎn)作為一種重要的資源，其開(kāi)采形成的采空由于歷史的原因，大多未進(jìn)行有效的治理，采空區(qū)作為人類(lèi)活動(dòng)產(chǎn)生的潛在地質(zhì)災(zāi)害之一，對(duì)礦山的安全生產(chǎn)、工程建設(shè)和人民的生命財(cái)產(chǎn)造成了嚴(yán)重的威脅。尤其是部分采空區(qū)被后期的地下水或地表水充滿(mǎn)所形成的一些老窯積水，如果后期的地下采掘工程觸及到這種老窯水水體邊緣的時(shí)候，這部分老窯水就會(huì)以突然潰入的方式涌入井下，造成一些突發(fā)性的水害事故。因此為減輕和預(yù)防由地下采空區(qū)所引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害，對(duì)其進(jìn)行超前探測(cè)具有非常重要的意義。
[0003]CN201051151公開(kāi)了一種核磁共振找水儀，由發(fā)射系統(tǒng)、信號(hào)接收系統(tǒng)、微機(jī)控制與記錄系統(tǒng)三部分組成，DC/DC變換器一端連接電池，另一端連接超強(qiáng)儲(chǔ)能器；超強(qiáng)儲(chǔ)能器與大功率交流方波發(fā)生器連接，其中間設(shè)有開(kāi)關(guān)K1，大功率交流方波發(fā)生器還與共振頻率發(fā)生器、開(kāi)關(guān)K2、K3連接；開(kāi)關(guān)Κ2與Κ3之間串接發(fā)射線圈和配諧電容器組；Κ3、Κ4分別連接超低噪聲放大器，再連接相關(guān)檢測(cè)放大器，再連接檢波器和相位檢測(cè)器，檢波器連接A/D轉(zhuǎn)換器并連接微機(jī)控制與記錄系統(tǒng)，相位檢測(cè)器與共振頻率發(fā)生器和A/D轉(zhuǎn)換器連接并連接微機(jī)控制與記錄系統(tǒng)。但此發(fā)明的核磁共振儀及其方法雖然具有較高的測(cè)量精度，單點(diǎn)測(cè)量精確，但有一個(gè)不足，那就是測(cè)量一個(gè)點(diǎn)的只能得到很大的一個(gè)范圍內(nèi)是否有水(例如100m*100m線圈測(cè)試面積為I萬(wàn)平方米)，難以實(shí)現(xiàn)水體的精確定位。
[0004]CN102221711A公開(kāi)了涉及一種核磁共振差分探測(cè)坑道突水超前預(yù)測(cè)裝置及探測(cè)方法。由計(jì)算機(jī)經(jīng)主控制單元、發(fā)射驅(qū)動(dòng)電路和發(fā)射橋路分別與高壓電源、配諧電容和發(fā)射與接收一體線圈連接，接收多匝線圈兩端經(jīng)第二保護(hù)開(kāi)、第二信號(hào)調(diào)理電路與多通道采集電路連接，計(jì)算機(jī)經(jīng)主控制單元分別與第一保護(hù)開(kāi)關(guān)和第二保護(hù)開(kāi)關(guān)連接，第一保護(hù)開(kāi)關(guān)經(jīng)第一信號(hào)調(diào)理電路和多通道采集電路與第二信號(hào)調(diào)理電路連接構(gòu)成。接收一體線圈垂直裝在測(cè)點(diǎn)左側(cè)(上方)，接收多匝線圈垂直裝在右側(cè)(下方)。此發(fā)明雖然能夠定位水體，但是只能基于線圈的左右或上下進(jìn)行水體定位，并不能確定水體的具體位置。


【發(fā)明內(nèi)容】

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[0005]本發(fā)明的目的就在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種一發(fā)三收式對(duì)充水采空區(qū)的探測(cè)裝置；
[0006]本發(fā)明的另一目的是提供一種一發(fā)三收式對(duì)充水采空區(qū)的探測(cè)裝置及探測(cè)方法。
[0007]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0008]一發(fā)三收式對(duì)充水采空區(qū)的探測(cè)裝置，包括接收機(jī)和發(fā)射機(jī)，所述的發(fā)射機(jī)是由發(fā)射上位機(jī)I經(jīng)通訊線連接電源控制MCU 3、DC-DC升壓模塊6、儲(chǔ)能電容7、H橋路11、配諧電容10、發(fā)射線圈9、電流檢測(cè)電路5、電流檢測(cè)MCU 2、發(fā)射控制MCU 4、控制時(shí)序8、驅(qū)動(dòng)電路12和Η橋路11構(gòu)成。
[0009]所述的接收機(jī)是由接收上位機(jī)13經(jīng)信號(hào)采集14分別連接放大器X 15、放大器y16和放大器z 17,放大器X 15連接接收線圈X 18,放大器y 16接接接收線圈y 19,放大器z 17與接收線圈z 20連接構(gòu)成。
[0010]接收線圈X 18、接收線圈y 19與接收線圈z 20相互垂直布設(shè)。
[0011]控制時(shí)序8與信號(hào)采集14同步信號(hào)。
[0012]一發(fā)三收式對(duì)充水采空區(qū)的探測(cè)裝置的探測(cè)方法，包括以下步驟:
[0013]a、在測(cè)區(qū)內(nèi)選擇探測(cè)點(diǎn)，以探測(cè)點(diǎn)為中心，在地面上鋪設(shè)方形發(fā)射線圈9，在礦井內(nèi)部且對(duì)應(yīng)發(fā)射線圈的下方鋪設(shè)三個(gè)相互垂直的接收線圈X 18、接收線圈y 19和接收線圈z 20及與之配套的放大器X 15、放大器y 16和放大器z 17，將發(fā)射機(jī)與接收機(jī)的同步線纜連接好；
[0014]b、開(kāi)啟核磁共振找水儀的探測(cè)系統(tǒng)，發(fā)射控制MCU4產(chǎn)生控制時(shí)序8，通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路12控制Η橋路11，經(jīng)由配諧電容10向發(fā)射線圈9供入拉莫爾頻率的交變電流，電源控制MCU 3經(jīng)DC-DC升壓模塊6、儲(chǔ)能電容7改變?chǔ)蚵?1在發(fā)射線圈9中輸出電流的大小，即改變激發(fā)脈沖矩的大小，從而激發(fā)地下不同深度的水體；
[0015]c、控制時(shí)序8控制信號(hào)采集14在發(fā)射結(jié)束35ms后開(kāi)始采集接收線圈xl8、接收線圈y 19和接收線圈z 20三路接收線圈中的信號(hào)，將采集的核磁共振信號(hào)送至上位機(jī)13存儲(chǔ)；
[0016]d、將保存的接收線圈X 18、接收線圈y 19和接收線圈z 20三路核磁共振信號(hào)進(jìn)行特征參數(shù)提取，獲得三組不同或者相同的弛豫時(shí)間、初始振幅、頻率參數(shù)；
[0017]e、根據(jù)三組弛豫時(shí)間、初始振幅、頻率參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)反演處理，計(jì)算出三組含水量、滲透率水文地質(zhì)參數(shù)；
[0018]f、通過(guò)這三組含水量、滲透率水文地質(zhì)參數(shù)信息的對(duì)比就可以知道水體的方位。
[0019]g、將接收系統(tǒng)整體沿x、y、z三軸中任一軸方向移動(dòng)20m的距離，重復(fù)b、c、d、e步驟第二次獲得三組弛豫時(shí)間、初始振幅、頻率參數(shù)以及含水量、滲透率。將第一次的三組水體信息與第二次的三組水體信息聯(lián)合，就能得到水體的具體位置。
[0020]有益效果:與現(xiàn)有探測(cè)方法相比，采用接收三向互垂直的放置方式可以精確地定位采空區(qū)水體的具體方向，同時(shí)具有探測(cè)精度高、效率高，能夠比較全面的獲得水體的信息，節(jié)省人力、物力、財(cái)力、時(shí)間的優(yōu)點(diǎn)。將接收線圈以三向互垂直的方式放置，一次測(cè)量就可以實(shí)現(xiàn)水體的三維空間定向，二次測(cè)量就可以準(zhǔn)確的定位水體的具體位置，大大提高探測(cè)的效率和精度，節(jié)省人力、物力、財(cái)力、時(shí)間，能夠快速的為可能發(fā)生的突水、涌泥等地質(zhì)災(zāi)害提供預(yù)報(bào)依據(jù)。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
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[0021]圖1: 一發(fā)三收式對(duì)充水采空區(qū)的探測(cè)裝置發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)圖。
[0022]圖2:—發(fā)三收式對(duì)充水采空區(qū)的探測(cè)裝置接收機(jī)結(jié)構(gòu)圖。
[0023]圖3:—發(fā)三收式對(duì)充水采空區(qū)的探測(cè)裝置發(fā)射與接收同步結(jié)構(gòu)圖。
[0024]圖4:一發(fā)三收式對(duì)充水采空區(qū)的探測(cè)裝置三個(gè)接收線圈現(xiàn)場(chǎng)布設(shè)圖。
[0025]I發(fā)射上位機(jī)，2電流檢測(cè)MCU，3電源控制MCU，4發(fā)射控制，5電流檢測(cè)電路，6DC-DC升壓模塊，7儲(chǔ)能電容，8控制時(shí)序，9發(fā)射線圈，10配諧電容，IIH橋路，12驅(qū)動(dòng)電路，13接收上位機(jī)，14信號(hào)采集，15放大器X，16放大器Y，17放大器z，18接收線圈X，19接收線圈y，20接收線圈z。

【具體實(shí)施方式】
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[0026]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明:
[0027]—發(fā)三收式對(duì)充水采空區(qū)的探測(cè)裝置，包括接收機(jī)和發(fā)射機(jī)，所述的發(fā)射機(jī)是由發(fā)射上位機(jī)I經(jīng)通訊線連接電源控制MCU 3、DC-DC升壓模塊6、儲(chǔ)能電容7、H橋路11、配諧電容10、發(fā)射線圈9、電流檢測(cè)電路5、電流檢測(cè)MCU 2、發(fā)射控制MCU 4、控制時(shí)序8、驅(qū)動(dòng)電路12和H橋路11構(gòu)成。
[0028]所述的接收機(jī)是由接收上位機(jī)13經(jīng)信號(hào)采集14分別連接放大器X 15、放大器y16和放大器z 17,放大器X 15連接接收線圈X 18,放大器y 16接接接收線圈y 19,放大器z 17與接收線圈z 20連接構(gòu)成。
[0029]接收線圈X 18、接收線圈y 19與接收線圈z 20相互垂直布設(shè)。
[0030]控制時(shí)序8與信號(hào)采集14同步信號(hào)。
[0031]一發(fā)三收式對(duì)充水采空區(qū)的探測(cè)裝置的探測(cè)方法，包括以下步驟:
[0032]a、在測(cè)區(qū)內(nèi)選擇探測(cè)點(diǎn)，以探測(cè)點(diǎn)為中心，在地面上鋪設(shè)方形發(fā)射線圈9，在礦井內(nèi)部且對(duì)應(yīng)發(fā)射線圈的下方鋪設(shè)三個(gè)相互垂直的接收線圈X 18、接收線圈y 19和接收線圈z 20及與之配套的放大器X 15、放大器y 16和放大器z 17，將發(fā)射機(jī)與接收機(jī)的同步線纜連接好；
[0033]b、開(kāi)啟核磁共振找水儀的探測(cè)系統(tǒng)，發(fā)射控制MCU4產(chǎn)生控制時(shí)序8，通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路12控制H橋路11，經(jīng)由配諧電容10向發(fā)射線圈9供入拉莫爾頻率的交變電流，電源控制MCU 3經(jīng)DC-DC升壓模塊6、儲(chǔ)能電容7改變H橋路11在發(fā)射線圈9中輸出電流的大小，即改變激發(fā)脈沖矩的大小，從而激發(fā)地下不同深度的水體；
[0034]C、控制時(shí)序8控制信號(hào)采集14在發(fā)射結(jié)束35ms后開(kāi)始采集接收線圈xl8、接收線圈y 19和接收線圈z 20三路接收線圈中的信號(hào)，將采集的核磁共振信號(hào)送至上位機(jī)13存儲(chǔ)；
[0035]d、將保存的接收線圈X 18、接收線圈y 19和接收線圈z 20三路核磁共振信號(hào)進(jìn)行特征參數(shù)提取，獲得三組不同或者相同的弛豫時(shí)間、初始振幅、頻率參數(shù)；
[0036]e、根據(jù)三組弛豫時(shí)間、初始振幅、頻率參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)反演處理，計(jì)算出三組含水量、滲透率水文地質(zhì)參數(shù)；
[0037]f、通過(guò)這三組含水量、滲透率水文地質(zhì)參數(shù)信息的對(duì)比就可以知道水體的方位。
[0038]g、將接收系統(tǒng)整體沿X軸、y軸或z軸三軸中任一軸方向移動(dòng)20m的距離，重復(fù)b、C、d、e步驟第二次獲得三組弛豫時(shí)間、初始振幅、頻率參數(shù)以及含水量、滲透率。將第一次的三組水體信息與第二次的三組水體信息聯(lián)合，就能得到水體的具體位置。
[0039]圖1 一發(fā)三收式對(duì)充水采空區(qū)的探測(cè)裝置發(fā)射機(jī)由上位機(jī)I通過(guò)通訊線纜與電流檢測(cè)MCU 2連接，上位機(jī)I通過(guò)通訊線纜與電源控制MCU 3連接，電源控制MCU 3通過(guò)DC-DC升壓模塊6、儲(chǔ)能電容7與H橋路11連接，上位機(jī)I通過(guò)通訊線纜與發(fā)射控制MCU 4連接，發(fā)射控制MCU 4通過(guò)控制時(shí)序8、驅(qū)動(dòng)電路12、Η橋路11、配諧電容10、發(fā)射線圈9、電流檢測(cè)電路5與電流檢測(cè)MCU 2連接構(gòu)成。
[0040]圖2—發(fā)三收式對(duì)充水采空區(qū)的探測(cè)裝置接收機(jī)由接收線圈X 18經(jīng)放大器X 15、信號(hào)采集14與上位機(jī)13連接，接收線圈y 19經(jīng)放大器y 16、信號(hào)采集14與上位機(jī)13連接，接收線圈z 20經(jīng)放大器z 17、信號(hào)采集14與上位機(jī)13連接構(gòu)成。
[0041]圖3接收機(jī)與發(fā)射機(jī)之間的同步由控制時(shí)序8與信號(hào)采集14連接構(gòu)成。
[0042]圖4接收線圈X 18、接收線圈y 19和接收線圈z 20三線圈相互垂直的布設(shè)方式。
[0043]實(shí)施例1:
[0044]a、在測(cè)區(qū)內(nèi)選擇探測(cè)地點(diǎn)，以探測(cè)地點(diǎn)為中心，在地面上鋪設(shè)方形發(fā)射線圈9，在礦井內(nèi)對(duì)應(yīng)發(fā)射線圈9的下方鋪設(shè)三個(gè)互垂直的接收線圈xl8、接收線圈yl9和接收線圈z20及配套的放大器xl5、放大器yl6和放大器zl7，將發(fā)射機(jī)與接收機(jī)的同步線纜連接好；
[0045]b、開(kāi)啟核磁共振找水儀的探測(cè)系統(tǒng)，發(fā)射控制MCU4產(chǎn)生控制時(shí)序8通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路12控制Η橋路11經(jīng)由配諧電容向發(fā)射線圈中供入頻率為拉莫爾頻率的交變電流，電源控制MCU 3經(jīng)DC-DC升壓模塊6、儲(chǔ)能電容7改變?chǔ)蚵?1在發(fā)射線圈9中輸出電流的大小，即改變激發(fā)脈沖矩的大小，從而激發(fā)地下不同深度的水體；
[0046]c、控制時(shí)序8控制信號(hào)采集14在發(fā)射結(jié)束35ms后開(kāi)始采集三路接收線圈中的信號(hào)，將采集的核磁共振信號(hào)送至上位機(jī)13存儲(chǔ)；
[0047]d、將保存的接收線圈X 18、接收線圈y 19和接收線圈z 20三路核磁共振信號(hào)進(jìn)行特征參數(shù)提取，獲得三組弛豫時(shí)間、初始振幅、頻率參數(shù)；
[0048]e、根據(jù)三組弛豫時(shí)間、初始振幅、頻率參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)反演處理，計(jì)算出三組含水量、滲透率水文地質(zhì)參數(shù)；
[0049]f、通過(guò)三組特征參數(shù)的對(duì)比，如果接收得到的信號(hào)初始振幅基本沒(méi)有差別，那么，水體一定在三線圈所確定的正方體的體對(duì)角線上；
[0050]g、將接收系統(tǒng)整體沿X軸方向移動(dòng)20m的距離，重復(fù)b、c、d、e步驟第二次獲得三組弛豫時(shí)間、初始振幅、頻率參數(shù)以及含水量、滲透率。將第一次的三組水體信息與第二次的三組水體信息聯(lián)合，就能得到水體的具體位置。
[0051]實(shí)施例2:
[0052]a、在測(cè)區(qū)內(nèi)選擇探測(cè)地點(diǎn)，以探測(cè)地點(diǎn)為中心，在地面上鋪設(shè)方形發(fā)射線圈9，在礦井內(nèi)對(duì)應(yīng)發(fā)射線圈9的下方鋪設(shè)三個(gè)互垂直的接收線圈xl8、接收線圈yl9和接收線圈z20及配套的放大器xl5、放大器yl6和放大器zl7，將發(fā)射機(jī)與接收機(jī)的同步線纜連接好；
[0053]b、開(kāi)啟核磁共振找水儀的探測(cè)系統(tǒng)，發(fā)射控制MCU4產(chǎn)生控制時(shí)序8通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路12控制Η橋路11經(jīng)由配諧電容向發(fā)射線圈中供入頻率為拉莫爾頻率的交變電流，電源控制MCU 3經(jīng)DC-DC升壓模塊6、儲(chǔ)能電容7來(lái)改變?chǔ)蚵?1在發(fā)射線圈9中輸出電流的大小，即改變激發(fā)脈沖矩的大小，從而激發(fā)地下不同深度的水體；
[0054]c、控制時(shí)序8控制信號(hào)采集14在發(fā)射結(jié)束35ms后開(kāi)始采集三路接收線圈中的信號(hào)，將采集的核磁共振信號(hào)送至上位機(jī)13存儲(chǔ)；
[0055]d、將上述提取保存的三路核磁共振信號(hào)進(jìn)行特征參數(shù)提取，獲得三組弛豫時(shí)間、初始振幅、頻率參數(shù)；
[0056]e、根據(jù)三組弛豫時(shí)間、初始振幅、頻率參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)反演處理，計(jì)算出三組含水量、滲透率水文地質(zhì)參數(shù)；
[0057]f、通過(guò)三組特征參數(shù)的對(duì)比，假設(shè)此時(shí)X、y兩個(gè)方向的信號(hào)初始振幅大小相同且最小，而Z方向初始振幅最大,那么,此時(shí)水體一定在Z軸上；
[0058]g、將接收系統(tǒng)整體沿y軸方向移動(dòng)20m的距離，重復(fù)b、C、d、e步驟第二次獲得三組弛豫時(shí)間、初始振幅、頻率參數(shù)以及含水量、滲透率。將第一次的三組水體信息與第二次的三組水體信息聯(lián)合，就能得到水體的具體方位。
[0059]實(shí)施例3
[0060]在測(cè)區(qū)內(nèi)選擇探測(cè)地點(diǎn)，以探測(cè)地點(diǎn)為中心，在地面上鋪設(shè)方形發(fā)射線圈9，在礦井內(nèi)對(duì)應(yīng)發(fā)射線圈9的下方鋪設(shè)三個(gè)互垂直的接收線圈xl8、接收線圈yl9和接收線圈z20及配套的放大器xl5、放大器yl6和放大器zl7，將發(fā)射機(jī)與接收機(jī)的同步線纜連接好；[0061 ] b、開(kāi)啟核磁共振找水儀的探測(cè)系統(tǒng)，發(fā)射控制MCU4產(chǎn)生控制時(shí)序8通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路12控制H橋路11經(jīng)由配諧電容向發(fā)射線圈中供入頻率為拉莫爾頻率的交變電流，電源控制MCU 3經(jīng)DC-DC升壓模塊6、儲(chǔ)能電容7來(lái)改變H橋路11在發(fā)射線圈9中輸出電流的大小，即改變激發(fā)脈沖矩的大小，從而激發(fā)地下不同深度的水體；
[0062]C、控制時(shí)序8控制信號(hào)采集14在發(fā)射結(jié)束35ms后開(kāi)始采集三路接收線圈中的信號(hào)，將采集的核磁共振信號(hào)送至上位機(jī)存儲(chǔ)；
[0063]d、將上述提取保存的三路核磁共振信號(hào)進(jìn)行特征參數(shù)提取，獲得三組弛豫時(shí)間、初始振幅、頻率參數(shù)；
[0064]e、根據(jù)三組弛豫時(shí)間、初始振幅、頻率參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)反演處理，計(jì)算出三組含水量、滲透率水文地質(zhì)參數(shù)；
[0065]f、通過(guò)三組特征參數(shù)的對(duì)比，假設(shè)此時(shí)X、y、z三個(gè)方向的信號(hào)初始振幅大小互不相同，那么，此時(shí)水體一定位于三線圈所確定的正方體的體內(nèi)；
[0066]g、將接收系統(tǒng)整體沿z軸方向移動(dòng)20m的距離，重復(fù)b、C、d、e步驟，第二次獲得三組弛豫時(shí)間、初始振幅、頻率參數(shù)以及含水量、滲透率。將第一次的三組水體信息與第二次的三組水體信息聯(lián)合，就能得到水體的具體方位。
【權(quán)利要求】
1.一種一發(fā)三收式對(duì)充水采空區(qū)的探測(cè)裝置，包括接收機(jī)和發(fā)射機(jī)，其特征在于:發(fā)射機(jī)是由發(fā)射上位機(jī)I經(jīng)通訊線連接電源控制MCU 3、DC-DC升壓模塊6、儲(chǔ)能電容7、H橋路11、配諧電容10、發(fā)射線圈9、電流檢測(cè)電路5、電流檢測(cè)MCU 2、發(fā)射控制MCU 4、控制時(shí)序8、驅(qū)動(dòng)電路12和H橋路11構(gòu)成。
2.按照權(quán)利要求1所述的一發(fā)三收式對(duì)充水采空區(qū)的探測(cè)裝置，其特征在于，接收機(jī)是由接收上位機(jī)13經(jīng)信號(hào)采集14分別連接放大器X 15、放大器yl6和放大器z 17，放大器X 15連接接收線圈X 18,放大器y 16接接接收線圈y 19,放大器z 17與接收線圈z 20連接構(gòu)成。
3.按照權(quán)利要求1所述的一發(fā)三收式對(duì)充水采空區(qū)的探測(cè)裝置，其特征在于，接收線圈X 18、接收線圈y 19與接收線圈z 20相互垂直布設(shè)。
4.按照權(quán)利要求1所述的一發(fā)三收式對(duì)充水采空區(qū)的探測(cè)裝置，其特征在于，控制時(shí)序8與信號(hào)采集14同步信號(hào)。
5.一種一發(fā)三收式對(duì)充水采空區(qū)的探測(cè)裝置的探測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟: a、在測(cè)區(qū)內(nèi)選擇探測(cè)點(diǎn)，以探測(cè)點(diǎn)為中心，在地面上鋪設(shè)方形發(fā)射線圈9，在礦井內(nèi)部且對(duì)應(yīng)發(fā)射線圈的下方鋪設(shè)三個(gè)相互垂直的接收線圈X 18、接收線圈y 19和接收線圈z20及與之配套的放大器X 15、放大器y 16和放大器z 17，將發(fā)射機(jī)與接收機(jī)的同步線纜連接好； b、開(kāi)啟核磁共振找水儀的探測(cè)系統(tǒng)，發(fā)射控制MCU4產(chǎn)生控制時(shí)序8，通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路12控制H橋路11，經(jīng)由配諧電容10向發(fā)射線圈9供入拉莫爾頻率的交變電流，電源控制MCU3經(jīng)DC-DC升壓模塊6、儲(chǔ)能電容7改變H橋路11在發(fā)射線圈9中輸出電流的大小，即改變激發(fā)脈沖矩的大小，從而激發(fā)地下不同深度的水體； C、控制時(shí)序8控制信號(hào)采集14在發(fā)射結(jié)束35ms后開(kāi)始采集接收線圈xl8、接收線圈y19和接收線圈z 20三路接收線圈中的信號(hào)，將采集的核磁共振信號(hào)送至接收上位機(jī)13存儲(chǔ)； d、將保存的接收線圈X18、接收線圈y 19和接收線圈z 20三路核磁共振信號(hào)進(jìn)行特征參數(shù)提取，獲得三組不同或者相同的弛豫時(shí)間、初始振幅、頻率參數(shù)； e、根據(jù)三組弛豫時(shí)間、初始振幅、頻率參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)反演處理，計(jì)算出三組含水量、滲透率水文地質(zhì)參數(shù)； f、通過(guò)這三組含水量、滲透率水文地質(zhì)參數(shù)信息的對(duì)比就知道水體的方位； g、將接收系統(tǒng)整體沿x、y、z三軸中任一軸方向移動(dòng)20m的距離，重復(fù)b、c、d、e步驟第二次獲得三組弛豫時(shí)間、初始振幅、頻率參數(shù)以及含水量、滲透率。將第一次的三組水體信息與第二次的三組水體信息聯(lián)合，就能得到水體的具體位置。
【文檔編號(hào)】G01V3/14GK104407392SQ201410756382
【公開(kāi)日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月9日
【發(fā)明者】林君, 曲國(guó)麗, 尚新磊, 徐奡澍, 蔡敏, 彭良玉, 劉婷婷 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)