一種水域電法勘探系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及水域地質(zhì)勘探技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種水域電法勘探系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 近些年來(lái)長(zhǎng)輸管道頻繁的穿越大型河流（例如長(zhǎng)江、瀾滄江等），穿越斷面的地質(zhì) 條件也日趨復(fù)雜，單一鉆探方法難以滿足現(xiàn)狀，采用多種勘探手段，加強(qiáng)水域綜合物探方法 的應(yīng)用，是水域水底巖土工程勘察工作的發(fā)展方向，也是解決大型河流穿越巖土工程勘察 最有效的技術(shù)手段。但是水上鉆探勘察受制于自然條件和人為因素，因此目前水上鉆探只 是點(diǎn)狀勘探，很難發(fā)現(xiàn)構(gòu)造破碎帶、透鏡體及溶洞等不良地質(zhì)現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)提供一種水域電法勘探系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有點(diǎn)狀勘探很難發(fā)現(xiàn)構(gòu) 造破碎帶、透鏡體及溶洞等不良地質(zhì)現(xiàn)象的技術(shù)問(wèn)題。
[0004] 本發(fā)明實(shí)施例提供的一種水域電法勘探系統(tǒng)，包括：主控平臺(tái)、多通道接收機(jī)、發(fā) 送機(jī)、水下拖曳探測(cè)電纜、多個(gè)電場(chǎng)傳感器；
[0005] 所述主控平臺(tái)與所述多通道接收機(jī)連接，所述發(fā)送機(jī)與所述多通道接收機(jī)連接， 所述電場(chǎng)傳感器安裝在所述水下拖曳探測(cè)電纜上，所述水下拖曳探測(cè)電纜與所述多通道接 收機(jī)連接，所述水下拖曳探測(cè)電纜與所述發(fā)送機(jī)連接；
[0006] 其中，所述主控平臺(tái)將第一控制信號(hào)經(jīng)所述多通道接收機(jī)傳輸給所述發(fā)送機(jī)，所 述主控平臺(tái)還發(fā)送第二控制信號(hào)給所述多通道接收機(jī)，所述發(fā)送機(jī)在所述第一控制信號(hào)的 控制下生成交變電流信號(hào)發(fā)送至水下產(chǎn)生水下電場(chǎng)；多個(gè)所述電場(chǎng)傳感器采集不同深度的 地電電壓和所述發(fā)送機(jī)的發(fā)送電流后經(jīng)所述多通道接收機(jī)反饋給所述主控平臺(tái)，所述主控 平臺(tái)基于所述地電電壓和所述發(fā)送電流確定出所在水下地質(zhì)對(duì)應(yīng)的地電參數(shù)。
[0007] 優(yōu)選的，所述主控平臺(tái)具體包括：
[0008] 數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊，用于對(duì)所述地電電壓和所述發(fā)送電流進(jìn)行預(yù)處理得到所述地電 電壓的電壓有效值和所述發(fā)送電流的電流有效值；
[0009] 數(shù)據(jù)分析模塊，用于將所述電壓有效值除以所述電流有效值的結(jié)果分別乘以所述 多通道接收機(jī)的每個(gè)通道的裝置系數(shù)以獲得所述每個(gè)通道的視電阻率值。
[0010] 優(yōu)選的，所述主控平臺(tái)還包括：
[0011] 反演解釋成圖模塊，用于基于所述每個(gè)通道的視電阻率值對(duì)應(yīng)所述每個(gè)通道的測(cè) 點(diǎn)地理位置反演解釋成圖。
[0012] 優(yōu)選的，所述主控平臺(tái)還包括：
[0013] 參數(shù)配置模塊，所述參數(shù)配置模塊用于配置裝置類型、所述發(fā)送電流的信號(hào)頻率、 所述發(fā)送機(jī)的激勵(lì)電壓值、所述多通道接收機(jī)的采樣參數(shù)、所述電場(chǎng)傳感器上的接收電極 極距、以及所述多通道接收機(jī)的采集通道號(hào)中的一種或多種參數(shù)后生成參數(shù)配置文件；
[0014] 自然電位測(cè)試模塊，所述自然電位測(cè)試模塊用于選擇所述采集通道號(hào)，以獲得所 述每個(gè)通道的自然電位信息；
[0015] 系統(tǒng)自檢模塊，所述系統(tǒng)自檢模塊用于從所述參數(shù)配置文件中讀取所述激勵(lì)電壓 值和待測(cè)的所述采集通道號(hào)，控制所述發(fā)送機(jī)發(fā)送第一頻率的方波自檢信號(hào)以檢測(cè)所述發(fā) 送機(jī)反饋的與所述方波自檢信號(hào)對(duì)應(yīng)的反饋信息，并根據(jù)所述反饋信息輸出故障提示。
[0016] 優(yōu)選的，所述主控平臺(tái)還包括：
[0017] 數(shù)據(jù)預(yù)采集模塊，所述數(shù)據(jù)預(yù)采集模塊用于根據(jù)所述參數(shù)配置文件中的參數(shù)采集 至少一個(gè)周期的預(yù)先地電電壓和預(yù)先發(fā)送電流，根據(jù)所述預(yù)先地電電壓和所述預(yù)先發(fā)送電 流設(shè)置所述每個(gè)通道的放大倍數(shù)和所述每個(gè)通道的數(shù)模轉(zhuǎn)換參考電壓。
[0018] 優(yōu)選的，所述多通道接收機(jī)包括：
[0019] 數(shù)字輸出模塊，所述數(shù)字輸出模塊用于從所述主控平臺(tái)接收所述第一控制信號(hào)時(shí) 生成PWM波，并將所述第一控制信號(hào)和所述PWM波發(fā)送給所述發(fā)送機(jī)；
[0020] 模擬信號(hào)同步采集模塊，所述模擬信號(hào)同步采集模塊與所述水下拖曳電纜連接， 所述模擬信號(hào)同步采集模塊用于根據(jù)所述第二控制信號(hào)控制所述電場(chǎng)傳感器采集所述地 電電壓和所述發(fā)送電流，所述模擬信號(hào)同步采集模塊還將所述地電電壓和所述發(fā)送電流傳 輸給所述主控平臺(tái)。
[0021] 優(yōu)選的，所述多通道接收機(jī)還包括：同步時(shí)鐘模塊，所述同步時(shí)鐘模塊用于生成同 步時(shí)鐘給所述數(shù)字輸出模塊、所述模擬信號(hào)同步采集模塊和所述發(fā)送機(jī)。
[0022] 優(yōu)選的，所述發(fā)送機(jī)具體包括：ARM處理器、電源管理電路、驅(qū)動(dòng)電路、激勵(lì)電源、 驅(qū)動(dòng)電源、發(fā)送機(jī)電池、激勵(lì)逆變電路；
[0023] 其中，所述ARM處理器從所述多通道接收機(jī)接收到所述第一控制信號(hào)、所述PffM波 和所述同步時(shí)鐘后將所述PWM波發(fā)送給所述驅(qū)動(dòng)電路，將所述第一控制信號(hào)發(fā)送給所述電 源管理電路和所述驅(qū)動(dòng)電路；
[0024] 其中，所述發(fā)送機(jī)電池提供所述激勵(lì)電壓給所述激勵(lì)電源和所述驅(qū)動(dòng)電源，所述 電源管理電路根據(jù)所述第一控制信號(hào)中的電源控制參數(shù)分別向所述激勵(lì)電源和所述驅(qū)動(dòng) 電源發(fā)送供電控制信號(hào)，所述激勵(lì)電源根據(jù)所述供電控制信號(hào)對(duì)所述激勵(lì)逆變電路供電， 所述驅(qū)動(dòng)電源根據(jù)所述供電控制信號(hào)向所述驅(qū)動(dòng)電路供電，所述驅(qū)動(dòng)電路控制所述激勵(lì)逆 變電路由所述PWM波調(diào)整為與所述PWM波同頻同相的所述交變電流信號(hào)。
[0025] 優(yōu)選的，所述發(fā)送機(jī)還包括：檢測(cè)電路，所述檢測(cè)電路用于采集所述交變電流信號(hào) 中的至少一種信號(hào)參數(shù)發(fā)送給ARM處理器；
[0026] 所述ARM處理器，還用于基于所述至少一種信號(hào)參數(shù)判斷所述發(fā)送機(jī)是否工作正 常，并在所述發(fā)送機(jī)不正常時(shí)控制對(duì)所述發(fā)送機(jī)進(jìn)行調(diào)整。
[0027] 優(yōu)選的，所述水下拖曳探測(cè)電纜由前導(dǎo)段、在所述前導(dǎo)段之后的發(fā)射段、在所述發(fā) 射段之后的淺地層探測(cè)段、在所述淺地層探測(cè)段之后的中地層探測(cè)段、以及在所述中地層 探測(cè)段之后的深地層探測(cè)段共同組成。
[0028] 通過(guò)本發(fā)明提供的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案，至少實(shí)現(xiàn)了如下技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn)：
[0029] 通過(guò)本發(fā)明提供的水域電法勘探系統(tǒng)，發(fā)送機(jī)在主控平臺(tái)的控制下輸出成交變電 流信號(hào)發(fā)送至水下產(chǎn)生水下電場(chǎng)，則多通道接收機(jī)通過(guò)電場(chǎng)傳感器和水下拖曳探測(cè)電纜接 收反映不同深度的地電信息的地電電壓，并采集發(fā)送機(jī)的發(fā)送電流一起傳輸給主控平臺(tái)， 進(jìn)而通過(guò)主控平臺(tái)對(duì)多通道接收機(jī)各個(gè)通道的接收信號(hào)得到反映水下地質(zhì)情況的地電參 數(shù)，從而完成淡水水域的電法勘探，從而測(cè)得的地電參數(shù)可以反映巖石性質(zhì)如巖性、成分、 孔隙度、裂隙程度和水飽和度等，從而有效解決了現(xiàn)有點(diǎn)狀勘探很難發(fā)現(xiàn)構(gòu)造破碎帶、透鏡 體及溶洞等不良地質(zhì)現(xiàn)象的技術(shù)問(wèn)題，通過(guò)本發(fā)明提供的水域電法勘探系統(tǒng)輔助水上勘 探，從而提尚了水上鉆探的可靠性。
[0030] 進(jìn)一步，由于通過(guò)本發(fā)明提供的水域電法勘探系統(tǒng)能夠完成淡水水域的電法勘探 了解水下地質(zhì)情況，彌補(bǔ)了由于部分關(guān)鍵鉆孔不能進(jìn)行鉆探施工而導(dǎo)致的獲取不到關(guān)鍵鉆 孔的數(shù)據(jù)的問(wèn)題，因此增大了水下勘探信息量。
[0031] 進(jìn)一步，本發(fā)明提供的水域電法勘探系統(tǒng)設(shè)置了 GSP模塊，從而能夠采用走航式 勘探方式，從一方面提尚了水下勘探精度和勘探深度。
[0032] 進(jìn)一步，本發(fā)明提供的水域電法勘探系統(tǒng)基于水下拖曳探測(cè)電纜能夠?qū)崿F(xiàn)拖動(dòng)作 業(yè)，大大提高了水下電場(chǎng)傳感器采集數(shù)據(jù)的可靠性，從另一方面提高了水下勘探精度和勘 探深度，水下勘探深度可達(dá)水底IOOm以上。
[0033] 進(jìn)一步，本發(fā)明提供的水域電法勘探系統(tǒng)基于正交矢量型鎖相放大器具有很好的 抗干擾能力和測(cè)量重復(fù)性。
【附圖說(shuō)明】
[0034] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù) 提供的附圖獲得其他的附圖。
[0035] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例中水域電法勘探系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)圖；
[0036] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例中水下拖曳探測(cè)電纜的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037] 圖3是本發(fā)明實(shí)施例中主控平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理和數(shù)據(jù)分析的流程示意圖；
[0038] 圖4是本發(fā)明實(shí)施例中水域電法勘探系統(tǒng)的工作流程圖示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039] 為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例 中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是 本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0040] 參考圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種水域電法勘探系統(tǒng)，包括：主控平臺(tái)1、多 通道接收機(jī)2、發(fā)送機(jī)3、水下拖曳探測(cè)電纜4、多個(gè)電場(chǎng)傳感器5。主控平臺(tái)1與多通道接收 機(jī)2連接，發(fā)送機(jī)3與多通道接收機(jī)2連接，電場(chǎng)傳感器5安裝在水下拖曳探測(cè)電纜4上， 水下拖曳探測(cè)電纜4與多通道接收機(jī)2連接，水下拖曳探測(cè)電纜4與發(fā)送機(jī)3連接。
[0041] 其中，主控平臺(tái)1將第一控制信號(hào)經(jīng)多通道接收機(jī)2傳輸給發(fā)送機(jī)3,主控平臺(tái)1 還發(fā)送第二控制信號(hào)給多通道接收機(jī)2,發(fā)送機(jī)3在第一控制信號(hào)的控制下生成交變電流 信號(hào)發(fā)送至水下產(chǎn)生水下電場(chǎng)；多個(gè)電場(chǎng)傳感器采集不同深度的地電電壓和發(fā)送機(jī)3的發(fā) 送電流后經(jīng)多通道接收機(jī)2反饋給主控平臺(tái)1，主控平臺(tái)1基于地電電