一種瞬變電磁探測儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是應用于地球物理勘探領(lǐng)域里的一種測量方法，具體地涉及一種瞬變電磁探測儀。
【背景技術(shù)】
[0002]瞬變電磁法的主要物理基礎(chǔ)是電磁感應原理，它是向地下發(fā)送一次脈沖磁場的間歇期間，觀測由地下地質(zhì)體受激勵引起的渦流產(chǎn)生的隨時間變化的感應二次場(按指數(shù)規(guī)律衰減)，由于被測體電阻率的不同，產(chǎn)生的二次渦流也不同，因而二次渦流場中包含著豐富的地質(zhì)信息。由于二次場包含有地下地質(zhì)體豐富的地電信息，在一次脈沖磁場的間歇期間，利用線圈或接地電極觀測二次場(或稱響應場)，通過對這些響應信息的提取和分析，從而達到探測地下地質(zhì)體的目的。當前的瞬變電磁儀存在幾種關(guān)鍵技術(shù)問題，比如早期信號檢測困難，天線暫態(tài)過程，對早期信號的影響；在小信號下系統(tǒng)需考慮抗干擾性能，尤其要克服50HZ干擾。
[0003]瞬變電磁法憑借體積效應小、方向性強、分辨率高、對低阻區(qū)敏感、設(shè)備輕便等一些優(yōu)點，已成為地質(zhì)勘探、礦井探測等的最佳選擇方法。礦井瞬變電磁超前探測可以高效準確地探測巷道迎頭前方富水狀態(tài)，可以提高煤礦生產(chǎn)等的效率、縮短巷道掘進所花費的時間，節(jié)約成本，特別是可以在狹小的巷道迎頭空間中，工作和數(shù)據(jù)采集效率高，不影響煤礦巷道的正常掘進和地質(zhì)勘探的進行，是其它探測儀所不具備的方法。
[0004]因此瞬變電磁法探測儀在今后的地球物理勘探領(lǐng)域是至關(guān)重要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明就是針對上述問題，彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種瞬變電磁探測儀，本發(fā)明具有功能強大、成本低；實現(xiàn)了更好的對野外采集的瞬變電磁資料進行處理和分析。
[0006]為實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。
[0007]本發(fā)明一種瞬變電磁探測儀，其中包括嵌入式工控機主控部分、電流發(fā)射部分、信號接和采集部分，其結(jié)構(gòu)要點是:嵌入式工控機主控部分包括嵌入式工控機、鍵盤、液晶顯示屏、PC機，其中嵌入式工控機內(nèi)部設(shè)置有控制器、電源、程序庫、存儲區(qū)，嵌入式工控機通過顯示接口和U S B接口與液晶顯示屏和PC機相連；電流發(fā)射部分設(shè)置有驅(qū)動電路及過流保護電路，與驅(qū)動電路及過流保護電路相連的I G B T全橋電路，與I G B T全橋電路相連的整流濾波模塊，最后再與發(fā)射線圈相連；信號接和采集部分包括成控接收天線、前置差動放大器、可編程放大器、UAF42有源濾波器及A/D轉(zhuǎn)換器。
[0008]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述電流發(fā)射部分設(shè)置的驅(qū)動電路是采用EXB-841由日本富士公司提供的IGBT驅(qū)動專用模塊；本發(fā)明驅(qū)動專用模塊采用高速光耦隔離，射極輸出，有短路保護和慢速關(guān)斷功能，具有隔離強度高、反應速度快、參數(shù)一致性好的優(yōu)點，并可以對IGBT實施過流保護。
[0009]作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述IGBT全橋電路是選用鉛蓄電池組作為電源，產(chǎn)生恒定幅值的正、負方波供電；IGBT與以前的各種電子開關(guān)器件相比，IGBT在綜合性能方面占有明顯的優(yōu)勢，它既有功率場效應管的高速開關(guān)性能，又有雙極型晶體管的高壓、大電流特點。
[0010]進一步地，所述信號接和采集部分設(shè)置的前置差動放大器和可編程放大器兩種放大器是采用差分對管MAT02作為前置放大，AD625加ADG507的電阻網(wǎng)絡
作為可編程放大，AD625是低噪聲、高共模抑制比和低漂移的精密測量放大器，能實現(xiàn)1-10000的范圍內(nèi)任意增益。
[0011]本發(fā)明的有益效果是。
[0012]本發(fā)明采用了 IGBT全橋電路、采用差分對管前置功率放大器和可編程放大器在內(nèi)的多級放大，提出了等效采樣法、程控天線等，對瞬變電磁資料進行了預處理，然后運用一維反演理論，對野外采集到的瞬變電磁資料進行反演解釋。
本發(fā)明功能強大、成本低，利用PC計算機強大的圖形環(huán)境和在線幫助功能，借助于數(shù)字信號處理技術(shù)，以軟件的形式建立虛擬儀器儀表器面板，完成對儀器的控制，數(shù)據(jù)分析與顯示，通過該軟件可以更好的對野外采集的瞬變電磁資料進行處理和分析。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明一種瞬變電磁探測儀系統(tǒng)框圖。
[0014]圖2是本發(fā)明一種瞬變電磁探測儀系統(tǒng)的程序控制流程圖。
【具體實施方式】
[0015]如圖1所示，為本發(fā)明一種瞬變電磁探測儀系統(tǒng)框圖。圖中包括嵌入式工控機主控部分、電流發(fā)射部分、信號接和采集部分，嵌入式工控機主控部分包括嵌入式工控機、鍵盤、液晶顯示屏、PC機，其中嵌入式工控機內(nèi)部設(shè)置有控制器、電源、程序庫、存儲區(qū)，嵌入式工控機通過顯示接口和U S B接口與液晶顯示屏和PC機相連；電流發(fā)射部分設(shè)置有驅(qū)動電路及過流保護電路，與驅(qū)動電路及過流保護電路相連的I G B T全橋電路，與I G B T全橋電路相連的整流濾波模塊，最后再與發(fā)射線圈相連；信號接和采集部分包括成控接收天線、前置差動放大器、可編程放大器、UAF42有源濾波器及A/D轉(zhuǎn)換器。
【主權(quán)項】
1.一種瞬變電磁探測儀，其中包括嵌入式工控機主控部分、電流發(fā)射部分、信號接和采集部分；其特征在于:嵌入式工控機主控部分包括嵌入式工控機、鍵盤、液晶顯示屏、PC機，其中嵌入式工控機內(nèi)部設(shè)置有控制器、電源、程序庫、存儲區(qū)，嵌入式工控機通過顯示接口和U S B接口與液晶顯示屏和PC機相連；電流發(fā)射部分設(shè)置有驅(qū)動電路及過流保護電路，與驅(qū)動電路及過流保護電路相連的I G BT全橋電路，與I G BT全橋電路相連的整流濾波模塊，最后再與發(fā)射線圈相連；信號接和采集部分包括成控接收天線、前置差動放大器、可編程放大器、UAF42有源濾波器及A/D轉(zhuǎn)換器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種瞬變電磁探測儀，其特征在于:所述電流發(fā)射部分設(shè)置的驅(qū)動電路是采用EXB-841由日本富士公司提供的IGBT驅(qū)動專用模塊；本發(fā)明驅(qū)動專用模塊采用高速光耦隔離，射極輸出。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種瞬變電磁探測儀，其特征在于:所述IGBT全橋電路是選用鉛蓄電池組作為電源，產(chǎn)生恒定幅值的正、負方波供電。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種瞬變電磁探測儀，其特征在于:所述信號接和采集部分設(shè)置的前置差動放大器和可編程放大器兩種放大器是采用差分對管MAT02作為前置放大，AD625加ADG507的電阻網(wǎng)絡作為可編程放大，AD625是低噪聲、高共模抑制比和低漂移的精密測量放大器，能實現(xiàn)1-10000的范圍內(nèi)任意增益。
【專利摘要】一種瞬變電磁探測儀。本發(fā)明具有功能強大、成本低；實現(xiàn)了更好的對野外采集的瞬變電磁資料進行處理和分析。本發(fā)明包括嵌入式工控機主控部分、電流發(fā)射部分、信號接和采集部分；嵌入式工控機主控部分包括嵌入式工控機、鍵盤、液晶顯示屏、PC機，其中嵌入式工控機內(nèi)部設(shè)置有控制器、電源、程序庫、存儲區(qū)，嵌入式工控機通過顯示接口和ＵＳＢ接口與液晶顯示屏和PC機相連；電流發(fā)射部分設(shè)置有驅(qū)動電路及過流保護電路，與驅(qū)動電路及過流保護電路相連的ＩＧＢＴ全橋電路，與ＩＧＢＴ全橋電路相連的整流濾波模塊，最后再與發(fā)射線圈相連；信號接和采集部分包括成控接收天線、前置差動放大器、可編程放大器、UAF42有源濾波器及A/D轉(zhuǎn)換器。
【IPC分類】G01V3/12
【公開號】CN105487127
【申請?zhí)枴緾N201410474202
【發(fā)明人】牛譽博
【申請人】牛譽博
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2014年9月18日