專利名稱：礦井瞬變電磁儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種瞬變電磁儀，尤其涉及一種用于地球物理勘探領(lǐng)域的礦井瞬變電磁儀。
背景技術(shù)：
煤礦的水害，一直以來(lái)給煤礦的安全生產(chǎn)構(gòu)成巨大威脅，其中最主要的就是礦井巷道掘進(jìn)前方和頂、底板隱伏的導(dǎo)水、含水構(gòu)造，極易造成涌、突水事故。瞬變電磁法是根據(jù)電磁感應(yīng)原理，利用不接地線圈向地下發(fā)送一次電磁場(chǎng)，在一次電磁場(chǎng)間歇期間，使用不接地線圈觀測(cè)二次渦流場(chǎng)的方法，進(jìn)行不同巖性地層的物性差異分析。一般變化規(guī)律為從泥巖、粉砂巖、細(xì)砂巖、中砂巖、粗砂巖、礫巖到層，電阻率值逐漸增高。構(gòu)造發(fā)育區(qū)局部會(huì)出現(xiàn) 明顯的含水構(gòu)造，由于礦井裂隙水體的導(dǎo)電性良好，會(huì)呈現(xiàn)出局部異常的變化特征。上述特征為礦井瞬變電磁勘探提供了良好的地球物理?xiàng)l件。瞬變電磁法觀測(cè)二次場(chǎng)，對(duì)采空區(qū)水和含水構(gòu)造等低阻體反應(yīng)敏感。目前，國(guó)內(nèi)使用的瞬變電磁儀大部分限于地面使用，不適合井下使用，市場(chǎng)需要研發(fā)出適合井下、方便使用的瞬變電磁儀。申請(qǐng)?zhí)柗謩e為200920181638. 4和200920181682. 5的中國(guó)實(shí)用新型專利“礦用瞬變電磁儀”和“新型礦用瞬變電磁儀”介紹了一種適合礦井下使用的礦用瞬變電磁儀。從權(quán)利要求和附圖中可以看出，兩者的不足在于測(cè)量完成后，要通過(guò)USB接口把測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中，然后在計(jì)算機(jī)上通過(guò)專用軟件進(jìn)行資料的處理和分析，這使得這種方法的及時(shí)性和使用性較差。申請(qǐng)?zhí)枮?01120061919. 3的中國(guó)實(shí)用新型專利“礦用瞬變電磁儀”介紹了一種適合礦井下使用的礦用瞬變電磁儀。從權(quán)利要求和附圖中可以看出，其不足在于將運(yùn)算結(jié)果通過(guò)USB通信接口送入現(xiàn)場(chǎng)分析軟件得到地質(zhì)分析圖形，這使得這種方法的使用性較差。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，尤其是提出一種收發(fā)一體、能及時(shí)、方便觀測(cè)測(cè)量成果的礦井瞬變電磁儀。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為—種礦井瞬變電磁儀，其包括礦井瞬變電磁主機(jī)、發(fā)射線圈和接收線圈，所述發(fā)射線圈和接收線圈分別與礦井瞬變電磁主機(jī)相連；其特征在于，所述礦井瞬變電磁主機(jī)包括外殼和電路板，電路板設(shè)置于外殼的內(nèi)部，外殼上設(shè)有面板，面板上設(shè)有電源輸入接口、電源開(kāi)關(guān)按鈕、LED觸摸屏、發(fā)射端接口和接收端接口 ；電路板包括電源、光耦、發(fā)射電路、接收電路、MCU模塊、ARM平臺(tái)和WIFI接口 ；光耦用于隔離發(fā)射電路和接收電路，發(fā)射電路連接發(fā)射線圈，接收電路連接接收線圈，ARM平臺(tái)連接WIFI接口和LED觸摸屏，MCU模塊與ARM平臺(tái)、接收電路、光耦連接，電源與ARM平臺(tái)和發(fā)射電路連接。再進(jìn)一步地，所述MCU模塊為單片機(jī)；所述ARM平臺(tái)采用ARM6410開(kāi)發(fā)板，但不局限在僅僅使用ARM6410開(kāi)發(fā)板，也可使用其他的開(kāi)發(fā)板；所述WIFI接口用于導(dǎo)出采集數(shù)據(jù)和處理結(jié)果；所述ARM平臺(tái)采用WIN CE操作系統(tǒng)，但不局限在僅僅使用WIN CE操作系統(tǒng)，也可使用其他的操作系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和圖形繪制模塊。再進(jìn)一步地，所述礦井瞬變電磁儀在數(shù)據(jù)采集完成后，在井下直接對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和成圖，及時(shí)繪制視電阻率剖面圖和視電阻率等值線圖并在LED觸摸屏上顯示，直觀地確定出富水區(qū)域的賦存深度及位置，省去導(dǎo)出數(shù)據(jù)、使用專用的數(shù)據(jù)處理解釋軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理和成圖的步驟。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和有益效果是本實(shí)用新型不僅包括數(shù)據(jù)采集模塊，還包括數(shù)據(jù)處理模塊和圖形繪制模塊；可通過(guò)WIFI接口導(dǎo)出采集數(shù)據(jù)和處理結(jié)果；在井下直接對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和成圖，及時(shí)繪制視電阻率剖面圖和視電阻率等值線圖，直觀地確定出富水區(qū)域的賦存深度及位置，省去導(dǎo)出數(shù)據(jù)、使用專用的數(shù)據(jù)處理解釋軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理和成圖的步驟。

圖I為本實(shí)用型所述的礦井瞬變電磁主機(jī)的結(jié)構(gòu)；圖2為圖I的礦井瞬變電磁主機(jī)的電路連接框具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。圖I中，是本實(shí)用新型的礦井瞬變電磁儀的總體結(jié)構(gòu)示意圖。一種礦井瞬變電磁儀，其包括礦井瞬變電磁主機(jī)、發(fā)射線圈和接收線圈，所述發(fā)射線圈和接收線圈分別與礦井瞬變電磁主機(jī)相連；其特征在于，所述礦井瞬變電磁主機(jī)包括外殼I和電路板，電路板設(shè)置于外殼I的內(nèi)部，外殼I上設(shè)有面板2,面板2上設(shè)有電源輸入接口 3、電源開(kāi)關(guān)按鈕4、LED觸摸屏5、發(fā)射端接口 6和接收端接口 7 ;電路板包括電源、光耦、發(fā)射電路、接收電路、MCU模塊、ARM平臺(tái)和WIFI接口。圖2中，光耦用于隔離發(fā)射電路和接收電路，發(fā)射電路連接發(fā)射線圈，接收電路連接接收線圈，ARM平臺(tái)連接WIFI接口和LED觸摸屏，MCU模塊與ARM平臺(tái)、接收電路、光耦連接，電源與ARM平臺(tái)和發(fā)射電路連接。作為最佳實(shí)施例，MCU模塊為單片機(jī)，ARM平臺(tái)為ARM6410開(kāi)發(fā)板，WIFI接口用于導(dǎo)出采集數(shù)據(jù)和處理結(jié)果。本實(shí)用新型不局限在僅僅使用ARM6410開(kāi)發(fā)板，也可使用其他的開(kāi)發(fā)板。圖3中，ARM平臺(tái)采用WIN CE操作系統(tǒng)，但不局限在僅僅使用WIN CE操作系統(tǒng)，也可使用其他的操作系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和圖形繪制模塊。圖4中，在巷道迎頭進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，受到巷道寬度和大小等因素的影響，用戶可通過(guò)LED觸摸屏選擇偶極裝置和扇形的觀測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，也可選擇其他裝置和觀測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。在每一個(gè)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行多個(gè)方向的探測(cè)，以一定的間隔(小于90度)從巷道左側(cè)幫往巷道右側(cè)幫掃描，將探測(cè)線圈貼近測(cè)點(diǎn)，得到的數(shù)據(jù)反映測(cè)點(diǎn)前方一個(gè)扇形區(qū)域內(nèi)的信息。在精細(xì)探測(cè)時(shí)為了保證探測(cè)的精度，可以選擇較小的間隔。采集時(shí)，數(shù)據(jù)采集模塊通過(guò)發(fā)射線圈向探測(cè)介質(zhì)發(fā)射一次場(chǎng)，當(dāng)發(fā)射線圈中的電流斷開(kāi)后，被探測(cè)介質(zhì)會(huì)激勵(lì)起二次場(chǎng)返回，由接收線圈接收感應(yīng)二次場(chǎng)，數(shù)據(jù)采集模塊再把所接收的微弱二次場(chǎng)保存起來(lái)。圖3中，在數(shù)據(jù)采集完成后，通過(guò)數(shù)據(jù)處理模塊轉(zhuǎn)換成視電阻率等數(shù)據(jù)，然后調(diào)用圖形繪制模塊生成視電祖率剖面圖和視電阻率等值線圖。圖5中，把成果圖顯示在LED觸摸屏上，操作人員能直觀地確定出富水區(qū)域的深度及位置，省去導(dǎo)出數(shù)據(jù)、使用專用的數(shù)據(jù)處理解釋軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理和成圖的步驟，從而更好的滿足煤礦安全生產(chǎn)的需要。應(yīng)當(dāng)指出的是，以上所揭露的僅為本實(shí)用新型的一種較佳實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來(lái)限定本實(shí)用新型之權(quán)利范圍，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，本領(lǐng)域技術(shù)人員 還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種礦井瞬變電磁儀，其包括礦井瞬變電磁主機(jī)、發(fā)射線圈、接收線圈，所述發(fā)射線圈和接收線圈分別與礦井瞬變電磁主機(jī)相連；其特征在于，所述礦井瞬變電磁主機(jī)包括外殼和電路板，電路板設(shè)置于外殼的內(nèi)部，外殼上設(shè)有面板，面板上設(shè)有電源輸入接口、電源開(kāi)關(guān)按鈕、LED觸摸屏、發(fā)射端接口和接收端接口 ；電路板包括電源、光耦、發(fā)射電路、接收電路、MCU模塊、ARM平臺(tái)和WIFI接口 ；光耦用于隔離發(fā)射電路和接收電路，發(fā)射電路連接發(fā)射線圈，接收電路連接接收線圈，ARM平臺(tái)連接WIFI接口和LED觸摸屏，MCU模塊與ARM平臺(tái)、接收電路、光耦連接，電源與ARM平臺(tái)和發(fā)射電路連接。
2.如權(quán)利要求I所述礦井瞬變電磁儀，其特征在于，所述MCU模塊為單片機(jī)；所述ARM平臺(tái)采用ARM6410開(kāi)發(fā)板；所述WIFI接口用于導(dǎo)出采集數(shù)據(jù)和處理結(jié)果；所述ARM平臺(tái)采用WIN CE操作系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和圖形繪制模塊。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種礦井瞬變電磁儀，應(yīng)用于地球物理瞬變電磁勘探領(lǐng)域。本實(shí)用新型根據(jù)瞬變電磁法的基本原理，包括礦井瞬變電磁主機(jī)、發(fā)射線圈和接收線圈，所述發(fā)射線圈和接收線圈分別與礦井瞬變電磁主機(jī)相連。所述礦井瞬變電磁主機(jī)包括LED觸摸屏、電源、光耦、發(fā)射電路、接收電路、MCU模塊、ARM平臺(tái)和WIFI接口。ARM平臺(tái)采用WINCE操作系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和圖形繪制模塊。本實(shí)用新型在數(shù)據(jù)采集完成后，直接在井下進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和成圖，實(shí)時(shí)繪制地質(zhì)分析圖，直觀地確定出富水區(qū)域的賦存深度及位置，從而更好的滿足煤礦安全生產(chǎn)的需要，是一款操作方便、實(shí)用性強(qiáng)、更加完善的礦井瞬變電磁儀。
文檔編號(hào)G01V3/28GK202631752SQ20122016156
公開(kāi)日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月17日
發(fā)明者悅紅軍, 雷琴琴, 李建軍, 張巍 申請(qǐng)人:北京華安奧特科技有限公司