[其他]煤層厚度探測儀

在審

• 申請號: 101986000002593
• 申請日: 1986-04-21
• 公開（公告）號: CN1006008B
• 公開（公告）日: 1989-12-06
• 發明（設計）人: 王鶴齡;楊治元
• 申請（專利權）人: 淮南礦業學院;湘譚無線電廠
• 代理公司: 煤炭部專利服務中心
• 代理人: 方抗美

煤層厚度探測儀系一種本安電路型便攜式高分辨率反射地震儀。由專用電腦（１）、多道通道放大器（２）、Ａ／Ｄ轉換器（３）、電子開關控制陣列（４）、啟動電路（５）、總線隔離器（６）、顯示循環與并串變換器（７）、平板熒光顯示器（８）、點陣式打印機（９）、防焊德壓電源（１０）、隨機震源（１１）和拾陣器（１２）組成。本發明主要用于煤礦井下煤層厚度的探測，及礦井地震勘探、淺層工程地質調查。儀器功能齊全、性能穩定、結構簡單、使用、維修方便，是智能型工程探測儀器。

本發明屬于礦井地球物理探測儀器。系一種適用于各種瓦斯礦井的本安電路型高分辨率反射地震儀;同時，又是適合地面進行淺層、表層地質調查的便攜式工程地震儀。

我國煤炭生產中，快速準確地探測煤層厚度，是當前急待解決的問題。厚煤層上分層開采后，只有準確地探測剩余煤層的厚度才能進行經濟合理的采掘布置。而現有的礦井物探儀器均難以解決探煤厚問題。世界上有不少先進的工程地震儀器，雖已進入了采用微處理機控制的智能儀器水平，卻無法用于爆炸環境中。例被稱為八十年代先進產品的美國Bison公司的Geopro-8012型地震儀等，均由微機、大光屏陰極射線示波管（CRT）、磁帶機與打印機等主要部分構成。由微機控制信號采集與處理、分辨能力強、記錄顯示直觀、醒目。但由于這類產品功耗大，不防爆、無法用于井下煤層厚度探測。而國內現有一些礦井地震儀器，尚處于光點儀與磁帶模擬儀器水平，分辨率較低，不適于用來進行煤層厚度探測。這是因為地震激發的彈性波是瞬變的，加上井下機械干擾嚴重，信號提取方法和數據處理方法復雜，一般的模擬電路難以實現。因此我國絕大多數礦井大都采用人工接桿電鉆測煤厚，勞動強度大、效率低，特別是由于其它很多原因無法使用電鉆時，只好人工開拓洞眼，工程耗費巨大。

一九八四年九月，在中國電子學會、中國儀器儀表學會、信號處理分會舉辦的“第一屆全國信號處理學術會議”上，由本發明人發表了《微電腦煤層厚度探測儀的程序設計》一文，披露了一種由CMC-80微型電腦、A/D轉換器、平板熒光顯示器、點陣式打印機、盒式磁帶機隨機錘擊震源、拾震器、通道窄帶放大器、啟動電路、電源構成的井下便攜式煤層厚度探測儀的初步構思，以及準備開發儀器功能的程序框圖。但因CMC-80電腦采用中小規模集成電路高達46片，元件總數高達262個，功耗達5V×1.5A;當時選用的顯示器為128×128象素的柵控陽柵結構，而這種平板顯示器的驅動，其接口電路必須是負脈沖（而微機是正脈沖），致使整機電路十分復雜，且要8位并行送數，顯示器功耗高達12W，使這一方案尚有待于進一步改進。

一九八五年五月，本發明者單位在煤炭工業部首屆科學技術成果交易會，展出了用CMC-80電腦構成煤層厚度探測儀的原理樣機照片，還很簡單的介紹了一種以Z80A電腦為基礎的MH-1型煤層厚度探測儀及其外觀照片。

此時的MH-1型原理樣機只有一個CPU和一個總線結構的微電腦系統，操作者不能通過按鍵與機器（屏幕）對話式操作，而是采用發光二極管數碼內容與鍵次多少進行對話;儀器雖有電腦數據處理，但其工作方式仍屬傳統的旋鈕式操作方法，使用不方便;該儀器選用的平板熒光顯示器仍系柵控陽柵結構，顯示器為負脈沖工作，而主機CPU是正脈沖工作，要實現會話式操作，尚必須改變顯示器的結構;同時該顯示器接口電路十分復雜，加上某些元件選用不當，電路功耗大;工藝、結構上尚有缺陷等，使得它要達到生產實用階段尚有一段距離。

本發明是在上述基礎上的根本改進，目的在于改變儀器系統，實現會話式操作，同時簡化、優化電路，減少器件數，降低功耗;改進工藝與結構，方便操作和維修;并進一步開發軟件、擴展儀器功能;提高儀器的可靠性、實用性及技術先進性，使之成為一種多功能、智能化的便攜式工程探測儀器。

本發明的技術解決方法如下：

一、本發明為單CPU、雙總線結構的會話式操作儀器系統，有下列部分組成：

1.擔負整機測試控制、進行實時數據采集與處理的單CPU、雙總線結構的專用電腦;

2.由5MA以下弱電流控制的防爆穩壓電源、防爆電子開關陣列及錘擊同步啟動電路;

3.由電子開關控制陣列控制其增益和頻帶，并受專用電腦總線控制的多道通道放大器;