[發明專利]基于地球電磁感應原理的地下水源探測方法及探測儀

無效

• 申請號: 200910209726.5
• 申請日: 2009-10-28
• 公開（公告）號: CN101702034A
• 公開（公告）日: 2010-05-05
• 發明（設計）人: 石文明;劉彥;李新年
• 申請（專利權）人: 湖南金宏源電子科技有限公司
• 主分類號: G01V3/08
• 分類號: G01V3/08
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所 43008
• 代理人: 周長清

技術領域

本發明主要涉及到水源探測領域，特指一種基于地球電磁感應原理的水源探測方法及裝 置。

背景技術

目前地面物探方法找水首推電法和測量地層磁分量的甚低頻法，以及核磁共振法。電法 和地層磁分量的甚低頻法共同點是測量地質體物性綜合值，測量結果存在多解性，全憑測量 者的主觀經驗判斷，誤差大，找水成功率只有百分之二、三十。核磁共振法探測方法成功率 高，但探測深度有限、辨別不出是否為流動的水，同時設備昂貴、體積大不適合野外工作。 且傳統物探找水的儀器使用復雜，需要人工記錄每一組測量數據，然后根據測量數據繪制測 量曲線圖，必須有豐富水文地質經驗的工程師根據測量曲線圖判定是否有水，人為因素占比 重很大，當測量點比較多時，數據量也是相當大，后期人工分析的任務相當繁重。

發明內容

本發明要解決的技術問題就在于：針對現有技術存在的技術問題，本發明提供一種結構 簡單緊湊、便攜性好、操作方便、快捷、直觀及準確率高的找水方法及儀器。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案。

一種基于地球電磁感應原理的地下水源探測方法，其特征在于步驟為：

①、將一個以上感應探針組插入到地表內，每個感應探針組由兩個感應探針組成，兩個 感應探針之間保持一定距離L；

②、分別通過兩個感應探針實時采集所在處由地球電磁感應所產生的電壓信號，將該電 壓信號經過放大、濾波處理后得到兩個感應探針所在處每個時刻的電壓差值U及關于電壓差 值U的時域信號示意圖，并將該電壓差值U及關于電壓差值U的時域信號示意圖傳送至主 控制器，所述電壓差值U為交流值；

③、主控制器給定某一通帶的頻率f對關于電壓值差U的時域信號示意圖依次進行軟件 的帶通濾波和低通濾波，由于兩個感應探針之間區域的電流值I是恒定的，通過公式U＝R*I 得到與各個時刻下電壓差值U對應的電阻R，然后根據濾波后的波形示意圖得到關于電阻R 值的時域信號示意圖；最后對關于電阻R值的時域信號示意圖進行頻譜分析，得到頻率在5Hz 以內的頻域信號示意圖；

④、在得到的頻率在5Hz以內的頻域信號示意圖中，如果幅值信號最大的10個幅值信 號對應的頻率均在5Hz以內，則在兩個感應探針之間的區域內有地下水源。測量一條或若干 條剖面(即測量多個點)時，能夠得到整個剖面的水層分布圖，能直觀的體現出剖面的有水 分布情況。

作為本發明的進一步改進：

所述步驟③中，將關于電阻R值的時域信號示意圖中數據的最大值減去最小值后的差值 除以最小值得到能量系數，當能量系數大于100％時，計為100％，所述能量系數用來表示地 下水量的大小。

所述步驟④中，將頻域圖中10個最大幅值的頻率值各自除以20后與對應的幅值相乘， 再將十個所得到乘積值相加，將累加后和值除以50得到有水比例，所述有水比例用來表示地 下水的流速。

一種基于地球電磁感應原理的水源探測儀，其特征在于：包括一個以上感應探針組、信 號處理單元和主控制器，所述每個感應探針組由兩個感應探針組成，所述感應探針用來實時 采集所在處由地球電磁感應所產生的電壓信號，所述電壓信號經信號處理單元放大、濾波后 轉換成兩個感應探針所在處每個時刻的電壓差值U及關于電壓差值U的時域信號示意圖并送 至主控制器，主控制器由關于電壓差值U的時域信號示意圖得到關于電阻R值的時域信號示 意圖以及頻域信號示意圖，并根據頻域信號示意圖做出是否有地下水源的判斷。

所述信號處理單元包括依次相連的50Hz工頻陷波單元、差動放大單元、一級放大單元、 低通濾波單元、可調帶通濾波單元、二級可調放大單元以及模數轉換單元。

所述每組中兩個感應探針之間保持一定距離L，L大于等于10米且小于等于20米，感 應探針插入地表深度大于等于10厘米小于等于20厘米。

所述主控制器含一存儲單元。

所述主控制器含一顯示單元。

與現有技術相比，本發明的優點就在于：

1、本發明的找水準確率高，該方法找水準確率在95％以上，而傳統物探找水的準確率僅 為20％～30％。

2、本發明的找水深度大，該方法找水的深度可以達到1000米，而傳統物探找水的探測 深度有限，一般在100米以內。