[發明專利]地下水徑流探測方法及儀器

在審

• 申請號: 201610138831.4
• 申請日: 2016-03-12
• 公開（公告）號: CN105700025A
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發明（設計）人: 黃采倫;王靖;陳超洋;周博文;南茂元
• 申請（專利權）人: 湖南科技大學
• 主分類號: G01V3/12
• 分類號: G01V3/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種地下水徑流探測方法及儀器，其特征在于由探測儀器接收并采集地下水徑流產 生的瞬變電磁波信息，通過嵌入式軟件方法提取其中的地下水徑流特征的主頻和邊頻的幅 值與頻率，并據此定量評估地下水徑流的埋藏深度和儲量大小。

2.根據權利要求1所述的一種地下水徑流探測方法及儀器，其特征在于：所述的地下水 徑流探測儀器包括探針與信號線、前置輸入模塊、信號調理模塊、DSP處理模塊，所述前置輸 入模塊通過信號線連接兩根插入地表的探針接收地下水徑流產生的瞬變電磁波信息并傳 輸至信號調理模塊，所述DSP處理模塊接收信號調理模塊的輸出數據并提取和顯示地下徑 流水的特征信息及參數，還輸出邏輯控制信號至信號調理模塊和前置輸入模塊的控制端。

3.根據權利要求2所述的地下水徑流探測儀器，其特征在于：所述的探針包括探測桿 （2-1）、電連接件（2-2）、絕緣連接件（2-3）、信號線插座（2-4）、探針蓋（2-5）、磁珠（2-6）、二 極管（2-7）、電容（2-8），探測桿通過電連接件與絕緣連接件和磁珠、二極管、電容相連接，信 號線插座安裝在絕緣連接件內并由可開啟的活動探針蓋保護，磁珠串聯在信號線插座芯線 與電連接件之間，二極管與電容并聯后串接于信號線插座外殼與電連接件之間；所述的信 號線為連接儀器與探針的單芯屏蔽線，芯線用于傳輸探針接收的瞬變電磁波信號，屏蔽層 在正常探測時與儀器模擬地連接、在探針連接狀態檢測時傳輸檢測信號。

4.根據權利要求2所述的地下水徑流探測儀器，其特征在于：所述的前置輸入模塊包括 四運放IC1和IC3、儀表放大器IC2、二極管D1和D2、微型繼電器JD1、數字控制電位器PR1和 PR2、電阻R1-R18、電容C1-C11，實現了探針輸入信號的保護限幅、差分放大、高通濾波、雙極 性轉換放大、工頻陷波和低通濾波，并可對探針的連接狀態和通道性能進行檢測。

5.根據權利要求2所述的地下水徑流探測儀器，其特征在于：所述的信號調理模塊包括 12個通帶頻率不同的帶通濾波器、12個增益可調節的后增益放大器、16通道輸入的模數轉 換器，單個帶通濾波器是由IC4A、R19、R20、R21、C12、C13組成的二階帶通濾波電路，單個后 增益放大器是由IC4B、PR3、R23、R24、C14組成的反相放大電路；模數轉換器的第1通道接雙 極性信號參考點，第2通道接前置放大輸出，第3-14通道接12個后增益放大器輸出，第15通 道接探針1連接狀態檢測輸出信號，第16通道接探針2連接狀態檢測輸出信號。

6.根據權利要求2所述的地下水徑流探測儀器，其特征在于：所述的DSP處理模塊包括 DSP處理器、時鐘與復位、CPLD、RAM、ROM、閃盤、USB接口、LCD觸摸顯示組件，DSP處理器在時 鐘與復位電路的驅動控制下通過總線與CPLD、RAM、ROM、閃盤、USB接口、信號調理模塊、LCD 觸摸顯示組件交換數據，還通過CPLD輸出邏輯控制信號至RAM、ROM、閃盤、LCD觸摸顯示組 件、信號調理模塊和前置輸入模塊的控制端；LCD觸摸顯示組件包括顯示存儲器、顯示邏輯 控制、觸摸屏檢測轉換、驅動電源電路、LED背光驅動電路、帶LED背光的彩色液晶顯示屏和 電阻式觸摸屏，顯示數據和控制信號由DSP處理器傳輸至顯示邏輯控制，顯示邏輯控制電路 緩存數據到顯示存儲器并輸出顯示數據到彩色液晶顯示屏和輸出控制信號到驅動電源電 路以管理電源、到LED背光驅動電路以調節控制背光，電阻式觸摸屏的狀態信號經觸摸屏檢 測轉換電路傳輸至DSP處理器。

7.根據權利要求1所述的一種地下水徑流探測方法及儀器，其特征在于：所述的地下水 徑流的埋藏深度h與主頻頻率f_z的關系為h＝1591.58(1/f_z)^0.5。

8.根據權利要求1所述的一種地下水徑流探測方法及儀器，其特征在于：所述的地下水 徑流的儲量大小與特征信息邊頻的關系為。