[發明專利]一種無主機式礦用本安型瞬變電磁探測裝置、方法及系統

在審

• 申請號: 202011345168.8
• 申請日: 2020-11-25
• 公開（公告）號: CN112612061A
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 許洋鋮;趙鐘南
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01V3/08
• 分類號: G01V3/08;G08C17/02
• 代理公司: 北京國坤專利代理事務所(普通合伙) 11491
• 代理人: 王峰剛

本申請提供一種無主機式礦用本安型瞬變電磁探測裝置、方法及系統，裝置包括：天線支架，用于支撐天線，天線支架內設容納空間，且開設有天線接口；礦用電池、本安電源保護模塊、電流發射模塊、信號接收模塊和無線通信模塊，分別設置在天線支架的容納空間內；天線搭載于天線支架上，并通過天線接口實現天線與電流發射模塊、信號接收模塊的連接；無線通信模塊，用于與外部的智能終端無線通信，在智能終端的控制下，電流發射電路發射雙極性方波或梯形波電流，信號接收電路在發射電流關斷后接收包含前方地層二次場信息的總場信號，并通過無線通信模塊將返回的總場信號發送至智能終端，實現對前方地層的探測。

技術領域

本申請涉及礦井地球物理勘探領域，具體而言，涉及一種無主機式礦用本安型瞬變電磁探測裝置、方法及系統。

背景技術

瞬變電磁法是利用不接地回線或接地線源向地下發射一次脈沖磁場，在一次脈沖磁場間歇期間利用線圈或接地電極觀測地下介質中引起的二次感應渦流場的一種方法。瞬變電磁法按照應用范圍包含航空、地面、海洋、礦井瞬變電磁法，礦井瞬變電磁法廣泛應用于煤礦井下掘進迎頭前方、巷道頂底板、工作面頂底板、側幫水害探測領域，是一種時間域方法。

礦井瞬變電磁探測技術主要用于地下工程中致災水體探測。現有煤礦瞬變電磁探測儀器都由主機、天線、天線支架組成。主機大且重，在探測中，共需要2-3名人員操作：1名操作人員操作主機，另外1-2名操作人員旋轉天線。這樣的探測儀器在操作時需要消耗較多的人力資源，且不夠靈活。

發明內容

本申請實施例的目的在于提供一種無主機式礦用本安型瞬變電磁探測裝置、方法及系統，以減少在進行礦井瞬變電磁探測時所需的人力資源，并提升探測時的靈活性。

為了實現上述目的，本申請的實施例通過如下方式實現：

第一方面，本申請實施例提供一種無主機式礦用本安型瞬變電磁探測裝置，包括：天線支架，用于搭載天線，所述天線支架設有容納空間，以及，所述天線支架上開設有天線接口；礦用電池、本安電源保護模塊、電流發射模塊、信號接收模塊和無線通信模塊，分別設置在所述天線支架的容納空間內，所述電流發射模塊、所述信號接收模塊和所述無線通信模塊均與所述本安電源保護模塊連接，所述礦用電池與所述本安電源保護模塊連接，且所述電流發射模塊還與所述信號接收模塊連接，所述信號接收模塊還與所述無線通信模塊連接；天線，搭載于所述天線支架上，并通過所述天線接口實現所述天線與所述電流發射模塊和所述信號接收模塊的連接；所述無線通信模塊，用于與外部的智能終端無線通信，其中，所述智能終端中預設有控制所述無主機式礦用本安型瞬變電磁探測裝置運行的程序，在所述智能終端的控制下，所述電流發射模塊發射雙極性方波或梯形波電流，所述信號接收模塊接收返回的含有地層二次場的總場信號，并通過所述無線通信模塊將返回的總場信號發送至所述智能終端，實現對探測區域的探測和成像。

在本申請實施例中，通過在天線支架內開設容納空間，并將礦用電池、本安電源保護模塊、電流發射模塊(向天線中的發射天線輸出雙極性方波或梯形波電流)、信號接收模塊(采集天線中的接收天線返回的總場信號)和無線通信模塊(與智能終端進行通信，從而在智能終端的控制下，進一步控制電流發射模塊和信號接收模塊的運行)，分別設置在容納空間內，并將天線搭載于天線支架上，而通過天線支架的天線接口實現天線與電流發射模塊、信號接收模塊的連接。這樣的方式可以將進行礦井瞬變電磁探測所需的模塊(如電流發射模塊、信號接收模塊、礦用電池、本安電源保護模塊等)集成在天線支架內部的容納空間內，而將探測所需的控制程序置于智能終端(例如智能手機、平板電腦等)上，這樣就能夠通過無線通信模塊實現與智能終端的無線通信，從而實現無主機式的瞬變電磁探測。這種無主機式礦用本安型瞬變電磁探測裝置，在進行探測時只需結合智能終端(體積、重量很小)即可實現，省去了傳統的礦用本安型瞬變電磁探測裝置的主機部分，大大優化了礦用本安型瞬變電磁探測裝置的體積和重量，在使用無主機式礦用本安型瞬變電磁探測裝置時，只需一個人員進行操作即可實現電磁探測，也極大地節約了人力資源的使用，提升了進行礦井瞬變電磁探測的效率。