[實用新型]一種探測復雜地質結構的四維地球物理探測系統

有效

• 申請號: 202022812411.4
• 申請日: 2020-11-26
• 公開（公告）號: CN213780404U
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 祝艷波;龔政豪;劉永東;張帆宇;蘭恒星;韓宇濤;劉振謙;李紅飛;劉耀文;李福通;張宇軒;張廣德;李文杰;楊凡凡
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G01V11/00
• 分類號: G01V11/00;G01V3/02;G01V1/20
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

本實用新型公開了一種探測復雜地質結構的四維地球物理探測系統，包括主機系統、供電系統、探測傳感器系統和多路轉換器；探測傳感器系統包括電火花震源、多個地表傳感器和多個鉆孔傳感器；供電系統輸出端連接主機系統輸入端和電火花震源輸入端，主機系統輸出端連接多路轉換器輸入端，多路轉換器輸出端連接每個地表傳感器和鉆孔傳感器；電火花震源設置在地面上，多個地表傳感器陣列排布在地表層；鉆孔傳感器設置在至少四個鉆孔中，每個鉆孔中豎向串聯有多個鉆孔傳感器；地表傳感器和鉆孔傳感器內部設置有檢波器，外部設置有金屬外殼。提高三維探測的準確性和可靠性，能夠最大程度真實地反映測量區域的地下結構信息。

技術領域

本實用新型屬于地質勘探領域，涉及一種探測復雜地質結構的四維地球物理探測系統。

背景技術

黃土地質結構本身復雜，如層面、裂隙面均是促使黃土工程災變誘因。近年來黃土高原重大工程如平山造城、治溝造地、固溝保塬等使黃土特殊地質結構日趨復雜，如填方區地下水位抬升、地面沉降、堆填界面軟化，挖方區挖填界面劣化等均誘發新的黃土工程災變。因此需要結合重大工程需求，精準查明黃土復雜地質結構時空演化。地球物理方法是最常用的大范圍探測手段，電法及地震法探測作為較為精確的地球物理探測方法之一，應用廣泛。但是傳統電法及地震法受到探測傳感器布線方式影響，導致探測地質結構時具有多解性，不能滿足重大工程特殊地質結構精細化探測需求。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供一種探測復雜地質結構的四維地球物理探測系統，提高三維探測的準確性和可靠性，能夠最大程度真實地反映測量區域的地下結構信息。

為達到上述目的，本實用新型采用以下技術方案予以實現：

一種探測復雜地質結構的四維地球物理探測系統，包括主機系統、供電系統、探測傳感器系統和多路轉換器；

探測傳感器系統包括電火花震源、多個地表傳感器和多個鉆孔傳感器；供電系統輸出端連接主機系統輸入端和電火花震源輸入端，主機系統輸出端連接多路轉換器輸入端，多路轉換器輸出端連接每個地表傳感器和鉆孔傳感器；

電火花震源設置在地面上，多個地表傳感器陣列排布在地表層；鉆孔傳感器設置在至少四個鉆孔中，每個鉆孔中豎向串聯有多個鉆孔傳感器；

地表傳感器和鉆孔傳感器內部設置有檢波器，外部設置有金屬外殼。

優選的，多路轉換器包括多個模塊，每個模塊包括多組電子多路開關，每一組電子多路開關連接多個探測傳感器。

優選的，供電系統包括太陽能板、電源、高壓升壓器和供電電路，太陽能板輸出端連接電源輸入端，電源輸出端連接高壓升壓器輸入端，高壓升壓器輸出端連接供電電路輸入端。

優選的，地表傳感器與地表層之間設置有隔水膜。

優選的，地表傳感器和鉆孔傳感器線路連接處均設置有防水接頭。

優選的，地表傳感器和鉆孔傳感器的檢波器與金屬外殼之間設置有壓電陶瓷保護層。

優選的，多個地表傳感器之間和多個鉆孔傳感器之間均采用電纜連接，電纜外部包裹有絕緣保護套，絕緣保護套外部包裹有保護外殼，保護外殼采用彈性波帶隙材料制成。

與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果：

本實用新型所述系統，通過鉆孔傳感器以及地表傳感器相結合的方式進行地球物理聯合測量，可以提高三維探測的準確性和可靠性，通過主機系統發送命令及多個傳感器同時測量，可以實現不間斷探測，從而實現時空四維探測。并且地表傳感器和鉆孔傳感器的排布方式可以實現大范圍、高精度的地球物理聯合測量，同時重點測量地段運用鉆孔傳感器可以對該地段的地下結構更加真實的反映。

進一步，多路轉換器能夠連接更多的探測傳感器，打破傳統集中式電法儀器只能測120根電極的數量限制，從而實現空間大范圍的探測目標。