专利名称：矿用瞬变电磁仪的制作方法
技术领域：
矿用瞬变电磁仪
技术领域：
本实用新型涉及矿用地质探测仪器，特别涉及一种矿用瞬变电磁仪器。
背景技术：
水害是采矿建设与生产过程中的主要灾害之一，因此，构造含水体的超前探测是 确保矿安全开采的主要需求之一。瞬变电磁法是利用不接地线圈向地下发送一次电磁场， 在一次电磁场间歇期间，使用不接地线圈或接地电极观测二次涡流场的方法，其物理基础 为电磁感应原理，即导电介质在阶跃变化的激励磁场的激发下产生涡流场的问题，从矿不 同岩性地层的物性差异分析。 一般变化规律为从泥岩、粉砂岩、细砂岩、中砂岩、粗砂岩、砾 岩到层，电阻率值逐渐增高，即层相对其顶、底板呈现为相对高阻层。构造发育区，或者是 出现层位错动，或者是裂隙发育，局部会出现明显的含水构造，由于矿井裂隙水体的导电性 良好，都会打破原有的纵向和横向电性固有连续变化规律，会呈现出局部电性异常体的变 化特征。上述物性变化的存在为瞬变电磁勘探方法的实施提供了良好的地球物理前提条 件。另外，瞬变电磁法观测纯二次场，对含、导水构造等低阻体反应敏感，体积效应小，分辨 率高。目前，国内仅有在地面使用的瞬变电磁仪，为了减少半空间电磁干扰，增加探测深度， 多采用高电压(大于12V)，大电流(50A以上)的方式产生一次脉冲磁场，并且都采用普通 的单匝或者多芯编织的电缆制成的发射线圈和接收线圈，并且所述发射和接收线圈均为直 接裸露在空气中，并不适合矿井下使用仪器的本质安全要求，市场迫切需要研发出能够适 合矿井下作用使用的矿用瞬变电磁仪。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题，在于提供一种能够符合矿井下使用仪器的本质安 全要求、接收可靠性好、便于携带和移动的矿用瞬变电磁仪。
本实用新型是这样实现的一种矿井用瞬变电磁仪，包括矿用瞬变电磁主机、发射 线圈和接收线圈，所述发射线圈和接收线圈分别与矿用瞬变电磁主机相连，并采用同样长 度、同样芯数的多芯电缆制成，所述多芯电缆的外部有绝缘护套。 所述发射线圈和接收线圈用固定块紧密固定在一起。 所述发射线圈和接收线圈围成四方形，所述固定块为对称地分布在四方形两个侧 边的端部。 所述接收线圈和发射线圈的匝数比为2 : 1。 所述接收线圈采用芯芯串接，组成多匝线圈。 所述发射线圈采用2芯并联后再串接，组成多匝线圈。 所述矿用瞬变电磁主机由不共地的两组直流电源、MCU、内存、USB接口、液晶显示 电路、光耦、发射电路和接收电路组成，接收电路、内存、液晶显示电路、光耦、USB接口分别 与MCU相连接，其中一组直流电源为MCU供电，另一组电源为发射电路供电，光耦用于隔离 发射电路和接收电路，发射电路和接收电路分别与发射线圈与接收线圈相连接。[0011] 本实用新型的优点在于 1、本实用新型的矿用瞬变电磁仪的发射线圈和接收线圈采用外部有绝缘护套的 多芯电缆制作，具备防水功能，适合矿井用。 2、本实用新型的矿用瞬变电磁仪的发射线圈采用2芯并联后再串接，组成多匝线 圈，接收线圈采用芯芯串接，组成多匝线圈，因此发射线圈与接收线圈的匝数比为1 : 2，可 以保证磁场的发射强度。 3、本实用新型的矿用瞬变电磁仪的发射线圈和接收线圈通过固定块紧密固定在 一起，可以保证瞬变二次场接收的可靠性。
下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的说明。 图1是本实用新型的瞬变电磁仪的总体系统结构示意图。 图2是本实用新型的瞬变电磁仪的发射线圈和接收线圈的结构示意图。 图3是本实用新型的瞬变电磁仪的发射线圈的结构示意图。 图4是本实用新型的瞬变电磁仪的发射线圈的连接方式的示意图。 图5是本实用新型的瞬变电磁仪的接收线圈的结构示意图。 图6是本实用新型的瞬变电磁仪的接收线圈的连接方式的示意图。
具体实施方式
请参阅图l，是本实用新型的矿用瞬变电磁仪的总体系统结构示意图。 一种矿用 瞬变电磁仪，包括矿用瞬变电磁主机1、发射线圈2和接收线圈3，所述矿用瞬变电磁主机1 由不共地的两组直流电源、MCU、内存、USB接口、液晶显示电路、光耦、发射电路和接收电路 组成，接收电路、内存、液晶显示电路、USB接口、光耦分别与MCU相连接，其中一组直流电源 为MCU供电，另一组电源为发射电路供电，光耦用于隔离发射电路和接受电路，发射电路和 接收电路分别与发射线圈与接收线圈相连接。 请参阅图2，所述发射线圈2和接收线圈3采用同样长度、同样芯数的多芯电缆制 成，所述多芯电缆的外部有绝缘护套，所述发射线圈和接收线圈用固定块4紧密固定在一 起。所述发射线圈2和接收线圈3围成四方形，所述固定块4为对称地分布在四方形两个 侧边的端部。 请同时参阅图3至6，为了保证磁场的发射强度，所述接收线圈采用芯芯串接，组 成多匝线圈；所述发射线圈采用2芯并联后再串接，组成多匝线圈，使接收线圈和发射线圈 的匝数比为2 : 1。 使用时，矿用瞬变电磁主机1通过发射线圈2向探测介质(矿层或围岩)发射一
次脉冲磁场，当发射线圈1中的电流突然断开后，被探测介质会激励起二次涡流场返回，由
接收线圈3接收感应二次涡流场，矿用瞬变电磁主机再把所接收的微弱二次涡流场，通过
专业算法转换成视电阻率等数据，并将数据存储在仪器内存中，再把通过USB接口把测量
数据传输到计算机中，然后在计算机上通过专用软件进行资料的处理和分析。 正常情况下，若地质层位稳定、不受富水区域和含导水构造的影响，则视电阻率值
将不会有明显的异常，反之，若地质层存在富水区域和含、导水构造，电性分布规律被打破，就会出现视电阻率值减小等特点的异常区。通过专业算法，就可以直观地确定出富水区域 的赋存深度及位置。 由于矿井下存在粉尘、瓦斯等不安全因素，国家对矿井用电子仪器本质安全有严 格的要求，本实用新型专利采用发射一次脉冲磁场，高精度、低噪声接收感应二次涡流场， 实现了矿井下安全瞬变电磁探测，并通过安标国家矿用产品安全标志中心制定检测机构的 检测，取得矿用产品安全标志证书，非常适合矿井下的探测作业。
权利要求一种矿用瞬变电磁仪，包括矿用瞬变电磁主机、发射线圈和接收线圈，所述发射线圈和接收线圈分别与矿用瞬变电磁主机相连，并采用同样长度、同样芯数的多芯电缆制成，其特征在于所述多芯电缆的外部有绝缘护套。
2. 根据权利要求1所述的矿用瞬变电磁仪，其特征在于所述发射线圈和接收线圈用 固定块紧密固定在一起。
3. 根据权利要求2所述的矿用瞬变电磁仪，其特征在于所述发射线圈和接收线圈围 成四方形，所述固定块为对称地分布在四方形两个侧边的端部。
4. 根据权利要求1所述的矿用瞬变电磁仪，其特征在于所述接收线圈和发射线圈的 匝数比为2 : 1。
5. 根据权利要求l所述的矿用瞬变电磁仪，其特征在于所述接收线圈采用芯芯串接， 组成多匝线圈。
6. 根据权利要求1所述的矿用瞬变电磁仪，其特征在于所述发射线圈采用2芯并联 后再串接，组成多匝线圈。
7. 根据权利要求1所述的矿用瞬变电磁仪，其特征在于所述矿用瞬变电磁主机由不共地的两组直流电源、MCU、内存、USB接口 、液晶显示电路、光耦、发射电路和接收电路组成， 接收电路、内存、液晶显示电路、光耦、USB接口分别与MCU相连接，其中一组直流电源为MCU 供电，另一组电源为发射电路供电，光耦用于隔离发射电路和接收电路，发射电路和接收电 路分别与发射线圈与接收线圈相连接。
专利摘要本实用新型涉及矿用地质探测仪器，特别涉及一种矿用瞬变电磁仪，包括矿用瞬变电磁主机、发射线圈和接收线圈，所述发射线圈和接收线圈分别与矿用瞬变电磁主机相连，并采用同样长度、同样芯数的多芯电缆制成，所述多芯电缆的外部有绝缘护套。本实用新型具备防水功能，适合矿井用，且发射线圈与接收线圈的匝数比为1∶2，可以保证磁场的发射强度，发射线圈和接收线圈通过固定块紧密固定在一起，可以保证瞬变二次场接收的可靠性。
文档编号G01V3/10GK201548701SQ200920181638
公开日2010年8月11日 申请日期2009年12月9日 优先权日2009年12月9日
发明者李培根, 林晓, 陈慧萍 申请人:福州华虹智能科技开发有限公司