水径流的埋藏深度h与主频频率fz的关系为h= 1591.58(l/fz)0·5。
[0013] 本发明中，地下水径流的储量大小与特征信息边频的关系
[0014] 本发明的有益效果在于:探测仪器通过插入地表的探针接收地下径流水瞬变电磁 波信息，经信号放大调理、采集分析后从中提取出能表征地下径流水的特征信息及参数，可 定量评估地下径流水的埋藏深度、径流储量大小;仪器抗干扰能力强、功能自检完善，探测 数据稳定可靠、探测结果唯一、定位精度高，可在找水、防水和治水工程中广泛应用。
【附图说明】
[0015] 下面结合附图和实施例对本发明专利作进一步说明。
[0016] 图1是本发明的结构框图； 图2是本发明的探针结构图； 图中：2-1.探测杆，2-2.电连接件，2-3.绝缘连接件，2-4.信号线插座，2-5.探针盖，2- 6.磁珠，2-7.二极管，2-8.电容 图3是本发明的前置输入电路原理图； 图4是本发明的信号调理模块结构框图； 图5是本发明的单个通道信号调理电路原理图； 图6是本发明的DSP处理模块结构框图； 图7是本发明的LCD触摸显示组件结构框图。
[0017] 图8是本发明的地下径流水的瞬变电磁波特征信息图。
【具体实施方式】
[0018] 参见附图，图1是本发明的结构框图。一种地下水径流探测方法及仪器，由探测仪 器接收并采集地下水径流产生的瞬变电磁波信息，通过嵌入式软件方法提取其中的地下水 径流特征的主频和边频的幅值与频率，并据此定量评估地下水径流的埋藏深度和储量大 小。地下水径流探测仪器包括探针与信号线、前置输入模块、信号调理模块、DSP处理模块， 所述前置输入模块通过信号线连接两根插入地表的探针接收地下水径流产生的瞬变电磁 波信息并传输至信号调理模块，所述DSP处理模块接收信号调理模块的输出数据并提取和 显示地下径流水的特征信息及参数，还输出逻辑控制信号至信号调理模块和前置输入模块 的控制端。
[0019] 图2是本发明的探针结构图，探针包括探测杆(2-1)、电连接件(2-2)、绝缘连接件 (2-3)、信号线插座(2-4)、探针盖(2-5)、磁珠(2-6)、二极管(2-7)、电容(2-8)。探测杆(2-1) 用于接收地下径流水产生的瞬变电磁波信号，长度在300~500mm之间选择，直径在10~15mm 之间选择，采用圆柱形金属材料经机加工而成，优选材料:不锈钢、黄铜、圆钢镀铬。电连接 件(2-2)采用螺纹方式与探测杆连接，用于传递探测信号；绝缘连接件(2-3)用于固定信号 线插座(2-4)，与电连接件(2-2)采用过盈配合、螺钉锁定方式连接;信号线插座(2-4)的芯 线连接抗干扰磁珠(2-6)、外壳连接二极管(2-7)、滤波瓷片电容(2-8)，磁珠、二极管和电容 的另一端采用螺钉锁紧方式与电连接件(2-2)连接;可开启的活动探针盖保护探针盖(2-5) 用于保护绝缘连接件内的信号线插座。探测杆(2-1)接收地下径流水产生的瞬变电磁波信 号，在探测过程中它既接收地壳内场信号，不可避免地也接收了空间的电磁干扰信号;为避 免空间电磁干扰对探测的影响，在探测杆与信号线插座的外壳(探测时插座外壳在仪器内 部接地)之间串接高频特性较好的瓷片电容(优选高频零温漂黑点瓷片电容）。由于地下径 流水产生的瞬变电磁波的信号频段在2~ΙΟΚΗζ范围，为有效的提取地下径流水信息，在探 测杆与信号线插座的芯线之间串接有高频滤波磁珠(2-6)。磁珠等效于电阻和电感串联，但 电阻值和电感值都随频率变化，它比普通的电感有更好的高频滤波特性，在高频时呈现阻 性，所以能在相当宽的频率范围内保持较高的阻抗，从而提高滤波效果。磁珠由铁氧磁体组 成，电感由磁芯和线圈组成，磁珠把交流信号转化为热能，电感把交流存储起来，缓慢的释 放出去。铁氧体磁珠不仅可用于电路中滤除高频噪声，还可广泛应用于其它电路，其体积可 以做得很小。特别是在数字电路中，由于脉冲信号含有频率很高的高次谐波，也是电路高频 辐射的主要根源，所以可在这种场合发挥磁珠的作用。二极管(2-7)在正常探测时与前置输 入模块内的二极管D1或D2起信号输入限幅作用以保护仪器内部电路，仪器自检时用于传输 DSP处理模块输出检测信号JCTZ到电连接件(2-2)以检测探针的连接状态和通道电路的性 能。
[0020] 信号线为连接仪器与探针的单芯屏蔽线，通过连接器分别与仪器、信号线插座(2-4)连接，信号线的芯线、屏蔽层分别与信号线插座(2-4)的芯线、外壳连接。正常探测时，信 号线芯线用于传输探针接收的瞬变电磁波信号，屏蔽层与仪器内部模拟地连接;仪器自检 时，信号线芯线用于返回电连接件(2-2)接收的检测信号，屏蔽层用于传输DSP处理模块输 出的检测信号JCTZ到信号线插座(2-4)。两根探针的获取信号分别通过两根信号线差分方 式传输，有效抑制探测过程中的共模干扰。
[0021] 图3是本发明的前置输入电路原理图，前置输入模块包括四运放IC1和IC3、仪表放 大器IC2、二极管D1和D2、微型继电器JD1、数字控制电位器PR1和PR2、电阻R1-R18、电容C1-C11。正常探测时，二极管D1和D2与探针内部的二极管一起实现了输入信号的限幅以保护仪 器内部电路。由1(：1(：、1(：10、1?1、1?2、(：1工2、？1?1组成的电路在正常测试情况下是一个全差分 放大器，其输出增益由数字控制电位器PR1调节(R1=R2)，增益A=1+(R1+R2)/PR1;在探针连 接状态检测时，将数字控制电位器PR1的抽头设置为开路，电路相当于两个缓冲器，直接将 探针上的检测电压缓冲到模数转换器;C1 = C2为高频滤波电容，优选高频特性较好的瓷片 电容。1(^、1?3~1?6、03、04组成一个高通滤波与直流偏移修正电路(其中，1? = 1?4、1?5 = 1?6、〇3 = C4)，用于消除输入信号中的直流偏移、滤除测试范围以外的低频成分，高通滤波截止频 率【=1/2诚503。扣2、1(：14、1?7、1?8、？1?2组成双极性转换放大电路，1(：14与1?7、1?8决定双极性 信号的参考点电压Vref，IC2与PR2组成差分信号到双极性信号的转换放大电路，数字控制 电位器PR2用于调节放大倍数A=1+2R/PR2(R为仪表放大器IC2内部的反馈电阻）。103八、 IC3B、R9~R13(其中，R9 = R10 = 2R11)、C5~C7(其中，C5 = C6 = C7/2)组成一个深度负反馈的 高Q值陷波器，陷波频率f=l/2iiR9C5(需合理选择R9、C5,使f = 50Hz)，调节R12与R13之比值 以改变陷波器 Q 值。IC3C、IC3D、R14~R17(其中，R14 = R15 = R16 = R17)、C8~C11(其中，C8 = C9 = C10 = C11)组成一个四阶低通滤波器，用于滤除测试范围之外的高频成分，低通滤波截止 频率f=l/2JTR14C8。微型继电器JD1在DSP处理模块输出控制信号TZJC为低电平时，信号线 屏蔽层与仪器内部的仪器内部模拟地接通;在控制信号TZJC为高电平时，信号线屏蔽层与 DSP处理模块输出的检测信号JCTZ接通;从而实现了对探针的连接状态和通道性