專利名稱：礦用瞬變電磁儀的制作方法
技術領域：
礦用瞬變電磁儀
技術領域：
本實用新型涉及礦用地質探測儀器，特別涉及一種礦用瞬變電磁儀器。
背景技術：
水害是采礦建設與生產過程中的主要災害之一，因此，構造含水體的超前探測是 確保礦安全開采的主要需求之一。瞬變電磁法是利用不接地線圈向地下發送一次電磁場， 在一次電磁場間歇期間，使用不接地線圈或接地電極觀測二次渦流場的方法，其物理基礎 為電磁感應原理，即導電介質在階躍變化的激勵磁場的激發下產生渦流場的問題，從礦不 同巖性地層的物性差異分析。 一般變化規律為從泥巖、粉砂巖、細砂巖、中砂巖、粗砂巖、礫 巖到層，電阻率值逐漸增高，即層相對其頂、底板呈現為相對高阻層。構造發育區，或者是 出現層位錯動，或者是裂隙發育，局部會出現明顯的含水構造，由于礦井裂隙水體的導電性 良好，都會打破原有的縱向和橫向電性固有連續變化規律，會呈現出局部電性異常體的變 化特征。上述物性變化的存在為瞬變電磁勘探方法的實施提供了良好的地球物理前提條 件。另外，瞬變電磁法觀測純二次場，對含、導水構造等低阻體反應敏感，體積效應小，分辨 率高。目前，國內僅有在地面使用的瞬變電磁儀，為了減少半空間電磁干擾，增加探測深度， 多采用高電壓(大于12V)，大電流(50A以上)的方式產生一次脈沖磁場，并且都采用普通 的單匝或者多芯編織的電纜制成的發射線圈和接收線圈，并且所述發射和接收線圈均為直 接裸露在空氣中，并不適合礦井下使用儀器的本質安全要求，市場迫切需要研發出能夠適 合礦井下作用使用的礦用瞬變電磁儀。
發明內容
本實用新型要解決的技術問題，在于提供一種能夠符合礦井下使用儀器的本質安 全要求、接收可靠性好、便于攜帶和移動的礦用瞬變電磁儀。
本實用新型是這樣實現的一種礦井用瞬變電磁儀，包括礦用瞬變電磁主機、發射 線圈和接收線圈，所述發射線圈和接收線圈分別與礦用瞬變電磁主機相連，并采用同樣長 度、同樣芯數的多芯電纜制成，所述多芯電纜的外部有絕緣護套。 所述發射線圈和接收線圈用固定塊緊密固定在一起。 所述發射線圈和接收線圈圍成四方形，所述固定塊為對稱地分布在四方形兩個側 邊的端部。 所述接收線圈和發射線圈的匝數比為2 : 1。 所述接收線圈采用芯芯串接，組成多匝線圈。 所述發射線圈采用2芯并聯后再串接，組成多匝線圈。 所述礦用瞬變電磁主機由不共地的兩組直流電源、MCU、內存、USB接口、液晶顯示 電路、光耦、發射電路和接收電路組成，接收電路、內存、液晶顯示電路、光耦、USB接口分別 與MCU相連接，其中一組直流電源為MCU供電，另一組電源為發射電路供電，光耦用于隔離 發射電路和接收電路，發射電路和接收電路分別與發射線圈與接收線圈相連接。[0011] 本實用新型的優點在于 1、本實用新型的礦用瞬變電磁儀的發射線圈和接收線圈采用外部有絕緣護套的 多芯電纜制作，具備防水功能，適合礦井用。 2、本實用新型的礦用瞬變電磁儀的發射線圈采用2芯并聯后再串接，組成多匝線 圈，接收線圈采用芯芯串接，組成多匝線圈，因此發射線圈與接收線圈的匝數比為1 : 2，可 以保證磁場的發射強度。 3、本實用新型的礦用瞬變電磁儀的發射線圈和接收線圈通過固定塊緊密固定在 一起，可以保證瞬變二次場接收的可靠性。
下面參照附圖結合實施例對本實用新型作進一步的說明。 圖1是本實用新型的瞬變電磁儀的總體系統結構示意圖。 圖2是本實用新型的瞬變電磁儀的發射線圈和接收線圈的結構示意圖。 圖3是本實用新型的瞬變電磁儀的發射線圈的結構示意圖。 圖4是本實用新型的瞬變電磁儀的發射線圈的連接方式的示意圖。 圖5是本實用新型的瞬變電磁儀的接收線圈的結構示意圖。 圖6是本實用新型的瞬變電磁儀的接收線圈的連接方式的示意圖。
具體實施方式
請參閱圖l，是本實用新型的礦用瞬變電磁儀的總體系統結構示意圖。 一種礦用 瞬變電磁儀，包括礦用瞬變電磁主機1、發射線圈2和接收線圈3，所述礦用瞬變電磁主機1 由不共地的兩組直流電源、MCU、內存、USB接口、液晶顯示電路、光耦、發射電路和接收電路 組成，接收電路、內存、液晶顯示電路、USB接口、光耦分別與MCU相連接，其中一組直流電源 為MCU供電，另一組電源為發射電路供電，光耦用于隔離發射電路和接受電路，發射電路和 接收電路分別與發射線圈與接收線圈相連接。 請參閱圖2，所述發射線圈2和接收線圈3采用同樣長度、同樣芯數的多芯電纜制 成，所述多芯電纜的外部有絕緣護套，所述發射線圈和接收線圈用固定塊4緊密固定在一 起。所述發射線圈2和接收線圈3圍成四方形，所述固定塊4為對稱地分布在四方形兩個 側邊的端部。 請同時參閱圖3至6，為了保證磁場的發射強度，所述接收線圈采用芯芯串接，組 成多匝線圈；所述發射線圈采用2芯并聯后再串接，組成多匝線圈，使接收線圈和發射線圈 的匝數比為2 : 1。 使用時，礦用瞬變電磁主機1通過發射線圈2向探測介質(礦層或圍巖)發射一
次脈沖磁場，當發射線圈1中的電流突然斷開后，被探測介質會激勵起二次渦流場返回，由
接收線圈3接收感應二次渦流場，礦用瞬變電磁主機再把所接收的微弱二次渦流場，通過
專業算法轉換成視電阻率等數據，并將數據存儲在儀器內存中，再把通過USB接口把測量
數據傳輸到計算機中，然后在計算機上通過專用軟件進行資料的處理和分析。 正常情況下，若地質層位穩定、不受富水區域和含導水構造的影響，則視電阻率值
將不會有明顯的異常，反之，若地質層存在富水區域和含、導水構造，電性分布規律被打破，就會出現視電阻率值減小等特點的異常區。通過專業算法，就可以直觀地確定出富水區域 的賦存深度及位置。 由于礦井下存在粉塵、瓦斯等不安全因素，國家對礦井用電子儀器本質安全有嚴 格的要求，本實用新型專利采用發射一次脈沖磁場，高精度、低噪聲接收感應二次渦流場， 實現了礦井下安全瞬變電磁探測，并通過安標國家礦用產品安全標志中心制定檢測機構的 檢測，取得礦用產品安全標志證書，非常適合礦井下的探測作業。
權利要求一種礦用瞬變電磁儀，包括礦用瞬變電磁主機、發射線圈和接收線圈，所述發射線圈和接收線圈分別與礦用瞬變電磁主機相連，并采用同樣長度、同樣芯數的多芯電纜制成，其特征在于所述多芯電纜的外部有絕緣護套。
2. 根據權利要求1所述的礦用瞬變電磁儀，其特征在于所述發射線圈和接收線圈用 固定塊緊密固定在一起。
3. 根據權利要求2所述的礦用瞬變電磁儀，其特征在于所述發射線圈和接收線圈圍 成四方形，所述固定塊為對稱地分布在四方形兩個側邊的端部。
4. 根據權利要求1所述的礦用瞬變電磁儀，其特征在于所述接收線圈和發射線圈的 匝數比為2 : 1。
5. 根據權利要求l所述的礦用瞬變電磁儀，其特征在于所述接收線圈采用芯芯串接， 組成多匝線圈。
6. 根據權利要求1所述的礦用瞬變電磁儀，其特征在于所述發射線圈采用2芯并聯 后再串接，組成多匝線圈。
7. 根據權利要求1所述的礦用瞬變電磁儀，其特征在于所述礦用瞬變電磁主機由不共地的兩組直流電源、MCU、內存、USB接口 、液晶顯示電路、光耦、發射電路和接收電路組成， 接收電路、內存、液晶顯示電路、光耦、USB接口分別與MCU相連接，其中一組直流電源為MCU 供電，另一組電源為發射電路供電，光耦用于隔離發射電路和接收電路，發射電路和接收電 路分別與發射線圈與接收線圈相連接。
專利摘要本實用新型涉及礦用地質探測儀器，特別涉及一種礦用瞬變電磁儀，包括礦用瞬變電磁主機、發射線圈和接收線圈，所述發射線圈和接收線圈分別與礦用瞬變電磁主機相連，并采用同樣長度、同樣芯數的多芯電纜制成，所述多芯電纜的外部有絕緣護套。本實用新型具備防水功能，適合礦井用，且發射線圈與接收線圈的匝數比為1∶2，可以保證磁場的發射強度，發射線圈和接收線圈通過固定塊緊密固定在一起，可以保證瞬變二次場接收的可靠性。
文檔編號G01V3/10GK201548701SQ200920181638
公開日2010年8月11日 申請日期2009年12月9日 優先權日2009年12月9日
發明者李培根, 林曉, 陳慧萍 申請人:福州華虹智能科技開發有限公司