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煤矿井下直流电法-瞬变电磁综合探测仪及综合探测方法与流程

2022-12-09 23:46:08 来源:中国专利 TAG:


1.本发明属于矿井物探设备领域,涉及一种探测仪,具体是一种煤矿井下直流电法-瞬变电磁综合探测仪及综合探测方法。


背景技术:

2.地下隐伏地质体对各种煤矿具有较大的威胁,特别是一些小范围的,常常会导致路面的塌陷,对人民的生命财产构成严重威胁,如何查明这种小范围的精细要求的煤矿井下隐伏地质体极其重要。针对此类问题,目前的探查方法是地球物理方法和钻探法,钻探对于局部点位的地质情况揭露较为准确,但对于连续区域的地质情况难以揭露,钻孔之外的隐患分布情况难以确定,通过钻探能够揭露到的地质隐患十分有限。
3.地球物理探查是根据地质体与周围介质的物性差异如电阻率、极化率、介电常数、弹性波速度等,利用专用的仪器,通过天然场源或激发人工场源进行观测。
4.瞬变电法和直流电法是解决上述问题的常用技术方法。瞬变电磁法检测的是地质体的电磁特征信号,所以容易受到外界电磁场的干扰。直流电法检测的是地质体的电流特征信号,所以受到地形条件的影响,影响探测范围。
5.因此,需要采用综合探测方法进行地质体的精细探测,综合探测方法是指分别用瞬变电磁仪和直流电法仪进行数据采集,分别对所采集的数据进行反演,圈定异常区后,成图作对比核实。


技术实现要素:

6.针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于,提供一种煤矿井下直流电法-瞬变电磁综合探测仪及综合探测方法,解决现有技术中探测仪对地层构造不敏感进而导致探测结果不准确的技术问题。
7.为了解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案予以实现:
8.一种煤矿井下直流电法-瞬变电磁综合探测仪,包括发射机和接收机,所述的发射机包括发射波形产生电路、发射信号控制电路、发射线圈和发射供电装置,接收机包括接收信号调理电路、接收信号ad转换电路、接收线圈和接收电压装置;其中,发射线圈和发射供电装置的输出端分别与发射波形产生电路的输入端相连,发射波形产生电路的输出端与发射信号控制电路的输入端相连;发射信号控制电路的输出端与接收线圈和接收电压装置的输入端均相连,接收线圈和接收电压装置的输出端分别与接收信号调理电路的输入端相连,接收信号调理电路的输出端与接收信号ad转换电路的输入端相连。
9.本发明还包括以下技术特征:
10.所述的发射波形产生电路包括电容c1-2、电容c2-2、电容c3-2、电容c4-2、电容c5-2、电容c6-2、电容c7-2、电容c8-2、电阻r1-2、电阻r2-2、电阻r3-2、电阻r4-2、电阻r5-2、电阻r6-2、电阻r7-2、电阻r8-2、电阻r9-2、电阻r10-2、电阻r11-2、电阻r12-2、电阻r13-2、运算放大器ic1-2、运算放大器ic2-2、三极管q1-2、集成电路u1-2、电源vdd、电源v1-2,集成电
路u1-2的型号为ad9983brmz,其中,电阻r1-2第一端与发射线圈连接,电阻r1-2第二端与电容c1-2第一端连接,电容c1-2第二端与电阻r2-2第一端连接,电阻r2-2第二端与电容c3-2第一端连接,电容c3-2第二端与运算放大器ic1-2输出端连接;电容c2-2第一端与发射供电装置的输入端连接,电容c2-2第二端与电阻r3-2第一端和电阻r4-2第一端共同连接,电阻r3-2第二端与运算放大器ic1-2输入正极连接,电阻r4-2第二端与电容c2-2第二端和电阻r3-2第一端均连接,电阻r5-2第一端与电阻r4-2第二端和运算放大器ic1-2输入负极共同连接,电阻r5-2第二端与电容c2-2第一端和发射供电装置的输入端共同连接;集成电路u1-2中的管脚6与运算放大器ic1-2输出端和电容c3-2第二端共同连接,电源vdd与集成电路u1-2管脚1、集成电路u1-2管脚2和电阻r7-2第一端共同连接;集成电路u1-2管脚3与电容c4-2第一端和电阻r6-2第一端共同连接,电容c4-2第二端与三极管q1-2基极相连,三极管q1-2集电极与电阻r7-2第二端连接;集成电路u1-2管脚4与电源v3-2连接,集成电路u1-2管脚5与电容c5-2第一端连接,电容c5-2第二端接地;电阻r6-2第二端与集成电路u1-2管脚4和电源v3-2共同连接,三极管q1-2发射极与电阻r12-2第一端、电阻r8-2第一端和电阻r9-2第一端共同连接,电阻r12-2第二端与电源v1-2连接,电阻r8-2第二端电阻与电容c6-2第一端和发射线圈共同连接,r9-2第二端与电阻r13-2第一端、运算放大器ic2-2输出端和电容c8-2第一端共同连接,电阻r13-2第二端作为发射波形产生电路的输出端与发射信号控制电路的输入端连接,电容c8-2第二端与运算放大器ic2-2输入负极和发射供电装置连接共同连接,运算放大器ic2-2输入正极与电阻r10-2第一端连接,电阻r10-2第二端与电容c7-2第一端连接,电容c7-2第二端与电阻r11-2第一端和电容c6-2第二端共同连接,电阻r11-2第二端与发射供电装置连接;运算放大器ic2-2输入正极还与电容c6-2第一端和发射线圈共同连接。
11.所述的发射信号控制电路包括电容c1-3、电容c2-3、电容c3-3、电容c4-3、电容c5-3、电容c6-3、电容c7-3、可调电阻r1-3、电阻r2-3、电阻r3-3、电阻r4-3、电阻r5-3、电阻r6-3、电阻r7-3、二极管d1-3、二极管d2-3、运算放大器ic1-3、运算放大器ic2-3、运算放大器ic3-3、集成电路u1-3、电源v1-3,集成电路u1-3的型号为ad8361armz,其中,可调电阻r1-3一端与电容c2-3一端连接,电容c2-3第二端与电阻r2-3一端连接,电阻r2-3第二端与二极管d1-3负极连接,二极管d1-3正极与电容c4-3一端和电阻r6-3一端共同连接,电容c4-3第二端作为发射信号控制电路的输入端与发射波形产生电路的输出端电阻r13-2第二端连接,电阻r6-3第二端与集成电路u1-3的管脚ta连接;可调电阻r1-3第二端与电阻r3-3一端连接,电阻r3-3第二端与电容c1-3一端连接,电容c1-3第二端与集成电路u1-3的管脚d、集成电路u1-3的管脚vcc、电源v3-3和电阻r4-3一端共同连接,电阻r4-3第二端与电源v1-3连接;电阻r5-3一端与可调电阻r1-3第三端连接,电阻r5-3第二端与二极管d2-3正极连接,二极管d2-3负极与集成电路u1-3的管脚tb连接;集成电路u1-3的管脚b与电容c3-3一端连接,电容c3-3第二端与可调电阻r1-3第三端连接;集成电路u1-3的管脚gnd与电阻r7-3一端连接,电阻r7-3第二端与发射波形产生电路的输出端连接,集成电路u1-3的管脚c与电容c5-3一端连接,电容c5-3第二端与发射波形产生电路的输出端均连接;集成电路u1-3的管脚v2与运算方法器ic1-3一端连接,运算方法器ic1-3第二端与运算方法器ic2-3输入正极连接,集成电路u1-3的管脚v1与电容c6-3一端连接,电容c6-3第二端与运算方法器ic3-3输入负极连接,运算方法器ic2-3输入负极与运算方法器ic3-3输入正极连接,运算方法器ic2-3输
瞬变电磁综合探测仪,具体包括以下步骤:
15.步骤一,将煤矿井下直流电法-瞬变电磁综合探测仪切换到直流电法,用外部电极给大地供电,得到直流电法发射信号,直流电法发射信号通过发射波形产生电路,将直流电法发射信号传输至发射信号控制电路,发射信号控制电路将直流电法发射信号传输至接收电压装置,接收电压装置接收到直流电法接收信号,接收电压装置将直流电法发射信号与直流电法接收信号传输至接收信号调理电路,接收信号调理电路将接收到的直流电法发射信号与直流电法接收信号分别进行放大及整流调理,并将调理后的直流电法发射信号与直流电法接收信号传输至接收信号ad转换电路,接收信号ad转换电路对调理后直流电法发射信号与直流电法接收信号进行ad转换,转换后得到可以进行数据处理的直流电法数据;
16.所述的直流电法数据包括直流电法发射数据和直流电法接收数据;
17.步骤二,将步骤一得到的直流电法数据,用直流电法方法反演得出地层实际视电阻率,并反演计算出直流电法深度-视电阻率数据;
18.步骤三,用直流电法深度-视电阻率数据绘制直流电法视电阻率等值线图;
19.步骤四,将煤矿井下直流电法-瞬变电磁综合探测仪切换到瞬变电磁法,发射线圈向地质体发射瞬变电磁一次场,瞬变电磁一次场通过发射波形产生电路,将瞬变电磁一次场信号传输至发射信号控制电路,发射信号控制电路将瞬变电磁一次场信号传输至接收线圈,接收线圈接收到瞬变电磁二次场信号,接收线圈将瞬变电磁一次场信号与瞬变电磁二次场信号传输至接收信号调理电路,接收信号调理电路将接收到的瞬变电磁一次场信号与瞬变电磁二次场信号进行放大及整流调理,并将调理后的瞬变电磁一次场信号与瞬变电磁二次场信号传输至接收信号ad转换电路,接收信号ad转换电路对调理后瞬变电磁一次场信号与瞬变电磁二次场信号进行ad转换,转换后得到可以进行数据处理的瞬变电磁接收数据;
20.步骤五,利用步骤四得到的瞬变电磁接收数据,按瞬变电磁法的算法计算出视电阻率值,对瞬变电磁数据进行深度反演计算,得到瞬变电磁视电阻率-视深度数据;
21.步骤六,利用视电阻率-视深度数据绘制瞬变电磁视电阻率等值线图;
22.步骤七,将步骤三得到的直流电法视电阻率等值线图作为基图,图中反应的是不同深度范围的低阻体位置及区域,将步骤六得到的瞬变电磁视电阻率等值线图作为对比图,将二者进行叠加,将二者图中同时存在低阻异常区的划定为确定异常区,只有其中一者存在低阻异常区则划定为待定异常区,其他区域则划定为正常区;
23.步骤八,判断步骤七中处理结果是否存在确定异常区,若存在则说明融合处理成功,进入步骤九,若不存在则说明融合处理失败,返回至步骤一;
24.步骤九,绘制直流电法-瞬变电磁探测综合成果图。
25.本发明与现有技术相比,有益的技术效果是:
26.(ⅰ)本发明的综合探测仪综合了瞬变电磁探测方式与直流电法探测方式,其中发射波形产生电路可分别产生瞬变电磁场信号和直流电法的电流信号,接收信号调理电路可调理瞬变电磁场的二次场信号和直流电法的电流信号,接收信号ad转换电路可分别将瞬变电磁场信号和直流电法信号进行ad转换,这样的设计将两种不同信号进行了采集,并可以通过不同信号的处理进行数据的综合分析,具备直流电法和瞬变电磁法的功能,检波器通过按某种极距的装置形式沿测线同步进行直流电法数据和瞬变电磁数据采集,对所采集的
直流电法数据和瞬变电磁数据进行综合反演解释,解决了现有技术中探测仪对地层构造不敏感进而导致探测结果不准确的技术问题。
27.(ⅱ)本发明的探测方法通过对所采集的直流电法数据和瞬变电磁数据进行联合反演,利用直流电法的数据按直流电法的算法计算出视电阻率,计算出地质体沿测线方向的空间电阻率变化;利用瞬变电磁法探测地质体的视电阻率,按照实际地质体地形对数据进行地形校正;通过数据反演,形成完整的二维数据体,解决与深度有关的地质问题,解决了现有技术中探测仪对地层构造不敏感进而导致探测结果不准确的技术问题。
附图说明
28.图1是本发明的煤矿井下直流电法-瞬变电磁综合探测仪装置结构图;
29.图2是本发明中的发射波形产生电路示意图;
30.图3是本发明中的发射控制电路示意图;
31.图4是本发明中的接收信号调理电路示意图;
32.图5是本发明中的接收信号ad转换电路示意图;
33.图6是本发明中的瞬变电磁发射-接收线圈示意图;
34.图7是本发明中的综合探测流程图。
35.以下结合实施例对本发明的具体内容作进一步详细解释说明。
具体实施方式
36.需要说明的是,本发明中的所有零部件,在没有特殊说明的情况下,均采用本领域已知的零部件。
37.以下给出本发明的具体实施例,需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例,凡在本技术技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。
38.本发明给出了一种煤矿井下直流电法-瞬变电磁综合探测仪,如图1所示,包括发射机和接收机,发射机包括发射波形产生电路、发射信号控制电路、发射线圈和发射供电装置,接收机包括接收信号调理电路、接收信号ad转换电路、接收线圈和接收电压装置;其中,发射线圈和发射供电装置的输出端分别与发射波形产生电路的输入端相连,发射波形产生电路的输出端与发射信号控制电路的输入端相连;发射信号控制电路的输出端与接收线圈和接收电压装置的输入端均相连,接收线圈和接收电压装置的输出端分别与接收信号调理电路的输入端相连,接收信号调理电路的输出端与接收信号ad转换电路的输入端相连。
39.上述技术方案中,本发明的综合探测仪综合了瞬变电磁探测方式与直流电法探测方式,其中发射波形产生电路可分别产生瞬变电磁场信号和直流电法的电流信号,接收信号调理电路可调理瞬变电磁场的二次场信号和直流电法的电流信号,接收信号ad转换电路可分别将瞬变电磁场信号和直流电法信号进行ad转换,这样的设计将两种不同信号进行了采集,并可以通过不同信号的处理进行数据的综合分析。
40.本发明的综合探测仪具备直流电法和瞬变电磁法的功能,检波器通过按某种极距的装置形式沿测线同步进行直流电法数据和瞬变电磁数据采集,对所采集的直流电法数据和瞬变电磁数据进行综合反演解释,解决了现有技术中探测仪对地层构造不敏感进而导致探测结果不准确的技术问题。
41.如图6所示,发射线圈和接收线圈均是通过接插件与对应电路进行连接,发射线圈和接收线圈的作用分别是是发射一次电磁场信号和接收瞬变电磁二次电磁场信号。
42.具体的,发射波形产生电路,如图2所示,用于提供发射瞬变电磁场矩形波,发射波形产生电路包括电容c1-2、电容c2-2、电容c3-2、电容c4-2、电容c5-2、电容c6-2、电容c7-2、电容c8-2、电阻r1-2、电阻r2-2、电阻r3-2、电阻r4-2、电阻r5-2、电阻r6-2、电阻r7-2、电阻r8-2、电阻r9-2、电阻r10-2、电阻r11-2、电阻r12-2、电阻r13-2、运算放大器ic1-2、运算放大器ic2-2、三极管q1-2、集成电路u1-2、电源vdd、电源v1-2,集成电路u1-2的型号为ad9983brmz,其中,电阻r1-2第一端与发射线圈连接,电阻r1-2第二端与电容c1-2第一端连接,电容c1-2第二端与电阻r2-2第一端连接,电阻r2-2第二端与电容c3-2第一端连接,电容c3-2第二端与运算放大器ic1-2输出端连接;电容c2-2第一端与发射供电装置的输入端连接,电容c2-2第二端与电阻r3-2第一端和电阻r4-2第一端共同连接,电阻r3-2第二端与运算放大器ic1-2输入正极连接,电阻r4-2第二端与电容c2-2第二端和电阻r3-2第一端均连接,电阻r5-2第一端与电阻r4-2第二端和运算放大器ic1-2输入负极共同连接,电阻r5-2第二端与电容c2-2第一端和发射供电装置的输入端共同连接;集成电路u1-2中的管脚6与运算放大器ic1-2输出端和电容c3-2第二端共同连接,电源vdd与集成电路u1-2管脚1、集成电路u1-2管脚2和电阻r7-2第一端共同连接;集成电路u1-2管脚3与电容c4-2第一端和电阻r6-2第一端共同连接,电容c4-2第二端与三极管q1-2基极相连,三极管q1-2集电极与电阻r7-2第二端连接;集成电路u1-2管脚4与电源v3-2连接,集成电路u1-2管脚5与电容c5-2第一端连接,电容c5-2第二端接地;电阻r6-2第二端与集成电路u1-2管脚4和电源v3-2共同连接,三极管q1-2发射极与电阻r12-2第一端、电阻r8-2第一端和电阻r9-2第一端共同连接,电阻r12-2第二端与电源v1-2连接,电阻r8-2第二端电阻与电容c6-2第一端和发射线圈共同连接,r9-2第二端与电阻r13-2第一端、运算放大器ic2-2输出端和电容c8-2第一端共同连接,电阻r13-2第二端作为发射波形产生电路的输出端与发射信号控制电路的输入端连接,电容c8-2第二端与运算放大器ic2-2输入负极和发射供电装置连接共同连接,运算放大器ic2-2输入正极与电阻r10-2第一端连接,电阻r10-2第二端与电容c7-2第一端连接,电容c7-2第二端与电阻r11-2第一端和电容c6-2第二端共同连接,电阻r11-2第二端与发射供电装置连接;运算放大器ic2-2输入正极还与电容c6-2第一端和发射线圈共同连接。
43.上述技术方案中,发射波形产生电路能够产生两种不同类型的波形信号,即可以产生直流电信号,也可以产生瞬变电磁信号,与以往只能产生一种信号有更加进步的意义,实现了一种装置的多种用途,为实现后期数据综合分析处理的功能奠定了基础。发射波形产生电路中通过采用分路隔离采集方式,即不同的电路部分采集不同的信号,一部分电路采集瞬变电磁场信号,另一部分电路采集直流电法信号,采集到的两种不同的信号进入下一级电路,下一级电路采用共用电路,即将采集到的瞬变电磁场信号或直流电法信号分别采集后进入下一级电路进行进一步处理,处理完成后信号传输至发射信号控制电路。
44.具体的,发射信号控制电路,如图3所示,用于控制不同探测方式的切换,包括电容c1-3、电容c2-3、电容c3-3、电容c4-3、电容c5-3、电容c6-3、电容c7-3、可调电阻r1-3、电阻r2-3、电阻r3-3、电阻r4-3、电阻r5-3、电阻r6-3、电阻r7-3、二极管d1-3、二极管d2-3、运算放大器ic1-3、运算放大器ic2-3、运算放大器ic3-3、集成电路u1-3、电源v1-3,集成电路u1-3的型号为ad8361armz,其中,可调电阻r1-3一端与电容c2-3一端连接,电容c2-3第二端与
电阻r2-3一端连接,电阻r2-3第二端与二极管d1-3负极连接,二极管d1-3正极与电容c4-3一端和电阻r6-3一端共同连接,电容c4-3第二端作为发射信号控制电路的输入端与发射波形产生电路的输出端电阻r13-2第二端连接,电阻r6-3第二端与集成电路u1-3的管脚ta连接;可调电阻r1-3第二端与电阻r3-3一端连接,电阻r3-3第二端与电容c1-3一端连接,电容c1-3第二端与集成电路u1-3的管脚d、集成电路u1-3的管脚vcc、电源v3-3和电阻r4-3一端共同连接,电阻r4-3第二端与电源v1-3连接;电阻r5-3一端与可调电阻r1-3第三端连接,电阻r5-3第二端与二极管d2-3正极连接,二极管d2-3负极与集成电路u1-3的管脚tb连接;集成电路u1-3的管脚b与电容c3-3一端连接,电容c3-3第二端与可调电阻r1-3第三端连接;集成电路u1-3的管脚gnd与电阻r7-3一端连接,电阻r7-3第二端与发射波形产生电路的输出端连接,集成电路u1-3的管脚c与电容c5-3一端连接,电容c5-3第二端与发射波形产生电路的输出端均连接;集成电路u1-3的管脚v2与运算方法器ic1-3一端连接,运算方法器ic1-3第二端与运算方法器ic2-3输入正极连接,集成电路u1-3的管脚v1与电容c6-3一端连接,电容c6-3第二端与运算方法器ic3-3输入负极连接,运算方法器ic2-3输入负极与运算方法器ic3-3输入正极连接,运算方法器ic2-3输入正极还与运算方法器ic3-3输入负极连接;运算方法器ic2-3输出端与电容c7-3一端连接,电容c7-3第二端与运算方法器ic3-3输出端连接,运算方法器ic2-3第四端与接收线圈连接,运算方法器ic3-3第四端与接收电压装置连接。
45.上述技术方案中,发射信号控制电路采用集成电路,对发射波形产生电路发射的信号进行判断后,输出高低电平信号驱动后端设备进行工作状态切换,此种控制功能简单实用,可靠性高。发射信号控制电路对信号进行初步处理信号后输出,信号输出的方式是在不同的电路模块中以不同信号的类型分别输出,两种不同的信号供接收信号调理电路进行准确调理。
46.具体的,接收信号调理电路,如图4所示,用于将接收到的信号直流电法信号和瞬变电磁信号进行整流与放大,然后将整流与放大后的信号传输至接收信号ad转换电路,包括电容c1-4、电容c2-4、电阻r1-4、电阻r2-4、电阻r3-4、电阻r4-4、电阻r5-4、电阻r6-4、电阻r7-4、电阻r8-4、电阻r9-4、电阻r10-4、二极管d1-4、二极管d2-4、二极管d3-4、三极管q1-4、三极管q2-4、三极管q3-4、运算放大器ic1-4、运算放大器ic2-4、运算放大器ic3-4、运算放大器ic4-4、电源v1-4、输入电源 vin和输入电源-vin,其中,运算放大器ic1-4输入正极与输入电源 vin连接,运算放大器ic1-4输入负极与输入电源-vin连接,运算放大器ic1-4输出极与电阻r1-4一端连接,运算放大器ic1-4第四极与电源v1-4连接,运算放大器ic1-4第五极作为接收信号调理电路的一个输入端与接收线圈连接;电阻r1-4第二端与运算放大器ic2-4输入正极、电阻r4-4一端和电阻r5-4一端共同连接;运算放大器ic2-4输入负极与电阻r2-4一端和电阻r3-4一端共同连接,电阻r2-4第二端作为接收信号调理电路的另一个输入端与接收电压装置连接;电阻r3-4第二端与电阻r6-4一端和电容c1-4一端共同连接,电阻r6-4第二端与电容c1-4第二端、运算放大器ic2-4输出极、电阻r4-4第二端和运算放大器ic3-4输入负极共同连接,运算放大器ic3-4输出极与电阻r5-4第二端和电阻r10-4一端共同连接;运算放大器ic3-4输入正极与电阻r7-4一端连接,电阻r7-4第二端与电阻r8-4一端和运算放大器ic4-4输入正极共同连接,电阻r8-4第二端与电阻r9-4一端连接,电阻r9-4第二端与电容c2-4一端连接,电容c2-4第二端接地;运算放大器ic4-4输入负极与运算放大
器ic4-4输出极连接,二者的公共连接端作为接收信号调理电路的输出端与电阻r10-4第二端和接收信号ad转换电路的输入端共同连接。
47.上述技术方案中,接收信号调理电路具有放大、滤波、电平转换功能,接收信号调理电路中,信号进入接收信号调理电路后通过多次的放大与整流的调理,将接收的弱小信号进行了多次放大,转换成接收信号ad转换电路能够识别的标准信号,通过接收信号调理电路进行放大、滤波、电平转换,进行调理后的信号抑制和防止干扰的产生,提高了信号的信噪比。
48.具体的,接收信号ad转换电路,如图5所示,用于将接收信号调理电路输出的模拟信号转换为数字信号,包括电容c1-5、电容c2-5、电容c3-5、电容c4-5、电容c5-5、电容c6-5、电容c7-5、电容c8-5、电容c9-5、电阻r1-5、电阻r2-5、电阻r3-5、电阻r4-5、电阻r5-5、电阻r6-5、电阻r7-5、电阻r8-5、电阻r9-5、集成电路u1-5、电源vcc、电源vdd、二极管d1-5,集成电路u1-5的型号为ad7793,其中,接收信号调理电路的输出端与电阻r1-5一端连接,电阻r1-5第二端与电容c1-5连接,电容c1-5第二端与集成电路u1-5管脚 v和电容c2-5一端共同连接,电容c2-5第二端与电容c4-5一端连接,电容c4-5第二端与电阻r4-5一端连接,电阻r4-5第二端与二极管d1-5正极连接,二极管d1-5负极与电阻r7-5一端连接,电阻r7-5第二端与集成电路u1-5管脚input连接;集成电路u1-5管脚 v2与电容c6-5一端连接且接地,电容c6-5第二端与电阻r2-5一端连接,电阻r2-5第二端与集成电路u1-5管脚reset连接;集成电路u1-5管脚f1与电阻r3-5一端连接,电阻r3-5第二端与电容c7-5一端连接,电容c7-5第二端与电容c8-5一端和集成电路u1-5管脚nc共同连接,电容c8-5第二端接地;集成电路u1-5管脚-v与电容c3-5一端连接,电容c3-5第二端与电源vdd连接;集成电路u1-5管脚v1与电阻r9-5一端连接,电阻r9-5第二端与电源vcc连接;集成电路u1-5管脚reset1与可调电阻r5-5一端连接,可调电阻r5-5第二端与集成电路u1-5管脚reset2连接,可调电阻r5-5第三端与电容c5-5一端连接,电容c5-5第二端与集成电路u1-5管脚-v2连接;集成电路u1-5管脚dgnd与电容c9-5一端连接,电容c9-5第二端接地;集成电路u1-5管脚agnd与电阻r6-5一端连接,电阻r6-5第二端接地,集成电路u1-5管脚output与电阻r8-5一端连接,电阻r8-5第二端与电容c10-5一端连接,电容c10-5第二端与外部电路连接。
49.在上述技术方案中,接收信号ad转换电路中由于该电路中有数模转换集成电路,使得电路的分辨率较高,依靠集成电路的作用,即主要依靠ad转换芯片,并通过不同电阻、电容及电源组合的方式,将复杂的瞬变电磁场信号和直流电法信号分别进行ad转换,得到最终需要的信号,使得接收信号ad转换电路转换速度高,精度高,成本相对较低,功耗较低,输入带宽较低。
50.一种煤矿井下直流电法-瞬变电磁综合探测方法,如图7所示,包括以下步骤:
51.步骤一,将煤矿井下直流电法-瞬变电磁综合探测仪切换到直流电法,用外部电极给大地供电,得到直流电法发射信号,直流电法发射信号通过发射波形产生电路,将直流电法发射信号传输至发射信号控制电路,发射信号控制电路将直流电法发射信号传输至接收电压装置,接收电压装置接收到直流电法接收信号,接收电压装置将直流电法发射信号与直流电法接收信号传输至接收信号调理电路,接收信号调理电路将接收到的直流电法发射信号与直流电法接收信号分别进行放大及整流调理,并将调理后的直流电法发射信号与直流电法接收信号传输至接收信号ad转换电路,接收信号ad转换电路对调理后直流电法发射
信号与直流电法接收信号进行ad转换,转换后得到可以进行数据处理的直流电法数据;
52.直流电法数据包括直流电法发射数据和直流电法接收数据;
53.步骤二,将步骤一得到的直流电法数据,用直流电法方法反演得出地层实际视电阻率,并反演计算出直流电法深度-视电阻率数据;
54.步骤三,用直流电法深度-视电阻率数据绘制直流电法视电阻率等值线图;
55.步骤四,将煤矿井下直流电法-瞬变电磁综合探测仪切换到瞬变电磁法,发射线圈向地质体发射瞬变电磁一次场,瞬变电磁一次场通过发射波形产生电路,将瞬变电磁一次场信号传输至发射信号控制电路,发射信号控制电路将瞬变电磁一次场信号传输至接收线圈,接收线圈接收到瞬变电磁二次场信号,接收线圈将瞬变电磁一次场信号与瞬变电磁二次场信号传输至接收信号调理电路,接收信号调理电路将接收到的瞬变电磁一次场信号与瞬变电磁二次场信号进行放大及整流调理,并将调理后的瞬变电磁一次场信号与瞬变电磁二次场信号传输至接收信号ad转换电路,接收信号ad转换电路对调理后瞬变电磁一次场信号与瞬变电磁二次场信号进行ad转换,转换后得到可以进行数据处理的瞬变电磁接收数据;
56.步骤五,利用步骤四得到的瞬变电磁接收数据,按瞬变电磁法的算法计算出视电阻率值,对瞬变电磁数据进行深度反演计算,得到瞬变电磁视电阻率-视深度数据;
57.步骤六,利用视电阻率-视深度数据绘制瞬变电磁视电阻率等值线图;
58.步骤七,将步骤三得到的直流电法视电阻率等值线图作为基图,图中反应的是不同深度范围的低阻体位置及区域,将步骤六得到的瞬变电磁视电阻率等值线图作为对比图,将二者进行叠加,将二者图中同时存在低阻异常区的划定为确定异常区,只有其中一者存在低阻异常区则划定为待定异常区,其他区域则划定为正常区;
59.步骤八,判断步骤七中处理结果是否存在确定异常区,若存在则说明融合处理成功,进入步骤九,若不存在则说明融合处理失败,返回至步骤一;
60.步骤九,绘制直流电法-瞬变电磁探测综合成果图。
61.上述技术方案中,通过对所采集的直流电法数据和瞬变电磁数据进行联合反演,利用直流电法的数据按直流电法的算法计算出视电阻率,计算出地质体沿测线方向的空间电阻率变化;利用瞬变电磁法探测地质体的视电阻率,按照实际地质体地形对数据进行地形校正;通过数据反演,形成完整的二维数据体,解决与深度有关的地质问题,解决了现有技术中探测仪对地层构造不敏感进而导致探测结果不准确的技术问题。
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