一种用于安全监测类的电磁法预警系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于安全监测类的电磁法预警系统及方法，所述系统包括发射机、发射线圈、接收机、接收探头和带有监控处理模块的上位机，所述发射机与所述发射线圈相连，所述接收机包括一个主接收机和n(n≥1)个从接收机，所述主接收机与所述发射机相连，n个所述从接收机分别配设有一个所述接收探头，所述发射机、主接收机和n个从接收机上均设有以太网接口，所述发射机、主接收机和n个从接收机上对应的以太网接口分别通过交换机与所述上位机相连。本发明专利技术一种用于安全监测类的电磁法预警系统采用多个从接收机，可以实现多点监测，提高测量效率，监测的数据可以实时传给上位机进行处理，达到预警的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及地质勘探设备及方法，具体的涉及一种用于安全监测类的电磁法预警系统及方法。
技术介绍
瞬变电磁法属于一种地球物理勘探方法，该方法是利用一种不接地发射线框或接地线源，向地下发射一次脉冲磁场，在一次脉冲磁场的间隙期间，利用接收线框或接地电极观测二次涡流场的方法，主要用于工程勘探，金属矿山和非金属矿山等领域。瞬变电磁法设备是用来实时采集矿井工作面的突水异常数据并实施监测，可以降低矿井安全隐患，国外现有技术状况通常为采用小电流大线框的工作方式，而国内随着技术的创新，也逐渐开始应用小线框大电流法。测量方法上均为逐点测量、单线分析等数据采集和处理。对于相关设备的结构方面，目前主要是供电电源连接发射装置，发射装置连接发射线圈，接收线圈连接主机采集装置，采集数据传输到工控机，工控机通过一定的软件对数据进行处理，并输出勘探结果，基本为一体机结构。针对这样的工作方式及设备结构，现有的产品存在如下缺点：a、单次测量风险高：由于井下生产的要求，现有同类产品的施工均是在巷道采掘一定距离之后进行探测，通常为50-70米之间。这样对于采掘过程中的安全隐患无法进行探测，而煤矿中安全事故通常是在采掘过程中出现。b、定点测量效率低：针对目前同类产品在施工过程中均是在指定的探测地点进行探测，并且采用逐点测量的方式。通常煤矿掘进头单次测量需要半天的时间，工作面的测量需要的时间更长。极大的影响了煤矿的正常生产<br>要求，工作效率低下。c、无法实时测量：由于煤矿井下实时进行采掘，采掘过程中随时会引起围岩应力的变化和构造变形，因此水害会实时出现。针对这样的实时危险源探测，目前没有瞬变类型的设备可以探测。同时对于实时采集的数据如何进行实时的处理也是目前的难题。d、无法达到预警功能：目前市场上的同类产品中均是采用单次定点测量方式，下次测量距离本次测量存在较长的时间间隔，无法对于异常的排查实现实时监测和预警的能力。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种用于安全监测类的电磁法预警系统及方法，其单次测量风险低，定点测量效率高，可以实现实时测量和预警的目的。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种用于安全监测类的电磁法预警系统，包括发射机、发射线圈、接收机、接收探头和带有监控处理模块的上位机，所述发射机与所述发射线圈相连，所述接收机包括一个主接收机和n(n≥1)个从接收机，所述主接收机与所述发射机相连，n个所述从接收机分别配设有一个所述接收探头，在进行数据采集时，n个所述接收探头按照陈列式分布在所述发射线圈内，所述发射机、主接收机和n个从接收机上均设有以太网接口，所述发射机、主接收机和n个从接收机上对应的以太网接口分别通过交换机与所述上位机相连，所述发射机，其用于向发射线圈提供发射电流；所述发射线圈，其用于将发射电流转化为磁场信号；所述接收探头，其用于将磁场信号转化为电压信号；所述主接收机，其用于实时监控所述发射机的发射电流，还用于采集并存储所述发射机的发射电流；所述从接收机，其用于根据所述上位机发出的采集指令控制所述发射机的发射电流的方向，还用于根据上位机的采集指令控制主接收机对发射机的发射电流进行监控和采集，还用于根据上位机的采集指令采集接收探头两端的电压；所述上位机，其用于对所述主接收机和从接收机进行初始化，并向所述从接收机发送“采集指令”，向所述主接收机发送“发送指令”，还用于接收所述主接收机采集的发射电流，以及从接收机采集的电压，并对发射电流和探头两端电压进行实时处理，绘制地表内部结构图。本专利技术的有益效果是：本专利技术一种用于安全监测类的电磁法预警系统采用多个从接收机，可以实现多点监测，提高测量效率，监测的数据可以实时传给上位机进行处理，达到预警的目的。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。进一步，还包括电源模块，所述电源模块包括供电电源、发射电源和适配器，所述供电电源设有两个，分别为第一供电电源和第二供电电源，所述适配器设有两个，分别为第一适配器和第二适配器，所述第一供电电源的输入端和发射电源的输入端通过第一适配器与巷道市电连接，所述第二供电电源的输入端通过所述第二适配器与巷道市电连接，所述发射电源的输出端与所述发射机相连，并为所述发射机提供发射电源，所述第一供电电源的输出端和第二供电电源的输出端均分别与所述发射机、主接收机和n个从接收机相连，并为所述发射机、主接收机和n个从接收机提供工作电源。进一步，所述上位机发出的“采集指令”包括“正向采集指令”和“负向采集指令”，所述从接收机根据“正向采集指令”向所述发射机和主接收机发送正向PWM波，所述发射机根据正向PWM波发射正向发射电流，所述主接收机根据正向PWM波对发射机发射的正向发射电流进行采集并存储，所述从接收机根据“负向采集指令”向所述发射机和主接收机发送负向PWM波，所述发射机根据负向PWM波发射负向发射电流，所述主接收机根据负向PWM波对发射机发射的负向发射电流进行采集并存储。进一步，所述从接收机根据“正向采集指令”采集所述接收探头两端的正向电压，并上传至上位机，所述从接收机根据“负向采集指令”采集所述接收探头两端的负向电压，并上传至上位机。进一步，所述“发送指令”包括“正向发送指令”和“负向发送指令”，所述主接收机根据“正向发送指令”将采集并存储的正向发射电流上传至上位机，所述主接收机根据“负向发送指令”将采集并存储的负向发射电流上传至上位机。进一步，所述从接收机每回在采集电压时采集2次，分别采集正向电压和负向电压，每次采集5个通道，所述主接收机每回在采集发射电流时采集2次，分别采集正向发射电流和负向发射电流，每次采集3个通道，所述上位机控制主接收机和一台从接收机采集数据结束后再控制主接收机和下一台从接收机采集数据，依次循环执行。进一步，所述主接收机与所述发射机集成为一体机，所述发射机由多块发射板叠加构成，所述发射线圈由多个子发射线圈叠放成一股构成，所述子发射线圈的个数与所述发射板的个数相同，多个发射板分别对应与多个子发射线圈相连。进一步，所述发射板设有3块，所述子发射线圈设有3个，所述发射机的发射电流为2A。采用上述进一步方案的有益效果是：采用3块发射板叠加发射，可以最优的增强发射一次电磁场，采用小功率的发射机，发射电流只有2A，能达到防爆的要求。根据上述一种用于安全监测类的电磁法预警系统，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于安全监测类的电磁法预警系统，其特征在于：包括发射机、发射线圈、接收机、接收探头和带有监控处理模块的上位机，所述发射机与所述发射线圈相连，所述接收机包括一个主接收机和n(n≥1)个从接收机，所述主接收机与所述发射机相连，n个所述从接收机分别配设有一个所述接收探头，在进行数据采集时，n个所述接收探头按照陈列式分布在所述发射线圈内，所述发射机、主接收机和n个从接收机上均设有以太网接口，所述发射机、主接收机和n个从接收机上对应的以太网接口分别通过交换机与所述上位机相连，所述发射机，其用于向发射线圈提供发射电流；所述发射线圈，其用于将发射电流转化为磁场信号；所述接收探头，其用于将磁场信号转化为电压信号；所述主接收机，其用于实时监控所述发射机的发射电流，还用于采集并存储所述发射机的发射电流；所述从接收机，其用于根据所述上位机发出的采集指令控制所述发射机的发射电流的方向，还用于根据上位机的采集指令控制主接收机对发射机的发射电流进行监控和采集，还用于根据上位机的采集指令采集接收探头两端的电压；所述上位机，其用于对所述主接收机和从接收机进行初始化，并向所述从接收机发送“采集指令”，向所述主接收机发送“发送指令”，还用于接收所述主接收机采集的发射电流以及从接收机采集的探头两端电压，并对发射电流和探头两端电压进行实时处理，绘制地表内部结构图。...

【技术特征摘要】
1.一种用于安全监测类的电磁法预警系统，其特征在于：包括发射机、
发射线圈、接收机、接收探头和带有监控处理模块的上位机，所述发射机与
所述发射线圈相连，所述接收机包括一个主接收机和n(n≥1)个从接收机，
所述主接收机与所述发射机相连，n个所述从接收机分别配设有一个所述接
收探头，在进行数据采集时，n个所述接收探头按照陈列式分布在所述发射
线圈内，所述发射机、主接收机和n个从接收机上均设有以太网接口，所述
发射机、主接收机和n个从接收机上对应的以太网接口分别通过交换机与所
述上位机相连，
所述发射机，其用于向发射线圈提供发射电流；
所述发射线圈，其用于将发射电流转化为磁场信号；
所述接收探头，其用于将磁场信号转化为电压信号；
所述主接收机，其用于实时监控所述发射机的发射电流，还用于采集并
存储所述发射机的发射电流；
所述从接收机，其用于根据所述上位机发出的采集指令控制所述发射机
的发射电流的方向，还用于根据上位机的采集指令控制主接收机对发射机的
发射电流进行监控和采集，还用于根据上位机的采集指令采集接收探头两端
的电压；
所述上位机，其用于对所述主接收机和从接收机进行初始化，并向所述
从接收机发送“采集指令”，向所述主接收机发送“发送指令”，还用于接
收所述主接收机采集的发射电流以及从接收机采集的探头两端电压，并对发
射电流和探头两端电压进行实时处理，绘制地表内部结构图。
2.根据权利要求1所述的一种用于安全监测类的电磁法预警系统，其
特征在于：还包括电源模块，所述电源模块包括供电电源、发射电源和适配

\t器，所述供电电源设有两个，分别为第一供电电源和第二供电电源，所述适
配器设有两个，分别为第一适配器和第二适配器，所述第一供电电源的输入
端和发射电源的输入端通过第一适配器与巷道市电连接，所述第二供电电源
的输入端通过所述第二适配器与巷道市电连接，所述发射电源的输出端与所
述发射机相连，并为所述发射机提供发射电源，所述第一供电电源的输出端
和第二供电电源的输出端均分别与所述发射机、主接收机和n个从接收机相
连，并为所述发射机、主接收机和n个从接收机提供工作电源。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于安全监测类的电磁法预警系统，
其特征在于：所述上位机发出的“采集指令”包括“正向采集指令”和“负
向采集指令”，所述从接收机根据“正向采集指令”向所述发射机和主接收
机发送正向PWM波，所述发射机根据正向PWM波发射正向发射电流，所述主
接收机根据正向PWM波对发射机发射的正向发射电流进行采集并存储，所述
从接收机根据“负向采集指令”向所述发射机和主接收机发送负向PWM波，
所述发射机根据负向PWM波发射负向发射电流，所述主接收机根据负向PWM
波对发射机发射的负向发射电流进行采集并存储。
4.根据权利要求3所述的一种用于安全监测类的电磁法预警系统，其特
征在于：所述从接收机根据“正向采集指令”采集所述接收探头两端的正向
电压，并上传至上位机，所述从接收机根据“负向采集指令”采集所述接收
探头两端的负向电压，并上传至上位机。
5.根据权利要求4所述的一种用于安全监测类的电磁法预警系统，其特
征在于：所述“发送指令”包括“正向发送指令”和“负向发送指令”，所
述主接收机根据“正向发送指令”将采集并存储的正向发射电流上传至上位
机，所述主接收机根据“负向发送指令”将采集并存储的负向发射电流上传
至上位机。
6.根据权利要求5所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁庆九，
申请(专利权)人：武汉地大华睿地学技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42