直接供电的大功率直流激电测量系统技术方案

本发明专利技术公开了一种直接供电的大功率直流激电测量系统，它包括供电电源、发射机和与发射机相配合的接收机，供电电源与发射机的电源端相连，供电电源为基于电池的高压大功率电源，发射机为间歇发射式发射机。供电电源由多个可自动切除故障单元的电池模块串联而成，出现故障的单元会被自动切除出串联序列。供电电源包括一个直流高压供电电路，直流高压供电电路包括低压电池和隔离DC‑DC升压模块，低压电池通过隔离DC‑DC升压模块与发射机的电源端相连。发射机上设置有具有负载切换功能的受控电子开关K。本发明专利技术供电电流大，发射机发射功率高，测量效果好。供电容错性好、可靠性高。供电效率高，节约能源，搬运方便，无需燃烧油料、运行成本低且绿色环保。

Large power direct current IP measurement system with direct power supply

The invention discloses a high-power DC electrical measurement system of a direct power supply, including a power supply, with the transmitter and receiver transmitter phase, power supply and the transmitter is connected with the power supply for the high voltage power supply battery based on the transmitter for intermittent emission type transmitter. The power supply is connected in series by a plurality of battery modules which can automatically remove the fault units, and the faulty units are automatically cut out in series sequence. The power supply includes a high voltage DC power supply circuit, DC high voltage power supply circuit comprises a low voltage battery and the isolation of DC DC booster module, low battery power supply connected by DC isolation DC booster module and transmitter terminal. The transmitter is provided with a controlled electronic switch K with a load switching function. The invention has the advantages of large power supply current, high transmitting power of the transmitter and good measuring effect. The capacitor is good in error and high in reliability. The utility model has the advantages of high power supply efficiency, energy saving, convenient transportation, no need for burning oil, low running cost, and green environment protection.

【技术实现步骤摘要】
直接供电的大功率直流激电测量系统
本专利技术涉及大功率激电勘探领域，特别是涉及一种直接供电的大功率直流激电测量系统。
技术介绍
随着国际、国内市场对有色金属需求的不断增长，新的一轮矿业开发正在蓬勃兴起，然而我国地理条件较好地区的地表出露矿已基本找完，目前的找矿对象主要为隐伏和深埋藏矿，这就给地质勘探增加了难度，对地球物理勘探提出了新的要求。随着科技的进步，地球物理勘探仪器也在不断更新，新型的、大功率的、性能稳定的物探仪器在不断涌现。电法勘探（简称电法）是以地壳中多种岩、矿石电学性质之差异为基础，观测与研究天然电磁场、人工电磁场的空间和时间的分配规律，以达到地质勘探目的的方法。目前利用的岩石和矿石的电学性质或物理参数主要有四种：电阻率（ρ）、磁导率（μ）、极化率（η）、以及介电常数（ε）。电法勘探的优点有：可利用的物性参数多，场源、装置形式多，观测内容或测量要素多，应用范围广等。传导类电法中的电阻率法和激发极化法是目前应用较广泛的勘探方法。电阻率法是指通过观测和研究由地质目标与围岩电阻率之差异引起的人工传导电流场异常（或视电阻率异常），以此勘探地质目标或找矿的方法。激发极化法是以不同岩、矿石间电化学性质之差异为物质基础，通过观测和研究供入地下人工电流引起激发极化电流场的异常（或视电阻率异常），以探测地下地质情况的一种电法。激发极化法适用于寻找金属、非金属矿产、天然能源以及区分含水层和确定不同地层的含水性等方面。激发极化法按照供电电流性质的不同可以分为两种：直流（时间域）激电法和交流（频率域）激电法。直流激电法仪器包括供电部分（发射机）和接收部分（接收机）两部分。供电部分用于提供具有一定循环周期的双向脉冲电流，接收部分用于测量一次场电压、极化率等。传统大功率激电设备供电电源结构如图1所示，①发电机输出220V交流电。②整流源：220V交流电源经过变压器和整流器产生不同档位的直流高压输出供给发射机；注意：发电机的标称功率为纯电阻负载时的输出功率，而整流源为变压器升压，应视为电感负载，故发电机工作时，其有效功率减半。例如：要使发射机输出5KW功率，所选择的发电机的标称功率必须≥10KW才能使发射机的输出功率与发电机的输出功率相匹配。③平衡负载：由于大功率发送机的高压整流电源是靠发电机发出的220V交流电源经过变压、整流提供，高压直流电源经过桥路以占空比为1：1的方波信号对大地供电，在停止供电的时间内，发电机处于空载状态，易产生飞车，对发电机不利。所以在停止供电时间内，发电机对假负载供电，维持发电机平衡。一般在操作时先将平衡负载选择为最大，测得接地电阻后，根据接地电阻大小调节平衡负载电阻值，越接近越好。传统的大功率激电设备存在着以下的问题：1、电源重量大：由于变压器采用的是工频变压器和平衡负载等设备，整个电源系统重量很大。以下是目前经常使用的5kw和10kw发射机电源系统的重量和性能参数：输出电压：50V、100V、200V、300V、400V、500V、1000V；输出波形方波占空比1:1；时间：1～60秒任选；最大供电电流：5/10A；最大输出功率：5/10KW；发射机重量：12kg；体积：476×309×247mm3；整流电源重量：5kW--72kg；10kW--90kg。所匹配发电机、整流源为变压器升压，应视为电感负载，故发电机带其工作时，其有效功率减半，因此5kw系统需要配10kw发电机，10kw的系统需要配置20kw发电机，按照目前常规的技术，10kw发电机的重量在200kg左右，20kw的发电机重量一般在400kg左右；平衡负载重量：5kw--50kg、10kw--100kg。可以看出5kw供电系统的总重量为72加50加200，为322公斤；10kw供电系统的总重量为90加100加400，为590公斤。2、效率低下，能耗高：传统的发射机在发射时属于连续工作，以5A发射电流、1000V发射电压计算，系统始终在消耗5000W的发射功率，不是释放在大地上，就是释放在平衡负载上，系统始终需要输出5000W的直流功率，只要发射机工作，发电机就不能停。以一天工作8小时计算，系统需要输出40kwh的直流电能，一般一天需要消耗数十升的燃料。3、电源质量较差：由于不可能保证平衡负载阻抗和对地电阻完全一样，以及整流电源滤波等问题的存在，输入的电源电压还是有一定波动，发射机得到的电源不纯净，对检测会造成一定不利的影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种供电稳定且电源质量高的直接供电的大功率直流激电测量系统，采用模块式组合电池电源，可拆分搬运，运输、使用方便；采用可控的间歇式发射方式，只在接收机准备接收信号时才控制开启发射机将大功率电脉冲导入大地，有效节约电能。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：直接供电的大功率直流激电测量系统，它包括供电电源、发射机和与发射机相配合的接收机，供电电源与发射机的电源端相连，所述的供电电源为基于电池的高压大功率电源，发射机为间歇发射式发射机。所述的供电电源由多个可自动切除故障单元的电池模块串联而成，出现故障的单元会被自动切除出串联序列。所述的供电电源包括一个直流高压供电电路，直流高压供电电路包括低压电池和隔离DC-DC升压模块，低压电池通过隔离DC-DC升压模块与发射机的电源端相连。所述的供电电源包括至少两个相互并联的直流高压供电电路，每个直流高压供电电路分别包括低压电池和隔离DC-DC升压模块，低压电池通过隔离DC-DC升压模块与发射机的电源端连接。所述的发射机根据发射机内预设的间歇发射程序实现间歇发射。所述的接收机上设置有间歇发射请求发送模块，发射机上设置有能够接收该请求并控制发射机实现间歇发射的间歇发射控制模块，接收机与发射机之间通过无线通信方式连接。在传统不具备间断发射功能的发射机上，设置有具有负载切换功能的受控电子开关K，受控电子开关K可以是机械式的，也是可以是igbt电子开关等电力电子器件。所述的受控电子开关K的不动端与发射机的第一输出端连接，受控电子开关K的一个动端通过固定电阻R与发射机的第二输出端连接，受控电子开关K的另一个动端通过电极A和电极B与发射机的第二输出端连接，受控电子开关K的控制信号输入端与发射节能控制器连接，发射节能控制器与接收机的控制信号输出端连接。所述的受控电子开关K的一端与发射机的第一输出端连接，受控电子开关K的另一端通过电极A和电极B与发射机的第二输出端连接，发射机的第一输出端与第二输出端之间并联有固定电阻R，受控电子开关K的控制信号输入端与发射节能控制器连接，发射节能控制器与接收机的控制信号输出端连接。现代的发射机一般都具备输出开路保护功能，发射的时候如果检测不到输出电流，发射机将进入开路保护，不再输出电流。也就是说如果传统的发射机要实现此功能，可以通过加装一个受控电子开关K来实现，受控电子开关K装在发射机的后端，两端接有一个固定阻值的电阻R。当需要节能输出的时候，发射机发射的电流不会直接进入大地，而是通过发射机流过电阻R，此时发射机不会认为是开路，不会进入开路保护状态。在需要发射大功率的时候，通过预先设定好的程序或者靠远处接收机的无线信号打开受控电子开关K，将大功率脉冲直流电导入地下。发射节能控制器可以在接收机的本文档来自技高网...

【技术保护点】
直接供电的大功率直流激电测量系统，其特征在于：它包括供电电源、发射机和与发射机相配合的接收机，供电电源与发射机的电源端相连，所述的供电电源为基于电池的高压大功率电源，发射机为间歇发射式发射机；所述的发射机上设置有具有负载切换功能的受控电子开关K；受控电子开关K有以下两种连接方式：（1）所述的受控电子开关K的不动端与发射机的第一输出端连接，受控电子开关K的一个动端通过固定电阻R与发射机的第二输出端连接，受控电子开关K的另一个动端通过电极A和电极B与发射机的第二输出端连接，受控电子开关K的控制信号输入端与发射节能控制器连接，发射节能控制器与接收机的控制信号输出端连接；（2）所述的受控电子开关K的一端与发射机的第一输出端连接，受控电子开关K的另一端通过电极A和电极B与发射机的第二输出端连接，发射机的第一输出端与第二输出端之间并联有固定电阻R，受控电子开关K的控制信号输入端与发射节能控制器连接，发射节能控制器与接收机的控制信号输出端连接。

【技术特征摘要】
1.直接供电的大功率直流激电测量系统，其特征在于：它包括供电电源、发射机和与发射机相配合的接收机，供电电源与发射机的电源端相连，所述的供电电源为基于电池的高压大功率电源，发射机为间歇发射式发射机；所述的发射机上设置有具有负载切换功能的受控电子开关K；受控电子开关K有以下两种连接方式：（1）所述的受控电子开关K的不动端与发射机的第一输出端连接，受控电子开关K的一个动端通过固定电阻R与发射机的第二输出端连接，受控电子开关K的另一个动端通过电极A和电极B与发射机的第二输出端连接，受控电子开关K的控制信号输入端与发射节能控制器连接，发射节能控制器与接收机的控制信号输出端连接；（2）所述的受控电子开关K的一端与发射机的第一输出端连接，受控电子开关K的另一端通过电极A和电极B与发射机的第二输出端连接，发射机的第一输出端与第二输出端之间并联有固定电阻R，受控电子开关K的控制信号输入端与发射节能控制器连接，发射节能控制器与接收机的控制信号输出端连接。2.根据权利要求1所述的直接供电的大功率直流激电测量系统，其特征在于：所述的供电电源由多个可自动切除故障单元的电池模块串联而成，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘丙喜，张安兵，赵玉玲，孟凡春，毛珂，
申请(专利权)人：四川赛高斯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51