用于工程物探的伪随机扩频超磁震源及震源信号发生方法技术

本发明专利技术公开了一种用于工程物探的伪随机扩频超磁震源，它的编码信号存储模块的信号输出端连接激振信号发射开关的信号输入端，激振信号发射开关的信号输出端连接信号放大模块的编码信号输入端，编码信号发生器的信号输出端连接编码信号输入接口的信号输入端，编码信号输入接口的信号输出端连接信号放大模块的编码信号输入端，信号放大模块的信号输出端连接超磁振动器的信号输入端，超磁振动器振动输出端连接可调换式发射杆的振动接入端。本发明专利技术能较好地解决当前工程物探领域所面临的大透距、高分辨率和准确成像等关键性技术难题。

【技术实现步骤摘要】
用于工程物探的伪随机扩频超磁震源及震源信号发生方法
本专利技术涉及工程物探
，具体地指一种用于工程物探的伪随机扩频超磁震源及震源信号发生方法。
技术介绍
目前，声频应力波反射法在很多高分辨率勘探中扮演着不可替代的作用，是工程物探领域中最重要的勘查手段之一。现有声频应力波反射法虽然在工程技术检测中被广泛应用，但是也存在许多技术上的难题，主要表现在穿透距离、精细程度和准确度三个方面，此外，高频的声波信号中夹杂的噪音难以消除，极易造成错判误判。
技术实现思路
本专利技术的目的就是要提供一种用于工程物探的伪随机扩频超磁震源及震源信号发生方法，该震源实质上是将所要发送的激励信号经过扩频编码变成伪随机序列的声波信号，发送到地层中去。在接收端对扩频信号进行带宽压缩等相关处理，恢复成窄带信号。对干扰信号而言，由于与扩频伪随机码不相关，被扩展到很宽的频带上，使进入信号通频带内的干扰功率大大降低，从而增加了信噪比，使系统具有很强的抗干扰能力。因而该震源能较好地解决当前工程物探领域所面临的大透距、高分辨率和准确成像等关键性技术难题。本专利技术所设计的一种用于工程物探的伪随机扩频超磁震源，其特征在于，它包括编码信号存储模块、激振信号发射开关、信号放大模块、编码信号输入接口、超磁振动器、可调换式振动发射杆和编码信号发生器，其中，编码信号存储模块的信号输出端连接激振信号发射开关的信号输入端，激振信号发射开关的信号输出端连接信号放大模块的编码信号输入端，编码信号发生器的信号输出端连接编码信号输入接口的信号输入端，编码信号输入接口的信号输出端连接信号放大模块的编码信号输入端，信号放大模块的信号输出端连接超磁振动器的信号输入端，超磁振动器振动输出端连接可调换式发射杆的振动接入端。一种利用上述磁震源的震源信号发生方法，它包括如下步骤：步骤1：编码信号存储模块通过USB接口获取预设的原始振动扩频伪随机编码；步骤2：技术人员根据需要通过激振信号发射开关调用编码信号存储模块中存储的原始振动扩频伪随机编码，使用时，当技术人员按下激振信号发射开关时，从编码信号存储模块中调取所需的原始振动扩频伪随机编码，并将该原始振动扩频伪随机编码传输给前置放大单元；步骤3：前置放大单元将原始振动扩频伪随机编码进行前置放大，前置放大单元将前置放大后的编码信号发送给均衡电路单元，均衡电路单元对接收到的前置放大后的编码信号进行增益调整，然后输出给功率放大单元，功率放大单元将增益调整后的编码信号进行功率放大，然后向超磁振动器输出；步骤4：超磁振动器将功率放大后的振动扩频伪随机编码信号转换为对应频率的机械振动，超磁振动器的振动输出端将上述频率的机械振动通过可调换式发射杆传送到被检测对象。本专利技术的有益效果：该震源具有发射频率高、体积小、频带宽、能量稳定、重复性好、计时准确、余振短、穿透距离远、发射功率大且可控制等优点，可以克服目前电火花或炸药震源其频率低、体积笨重等缺点，如果用该震源替代目前常规的电火花或炸药震源，必会在未来的浅层工程地球物理勘探中产生巨大的经济效益。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。1—编码信号存储模块、2—激振信号发射开关、3—信号放大模块、3.1—前置放大单元、3.2—均衡电路单元、3.3—功率放大单元、4—编码信号输入接口、5—超磁振动器、6—可调换式振动发射杆、7—USB接口、8—电池模块、9—电量监测模块、10—编码信号发生器、11—多档位开关模块。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明：如图1所述的用于工程物探的伪随机扩频超磁震源，它包括编码信号存储模块1、激振信号发射开关2、信号放大模块3、编码信号输入接口4(可以为RCA音频插座或3.5JACK，用于与编码信号发生器连接)、超磁振动器5、可调换式振动发射杆6和编码信号发生器10，其中，编码信号存储模块1的信号输出端连接激振信号发射开关2的信号输入端，激振信号发射开关2的信号输出端连接信号放大模块3的编码信号输入端，编码信号发生器10的信号输出端连接编码信号输入接口4的信号输入端，编码信号输入接口4的信号输出端连接信号放大模块3的编码信号输入端，信号放大模块3的信号输出端连接超磁振动器5的信号输入端，超磁振动器5振动输出端连接可调换式发射杆6的振动接入端。上述技术方案中，它还包括USB接口7，USB接口7连接编码信号存储模块1的USB通信端。上述技术方案中，为防止电池模块8过度放电，从而有效保护电池模块8，延长电池模块的使用寿命，本专利技术还包括电池模块8、电量监测模块9、多档位开关模块11，所述电量监测模块9的通信端连接电池模块8的电量监测端，多档位开关模块11的通信端连接电池模块8的电量档位控制端，电池模块8的供电端连接信号放大模块3的供电端口。所述电池模块8的充电端口连接USB接口7。根据待测对象的性质的不同，需要激发不同能量的激振信号，为此设计了多档位开关模块11，作为电源开关和激发电压的功率调节，从而促进了本装置的广泛实用性。多档位开关模块11与电池模块8连接，通过调节档位来控制电源开关和电压功率大小。电量监测模块9用于实时监测电池模块储电量，当电量消耗到某个极限值时，则电量监测模块9通过LED报警指示灯闪烁预警。USB接口7分优选为Mini-USB标准接口。其中，USB接口具有以下两种功能：1、对电池模块8充电：用数据线连接USB接口7与外部电网，可直接对电池模块8充电。其中，外部电网可以为通过通电的笔记本电脑获取；2、向编码信号存储模块1中存入原始振动扩频伪随机编码。用数据线连接USB接口与笔记本电脑，可将笔记本电脑上存储的原始振动扩频伪随机编码信号通过USB数据线拷贝到与USB接口连接的编码信号存储模块1中。上述技术方案中，所述信号放大模块3包括前置放大单元3.1、均衡电路单元3.2和功率放大单元3.3，激振信号发射开关2的信号输出端和编码信号输入接口4的信号输出端均连接前置放大单元3.1的信号输入端，前置放大单元3.1的信号输出端连接均衡电路单元3.2的信号输入端，均衡电路单元3.2的信号输出端连接功率放大单元3.3的信号输入端，功率放大单元3.3的信号输出端连接超磁振动器5的信号输入端。上述技术方案中，超磁振动器5可以使用高效能超磁材料，也可以使用常见的电磁感应装置，其工作过程为：将接收到的来自信号放大模块的编码信号转换为机械振动，得到具有一定频率的激振信号，然后将该激振信号通过发射杆传送到被检测对象。上述技术方案中，可调换式振动发射杆6用304不锈钢或其它金属材料制成，根据实际测试条件需要，将其长度及直径制造成不同型号，作为一种实施方式，长度为15～35mm、直径为3～5mm；优选为：长度为15mm及直径为3mm，或者，长度为35mm及直径为5mm，同时可根据实际检测需要再次加工更适合的长度及直径。在检测时，根据实际情况更换对应型号的端头即可。上述技术方案中，由于信号放大模块3通过编码信号输入接口接收来自编码信号发生器10的编码信号时，存在布线繁琐的问题，所以，在本专利技术还包括有编码信号存储模块1和激振信号发射开关2。通过编码信号存储模块1，可让本专利技术提供的可编码振动信号发生装置独立工作，从而更适合作为高边坡锚杆检测的激发震源。具体的，编码信号存储模本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于工程物探的伪随机扩频超磁震源，其特征在于，它包括编码信号存储模块(1)、激振信号发射开关(2)、信号放大模块(3)、编码信号输入接口(4)、超磁振动器(5)、可调换式振动发射杆(6)和编码信号发生器(10)，其中，编码信号存储模块(1)的信号输出端连接激振信号发射开关(2)的信号输入端，激振信号发射开关(2)的信号输出端连接信号放大模块(3)的编码信号输入端，编码信号发生器(10)的信号输出端连接编码信号输入接口(4)的信号输入端，编码信号输入接口(4)的信号输出端连接信号放大模块(3)的编码信号输入端，信号放大模块(3)的信号输出端连接超磁振动器(5)的信号输入端，超磁振动器(5)振动输出端连接可调换式发射杆(6)的振动接入端。

【技术特征摘要】
1.一种用于工程物探的伪随机扩频超磁震源，其特征在于，它包括编码信号存储模块(1)、激振信号发射开关(2)、信号放大模块(3)、编码信号输入接口(4)、超磁振动器(5)、可调换式振动发射杆(6)和编码信号发生器(10)，其中，编码信号存储模块(1)的信号输出端连接激振信号发射开关(2)的信号输入端，激振信号发射开关(2)的信号输出端连接信号放大模块(3)的编码信号输入端，编码信号发生器(10)的信号输出端连接编码信号输入接口(4)的信号输入端，编码信号输入接口(4)的信号输出端连接信号放大模块(3)的编码信号输入端，信号放大模块(3)的信号输出端连接超磁振动器(5)的信号输入端，超磁振动器(5)振动输出端连接可调换式发射杆(6)的振动接入端。2.根据权利要求1所述的用于工程物探的伪随机扩频超磁震源，其特征在于：它还包括USB接口(7)，USB接口(7)连接编码信号存储模块(1)的USB通信端。3.根据权利要求1所述的用于工程物探的伪随机扩频超磁震源，其特征在于：它还包括电池模块(8)、电量监测模块(9)、多档位开关模块(11)，所述电量监测模块(9)的通信端连接电池模块(8)的电量监测端，多档位开关模块(11)的通信端连接电池模块(8)的电量档位控制端，电池模块(8)的供电端连接信号放大模块(3)的供电端口。4.根据权利要求3所述的用于工程物探的伪随机扩频超磁震源，其特征在于：所述电池模块(8)的充电端口连接USB接口(7)。5.根据权利要求1所述的用于工程物探的伪随机扩频超磁震源，其特征在于：所述信号放大模块(3)包括前置放大单元(3.1)、均衡电路单元(3.2)和功率放大单元(3.3)，激振信号发射开关(2)的信号输出端和编码...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶辉，金彦，周超，郭俊峰，刘玉，
申请(专利权)人：武汉市工程科学技术研究院，
类型：发明
国别省市：湖北,42