【技术实现步骤摘要】
一种矿井网络混合式电法监测系统
[0001]本技术涉及矿井物理勘探
，更具体涉及一种矿井网络混合式电法监测系统。
技术介绍
[0002]随着浅部煤炭资源的逐渐枯竭，煤矿开采正趋于深部化发展，此时深部开采将面临“三高一扰动”影响，使得开采条件较浅部复杂化。为了保证矿井绿色安全高效地生产，需全面掌握矿井地质灾害的动态发育特征。
[0003]目前对矿井地质异常体的物理探测技术主要采用集中式或分布式电法探测仪进行一次性探测工作。其缺点主要有以下几点：1)集中式电法探测仪由于所有的电极切换模块设计在探测仪内部，导致探测仪体积过大，给现场操作人员带来不便。同时，由于电极切换模块数量一定，导致一次性探测距离较短，如想要探测较长的工作面时，需进行多次搬站的方式来完成作业。多次搬站、多次布置电极及多次进行数据采集导致工作效率极低。2)分布式电法探测仪与集中式电法探测仪的主要区别在于分布式电法探测仪将电极切换模块从探测仪内部分离出来，电极切换的功能设计在电法大线中的电极连接处。此设计方法解决了集中式电法探测仪探测距离短、探测仪体积大的缺点。但是，由于每根大线电极接口处都配置一块电路主板，导致电法大线的故障率显著提高。每根大线配置十几到二十块电路板，如有一块电路板不能正常工作，其整条大线都不能正常使用。且发生故障后，工作人员很难进行二次维修，大大增加了产品的成本及价格。
[0004]中国专利公告号CN209690530U，公开了一种智能电法监测装置，包括监测主机，还包括顺次串联连接的若干个电法控制器，每个电法控制器的...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种矿井网络混合式电法监测系统，其特征在于，包括监测分站、若干第一电法控制器、若干第二电法控制器、若干第三电法控制器、若干第四电法控制器以及若干电极，所述若干第一电法控制器依次串联连接，所述若干第二电法控制器依次串联连接，所述若干第三电法控制器依次串联连接，位于首端的第一电法控制器的非串联端与若干第二电法控制器的一个非串联端连接，位于尾端的第一电法控制器的非串联端与若干第三电法控制器的一个非串联端连接，位于尾端的第一电法控制器的非串联端还通过第四电法控制器与监测分站连接，每个第一电法控制器均通过电法大线连接有若干电极，所述第一电法控制器的布置方向垂直于第二电法控制器、第三电法控制器以及第四电法控制器的布置方向。2.根据权利要求1所述的一种矿井网络混合式电法监测系统，其特征在于，所述第一电法控制器至第四电法控制器均包括第一控制电路，所述监测分站包括第二控制电路，所述第一控制电路包括继电器模块、控制开关模块、第一MCU、电源模块、LED模块以及RS485模块，所述控制开关模块、电源模块、LED模块以及RS485模块均与第一MCU连接，所述继电器模块与控制开关模块连接；所述第二控制电路包括仪表放大器、MN陷波模块、AD模块、H桥逆变模块、逻辑控制模块、高压切换模块、MN信号调理模块、第二MCU以及蓝牙模块，所述第二MCU依次通过高压切换模块以及逻辑控制模块与H桥逆变模块连接，第二MCU通过H桥逆变模块与继电器模块连接，继电器模块依次通过仪表放大器、MN陷波模块以及AD模块与第二MCU连接，第一MCU通过RS485模块与第二MCU连接，MN信号调理模块以及蓝牙模块分别与第二MCU连接。3.根据权利要求2所述的一种矿井网络混合式电法监测系统，其特征在于，所述控制开关模块有若干个，每个控制开关模块包括四组相同的控制开关子电路，其中一个控制开关子电路包括电阻R98、电阻R99以及是三极管Q22，所述电阻R98的一端与第一MCU的第三十引脚连接，电阻R98的另一端与电阻R99的一端以及三极管Q22的基极连接，三极管Q22的集电极以及电阻R99的另一端接地；继电器模块有若干个，每个继电器模块包括四组相同的继电器子电路，其中一个继电器子电路包括电阻R161以及光耦Q84，电阻R161的一端接+5V电源，电阻R161的另一端与光耦Q84的第二引脚连接，光耦Q84的第一引脚以及第四引脚均与三极管Q22的集电极连接，光耦Q84的第五引脚以及第六引脚均与电极连接，光耦Q84的第八引脚与H桥逆变模块连接。4.根据权利要求3所述的一种矿井网络混合式电法监测系统，其特征在于，电源模块包括顺次连接的DC/DC转换电路、稳压电路以及降压电路，所述DC/DC转换电路包括保险丝F3、二极管D15、二极管D16、极性电容C49以及电容C48，所述保险丝F3的一端与外部电源连接，保险丝F3的另一端通过二极管D15以及二极管D16与极性电容C49的正极以及电容C48的一端连接，极性电容C49的负极以及电容C48的另一端均接地；所述稳压电路包括稳压二极管D17、顺序编号的电阻R62至电阻R67、顺序编号的电容C44至电容C41、芯片U19、二极管D6、电感L4以及稳压二极管D14，稳压二极管D17的阴极、电容C45的正极、电容C40的一端、电阻R62的一端以及芯片U19的第二引脚均与电容C48的一端连接，电阻R62的另一端分别接电阻R63的一端以及芯片U19的第三引脚，电阻R64的一端以及电容C42的一端均与芯片U19的第六引脚连接，电阻R64的另一端与电容C43的一端连接，电容C41的一端与芯片U19的第四引脚连接，电容C44的一端与芯片U19的第一引脚连接，电容C44的另一端、电感L4的一端以及二极管D6的阴极均与芯片U19的第八引脚连接，电阻R65
的一端、电容C46的正极、电容C47的正极以及稳压二极管D14的阴极均与电感L4的另一端连接，电阻R65的另一端通过电阻R66与电阻R67的一端连接，电阻R67的一端与芯片U19的第五引脚连接；稳压二极管D17的阳极、电容C45的负极、电容C40的另一端、电阻R63的另一端、电容C42至电容C41的另一端、芯片U19的第七引脚、二极管D6的阳极、电阻R67的另一端、电容C46的负极、电容C47的负极以及稳压二极管D14的阳极均接地；所述降压电路包括芯片U20以及顺序编号的电容C50至电容C53，所述电容C51的正极、电容C50的一端以及芯片U20的第三引脚均与稳压二极管D14的阴极连接，稳压二极管D14的阴极作为+5V电源输出端，电容C52的正极以及电容C53的一端均与芯片U20的第二引脚连接，电容C53的一端作为+3.3V电源输出端，电容C51的负极、电容C50的另一端、芯片U20的第一引脚、电容C52的负极以及电容C53的另一端均接地。5.根据权利要求3所述的一种矿井网络混合式电法监测系统，其特征在于，所述LED模块包括电阻R96、电阻R97、三极管Q20、三极管Q21、芯片LED、电阻R92、电阻R93、电阻R94以及电阻R95，所述电阻R96的一端以及电阻R97的一端均与+5V电源连接，电阻R96的另一端与芯片LED的第一引脚以及三极管Q20的集电极连接，电阻R97的另一端与芯片LED的第三引脚以及三极管Q21的集电极连接，电阻R92的一端与第一MCU的第八十引脚连接，电阻R94的一端以及三极管Q20的基极均与电阻R92的另一端连接，电阻R93的一端与第一MCU的第二十四引脚连接，电阻R95的一端以及三极管Q21的基极均与电阻R93的另一端连接，电阻R94的另一端、三极管Q20的发射极、芯片LED的第二引脚、三极管Q21的发射极以及电阻R95的另一端均接地。6.根据权利要求3所述的一种矿井网络混合式电法监测系统，其特征在于，所述MN陷波模块包括依次连接的陷波电路和低通滤波电路，所述陷波电路包括电阻R1、芯片U33、电阻R36以及电阻R37，所述电阻R1的一端接仪表放大器的输出端，电阻R1的另一端接芯片U33的第一引脚，芯片U33的第五引脚接电源+5AVCC，芯片U33的第二引脚接电源
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5AVCC，电阻R36的一端接芯片U33的第六引脚，电阻R36的另一端接芯片U33的第七引脚，电阻R37的一端接芯片U33的第三引脚，电阻R37的另一端以及芯片U33的另一端均接地；低通滤波电路包括一级滤波子电路、二级滤波子电路以及三级滤波子电路，所述一级滤波子电路包括电阻R191、电阻R192、放大器U34
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A、电容C213、电容C220、电容C215、电容C218、电容C222以及电容C223，电阻R191的一端与芯片U33的第七引脚连接，电阻R191的另一端分别与电阻R192的一端以及电容C213的一端连接，电阻R192的另一端与电容C220的一端以及放大器U34
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A的同相端连接，电容C220的另一端接地，电容C213的另一端与放大器U34
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A的输出端以及放大器U34
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A的反相端连接，电容C215的正极以及电容C218的一端均与放大器U34
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A的电源正端连接，电容C223的负极以及电容C222的一端均与放大器U34
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A的电源负端连接，电容C215的负极、电容C218的另一端、电容C222的另一端以及电容C223的正极均接地；所述二级滤波子电路包括电阻R193、电阻R194、放大器U34
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B、电容C212以及电容C219，电阻R193的一端与放大器U34
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A的输出端连接，电阻R193的另一端分别...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭立全，常雷，马克勤，岳喜亮，
申请(专利权)人：安徽福淮矿山科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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