一种矿用多通道音频电透视信号发射机制造技术

本发明专利技术公开一种矿用多通道音频电透视信号发射机，包括主机面板和内置控制器，控制器包括电压变换电路、电流保护电路、电流取样电路、滤波补偿电路、隔离驱动电路、显示电路、发射模块电路、通讯电路、控制电路。本发明专利技术发射机克服了传统音频电透视发射机信号发射系统抗干扰能力差，测量精度低，分辨率低，系统性能不稳定的问题，能很好的应用于煤矿井下探测，减少煤矿企业的经济损失。少煤矿企业的经济损失。少煤矿企业的经济损失。

【技术实现步骤摘要】
一种矿用多通道音频电透视信号发射机


[0001]本专利技术属于地球物理勘探
，尤其涉及一种矿用多通道音频电透视信号发射机。

技术介绍

[0002]矿井电法勘探是一种常用的地球物理勘探方法。对大地进行供电和测量，可以得到大地的视电导率。音频电透视是通过自动选取不同位置电极作为供电和测量电极，实现高相邻巷道间电法探测。
[0003]矿井音频电透视法根据异常地质体与围岩间的电性差异来探测识别异常区域，主要用于工作面顶板、底板以及工作面内部的水害探测。矿井音频电透视法一般在工作面运输巷和回风巷中展开探测，在一条巷道中布置若干发射电极，在与其相对的另一条巷道中布置若干接收电极，逐个对发射电极供电并用接收电极观测、记录对应的电位数据，电位数据可进一步转换为视电阻率数据，便于对电性异常进行分析解释。目前，音频电透视仪器是采用人工跑极的方式分别进行供电和测量，施工过程跑极麻烦施工效率低、劳动强度大。现在的矿井音频电透视仪器存在如下缺点：
[0004](1)施工方式比较落后，仍全部采用人工跑极的方式进行，施工效率低。
[0005](2)信号源通道数量低，每次只能发射一种频率信号，在一个发射点进行施工，采样时间较长，更换发射点多，跑极次数多，采样数据较少。
[0006](3)主机通常由单片机控制，电子元器件老化现象严重，更新换代困难，软件编制困难，难以实现任意不规则观测系统数据采集。

技术实现思路

[0007]针对现有技术中的缺陷和不足，本专利技术提供了一种矿用多通道音频电透视信号发射机，以实现任意电极道数和任意频率采样的探测，大幅减少人工跑极量，降低仪器成本，减轻仪器重量，提高施工和运输效率。
[0008]为达到上述目的，本专利技术采取如下的技术方案：
[0009]一种矿用多通道音频电透视信号发射机，包括主机面板和内置控制器，主机面板上设有显示屏、开关按钮、触摸鼠标、线缆接口和充电接口，控制器包括电压变换电路、电流保护电路、电流取样电路、滤波补偿电路、隔离驱动电路、显示电路、发射模块电路、通讯电路、控制电路；发射模块电路分别与滤波补偿电路、电流保护电路、控制电路连接，隔离驱动电路与控制电路连接，电流保护电路与电压变换电路连接，电流取样电路与滤波补偿电路连接，显示电路、通讯电路和控制电路均分别连至工控机；
[0010]发射模块电路用于发射不同频率的波形；电流保护电路用于保护电压变换电路输出电流；电压变换电路用于实现双路发射控制发射电压在高压与低压之间切换；电流取样电路用于电流信号的取样与传输，获得信号后传输至滤波补偿电路；滤波补偿电路用于对电流信号的滤波和补偿，使电流取样电路获取的发射频率信号稳定；控制电路用于给各电
路发送指令、调节电量、安全保护以及数据转换控制；隔离驱动电路用于对控制电路的信号进行中间放大以提高电路变换效率，减小开关器件应力；显示电路用于显示与交互、展示参数设置和数据采集界面信息；通讯电路能与工控机进行交互，实现数据的通讯与传输。
[0011]本专利技术还包括如下技术特征：
[0012]可选地，所述电压变换电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、开关K、电磁线圈L1、电磁线圈L2、变压器T、电磁线圈Lr、电容C1、输入电压V+、输入电压V
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；电容C1一端与输入电压V+连接，电容C1第二端与输入电压V
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连接；输入电压V+分别与开关K中的触点12和触点22连接；输入电压V
‑
分别与开关K中的触点13和触点23连接；开关K中的触点11与二极管D2一端和二极管D1一端连接，开关K中的触点21与二极管D5一端和二极管D4一端连接；二极管D2第二端与二极管D3一端连接，二极管D3第二端与二极管D5第二端连接；电磁线圈L1一端与二极管D1第二端连接，电磁线圈L1第二端与二极管D3第一端连接；电磁线圈L2一端与二极管D4第二端连接，电磁线圈L2第二端与二极管D5第二端连接；变压器T与分别与电磁线圈L1、电磁线圈L2连接，变压器第二端与电磁线圈Lr连接。
[0013]可选地，所述电流保护电路包括电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、变压器Tr、电磁线圈L1、电磁线圈L2；电容C1、二极管D1、三极管Q1并联组成并联电路1，电容C2、二极管D2、三极管Q2并联组成并联电路2，电容C3、二极管D3、三极管Q3并联组成并联电路3，电容C4、二极管D4、三极管Q4并联组成并联电路4；并联电路1一端与并联电路2一端连接，并联电路1第二端与并联电路3一端连接，并联电路2第二端与并联电路4一端连接，并联电路4第二端与并联电路3第二端连接；变压器Tr一端与并联电路1第二端连接，变压器Tr第二端与电磁线圈L1一端连接，电磁线圈L1第二端与并联电路2第二端连接；二极管D5一端与并联电路1第一端和并联电路2第一端连接，二极管D5第二端与二极管D6一端连接，二极管D6第二端与并联电路3第二端和并联电路4第二端连接；电磁线圈L2与上述各元件组成的电路连接。
[0014]可选地，所述电流取样电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容C1、电容C2、二极管D1、二极管D2、二极管D3、电位器W1、运算放大器UA、运算放大器UB、电位器W1；在电源输入后连接电阻R1的一端，电阻R1的第二端分别与运算放大器UB管脚1和电容C1的一端连接，电容C1第二端分别接地以及和电阻R2的一端连接，电阻R2第二端分别与运算放大器UB管脚2以及电位器W1第一端连接，运算放大器UB管脚3分别和电阻R3的一端以及电位器W1第二端连接，电阻R3另一端和二极管D1第一端连接，二极管D1第二端分别和二极管D2第一端以及运算放大器UA管脚4连接，二极管D2第二端分别与电阻R4的一端以及电阻R5的一端连接，电阻R4第二端与电源连接，电阻R5第二端分别与电阻R6的一端以及电容C2的一端连接且电阻R5第二端接地，电阻R6的一端与电容C2的一端连接，电容C2第二端分别与二极管D3第一端以及运算放大器UA管脚4连接，电阻R6第二端分别与电阻R7的一端以及运算放大器UA管脚5连接，二极管D3第二端分别与运算放大器管脚6以及电源输出连接，电阻R7第二端与电源输入连接，运算放大器UA管脚7与电源连接。
[0015]可选地，所述滤波补偿电路包括场效应管P1、场效应管P2、场效应管P3、场效应管P4、场效应管P5、场效应管P6、场效应管P7、场效应管P8、场效应管P9、电阻R1、电阻R2、电阻R3、运算放大器A1；其中场效应管P1、P3、P5串联，在P5处接地，场效应管P2、P4、P6串联，在P6
处接地，场效应管P5与P6并联后与场效应管P9的一端连接，场效应管P9另一端分别连接电阻R3的一端以及接地；电阻R3另一端分别连接电阻R1的一端以及运算放大器A1第一端，电阻R1另一端连接场效本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种矿用多通道音频电透视信号发射机，其特征在于，包括主机面板和内置控制器，主机面板上设有显示屏、开关按钮、触摸鼠标、线缆接口和充电接口，控制器包括电压变换电路、电流保护电路、电流取样电路、滤波补偿电路、隔离驱动电路、显示电路、发射模块电路、通讯电路、控制电路；发射模块电路分别与滤波补偿电路、电流保护电路、控制电路连接，隔离驱动电路与控制电路连接，电流保护电路与电压变换电路连接，电流取样电路与滤波补偿电路连接，显示电路、通讯电路和控制电路均分别连至工控机；发射模块电路用于发射不同频率的波形；电流保护电路用于保护电压变换电路输出电流；电压变换电路用于实现双路发射控制发射电压在高压与低压之间切换；电流取样电路用于电流信号的取样与传输，获得信号后传输至滤波补偿电路；滤波补偿电路用于对电流信号的滤波和补偿，使电流取样电路获取的发射频率信号稳定；控制电路用于给各电路发送指令、调节电量、安全保护以及数据转换控制；隔离驱动电路用于对控制电路的信号进行中间放大以提高电路变换效率，减小开关器件应力；显示电路用于显示与交互、展示参数设置和数据采集界面信息；通讯电路能与工控机进行交互，实现数据的通讯与传输。2.如权利要求1所述的矿用多通道音频电透视信号发射机，其特征在于，所述电压变换电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、开关K、电磁线圈L1、电磁线圈L2、变压器T、电磁线圈Lr、电容C1、输入电压V+、输入电压V
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；电容C1一端与输入电压V+连接，电容C1第二端与输入电压V
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连接；输入电压V+分别与开关K中的触点12和触点22连接；输入电压V
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分别与开关K中的触点13和触点23连接；开关K中的触点11与二极管D2一端和二极管D1一端连接，开关K中的触点21与二极管D5一端和二极管D4一端连接；二极管D2第二端与二极管D3一端连接，二极管D3第二端与二极管D5第二端连接；电磁线圈L1一端与二极管D1第二端连接，电磁线圈L1第二端与二极管D3第一端连接；电磁线圈L2一端与二极管D4第二端连接，电磁线圈L2第二端与二极管D5第二端连接；变压器T与分别与电磁线圈L1、电磁线圈L2连接，变压器第二端与电磁线圈Lr连接。3.如权利要求1所述的矿用多通道音频电透视信号发射机，其特征在于，所述电流保护电路包括电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、变压器Tr、电磁线圈L1、电磁线圈L2；电容C1、二极管D1、三极管Q1并联组成并联电路1，电容C2、二极管D2、三极管Q2并联组成并联电路2，电容C3、二极管D3、三极管Q3并联组成并联电路3，电容C4、二极管D4、三极管Q4并联组成并联电路4；并联电路1一端与并联电路2一端连接，并联电路1第二端与并联电路3一端连接，并联电路2第二端与并联电路4一端连接，并联电路4第二端与并联电路3第二端连接；变压器Tr一端与并联电路1第二端连接，变压器Tr第二端与电磁线圈L1一端连接，电磁线圈L1第二端与并联电路2第二端连接；二极管D5一端与并联电路1第一端和并联电路2第一端连接，二极管D5第二端与二极管D6一端连接，二极管D6第二端与并联电路3第二端和并联电路4第二端连接；电磁线圈L2与上述各元件组成的电路连接。4.如权利要求1所述的矿用多通道音频电透视信号发射机，其特征在于，所述电流取样电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容C1、电容C2、二极管D1、二极管D2、二极管D3、电位器W1、运算放大器UA、运算放大器UB、电位器W1；在电源输入后连接电阻R1的一端，电阻R1的第二端分别与运算放大器UB管脚1和电容C1的一端连接，电容C1第二端分别接地以及和电阻R2的一端连接，电阻R2第二端分别与运算放大器UB管脚2以
及电位器W1第一端连接，运算放大器UB管脚3分别和电阻R3的一端以及电位器W1第二端连接，电阻R3另一端和二极管D1第一端连接，二极管D1第二端分别和二极管D2第一端以及运算放大器UA管脚4连接，二极管D2第二端分别与电阻R4的一端以及电阻R5的一端连接，电阻R4第二端与电源连接，电阻R5第二端分别与电阻R6的一端以及电容C2的一端连接且电阻R5第二端接地，电阻R6的一端与电容C2的一端连接，电容C2第二端分别与二极管D3第一端以及运算放大器UA管脚4连接，电阻R6第二端分别与电阻R7的一端以及运算放大器UA管脚5连接，二极管D3第二端分别与运算放大器管脚6以及电源输出连接，电阻R7第二端与电源输入连接，运算放大器UA管脚7与电源连接。5.如权利要求1所述的矿用多通道音频电透视信号发射机，其特征在于，所述滤波补偿电路包括场效应管P1、场效应管P2、场效应管P3、场效应管P4、场效应管P5、场效应管P6、场效应管P7、场效应管P8、场效应管P9、电阻R1、电阻R2、电阻R3、运算放大器A1；其中场效应管P1、P3、P5串联，在P5处接地，场效应管P2、P4、P6串联，在P6处接地，场效应管P5与P6并联后与场效应管P9的一端连接，场效应管P9另一端分别连接电阻R3的一端以及接地；电阻R3另一端分别连接电阻R1的一端以及运算放大器A1第一端，电阻R1另一端连接场效应管P7，运算放大器A1第二端分别连接电阻R2的一端以及恒流源，恒流源另一端接地，电阻R2另一端连接场效应管P8。6.如权利要求1所述的矿用多通道音频电透视信号发射机，其特征在于，所述隔离驱动电路包括第一驱动电路、第二驱动电路、二极管D1、二极管D2、二极管D3、电容C1、电容COUT1、三极管Q1、三极管Q2、供电电源VCC1、供电电源VCC2、线圈S1、线圈S2、变压器T；供电电源VCC1与二极管D1一端连接，二极管D1另一端连接第一驱动电路一端...

【专利技术属性】
技术研发人员：张军，张涛，刘京科，宫浩，王信文，王小波，
申请(专利权)人：中煤科工集团西安研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：