一种煤矿井下钻孔远透距电磁波发射探管制造技术

本发明专利技术公开了一种煤矿井下钻孔远透距电磁波发射探管，包括外管，所述的外管中沿轴向依次布置有信号发生电路、双路发射电路和双路天线，所述的外管的轴向前端设置有转接结构；信号发生电路产生固定频率交流信号，通过带屏蔽作用的同轴连接线同步输入双路发射电路的第一发射电路和第二发射电路中，经处理同步输入双路天线中对应两个单路天线上并同步辐射入孔间煤层中，发射信号强度与传播距离的平方成正比，信号能量提高为原来的2倍，其电磁波透射距离是原来的1.4倍，从而在保证煤安要求的情况下实现孔中电磁波信号的远距离透射目的，解决了现有技术中矿井下巷道无线电波透视发射仪器对于孔间小范围的地质构造分辨能力较低的技术问题。低的技术问题。低的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种煤矿井下钻孔远透距电磁波发射探管


[0001]本专利技术属于煤矿井下孔中电磁波透视发射装置领域，涉及一种电磁波发射探管，具体是一种煤矿井下钻孔远透距电磁波发射探管。

技术介绍

[0002]当前煤矿智能化建设发展迅速，煤矿井下工作面地质透明化成为急需解决的关键问题，解决该问题的基础是开展工作面内地质构造的精细探测。按照相关规定，对于受水害、瓦斯影响的采掘工作面必须施工一定数量的探放水孔、瓦斯抽放孔等，以查明一定范围内异常地质构造情况，孔中电磁波透视技术是将发射、接收装置分别置于不同的两个钻孔中，利用电磁波在孔间地质体中的传播衰减规律，实现孔间地质构造精细探查。
[0003]但该技术在实际煤矿井下施工中存在一些问题，由于钻孔施工条件影响，相邻孔之间并非间距固定的平行孔，随着孔深加大，实际孔间距离比孔口间距大，且井下仪器功率受煤安限制，导致电磁波信号在孔中一定深度内无法穿透孔间区域，影响探测效果和探测范围，现有的煤矿井下巷道无线电波透视发射仪器多采用几百KHz工作频率，在巷道能实现较大透视距离发射，然而孔中空间有限且孔中仪器需要钻机或人工推送施工，为了便于施工，仪器长度尺寸都在3m以内，几百KHz频率意味着匹配的发射天线长度尺寸至少在百米级别，米级别的天线会严重影响发射效率进而导致透射距离大打折扣；同时该频段适用于大范围的地质构造普查，对于孔间小范围的地质构造分辨能力有限。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于，提供一种煤矿井下钻孔远透距电磁波发射探管，以解决现有技术中矿井下巷道无线电波透视发射仪器对于孔间小范围的地质构造分辨能力较低的技术问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案予以实现：
[0006]一种煤矿井下钻孔远透距电磁波发射探管，包括外管，所述的外管中沿轴向依次布置有信号发生电路、双路发射电路和双路天线，所述的外管的轴向前端设置有转接结构，所述的外管的轴向后端设置有堵头；
[0007]所述的信号发生电路的输出端与第一发射电路和第二发射电路的输入端分别相连；
[0008]所述的双路发射电路包括结构相同的第一发射电路和第二发射电路；
[0009]所述的双路天线包括两个结构相同的多匝螺旋线圈和设置在两个多匝螺旋线圈之间的屏蔽层；所述的多匝螺旋线圈包括空心管和缠绕在空心管外壁上的单路天线；两路所述的单路天线分别与所述的第一发射电路和第二发射电路的输出端相连。
[0010]本专利技术还包括以下技术特征：
[0011]所述的信号发生电路包括导线连接器J3、单片机U1、DDS频率合成器U2、导线连接器J4和电源VCC2，其中，导线连接器J3引脚1和引脚4均接地，导线连接器J3引脚2与导线连
接器J4引脚3和导线连接器J4引脚4共同连接；导线连接器J3引脚3与单片机U1引脚1和DDS频率合成器U2引脚1共同连接且接电源VCC2，单片机U1引脚3接地，单片机U1引脚2和单片机U1引脚4分别与DDS频率合成器U2引脚3和DDS频率合成器U2引脚5相连，DDS频率合成器U2引脚2与导线连接器J4引脚5和导线连接器J4引脚6共同连接，DDS频率合成器U2引脚4、导线连接器J4引脚7和导线连接器J4引脚8共同连接；DDS频率合成器U2引脚6接地，导线连接器J4引脚1和导线连接器J4引脚2均接地；导线连接器J4的引脚1、引脚3、引脚5和引脚7作为第一个输出端与第一发射电路的输入端相连，导线连接器J4的引脚2、引脚4、引脚6和引脚8作为第二个输出端与第二发射电路的输入端相连。
[0012]所述的第一发射电路包括导线连接器J1、导线连接器J2、变压器T1、变压器T2、三极管S1、场效应管Q1、场效应管Q2，磁芯电感L1，磁芯电感L2，磁芯电感L3，磁芯电感L4，电阻R1，电阻R2，电阻R3，电阻R,4，电阻R5，电阻R6，电阻R7，电阻R8，电阻R9，电阻R10，电容C1，电容C2，电容C3，电容C4，电容C5，电容C6，电容C7，电容C8，电容C9，电容C10，可变电容CB1，空心电感KL1和电源VCC1，其中，导线连接器J1引脚1接地，引脚2接电源VCC1，引脚3和引脚4分别与变压器T1第一端和第四端相连，所述的变压器T1第二端与电容C1一端相连，电容C1第二端与电阻R1一端、电阻R2一端和三极管S1基极共同连接，电阻R1第二端与磁芯电感L2一端相连，磁芯电感L2第二端接电源VCC1；导线连接器J1的引脚1、引脚2、引脚3和引脚4作为输入端与信号发生电路的导线连接器J4的引脚1、引脚3、引脚5和引脚7对应相连；电阻R2第二端与接地；三极管S1发射极与电阻R3一端和电容C7一端共同连接，电阻R3第二端和电容C7第二端相连且接地，三极管S1集电极与变压器T2第三端和电容C2一端共同连接，变压器T2第五端与电容C2第二端、电阻R1第二端和磁芯电感L2一端共同连接，变压器T2第零端和第二端均接地，变压器T2第一端与电阻R4一端和电容C3一端共同连接，电阻R4第二端接地，电容C3第二端与电阻R5一端、电阻R6一端和场效应管Q1栅极共同连接，电阻R5第二端接地；电阻R6第二端与磁芯电感L2第二端、电容C6一端、电容C8一端和电阻R7一端共同连接且接电源VCC1，电容C6第二端和电容C8第二端均接地；场效应管Q1源极与电阻R8一端和电容C9一端共同连接，电阻R8第二端和电容C9第二端相连且接地；场效应管Q1漏极与磁芯电感L3一端和电容C4一端共同连接，磁芯电感L3第二端与电阻R7第二端相连，电容C4第二端与电容C5一端和磁芯电感L1一端共同连接，电容C5第二端接地，磁芯电感L1第二端与电阻R9一端、电阻R10一端和场效应管Q2栅极共同连接，电阻R9第二端接地，电阻R10第二端与电容C10一端和磁芯电感L4一端共同连接且接电源VCC1，电容C10第二端接地，场效应管Q2源极接地，场效应管Q2漏极与磁芯电感L4第二端和可变电容CB1一端共同连接，变电容CB1第二端与空心电感KL1一端相连，空心电感KL1第二端与导线连接器J2引脚1相连，导线连接器J2引脚1接地，导线连接器J2引脚1和引脚2作为输出端与其中一路单路天线的两端相连。
[0013]所述的转接结构包括一端与外管内壁螺纹连接的连接轴和与连接轴另一端螺纹连接的转接头。
[0014]所述的堵头为锥形。
[0015]本专利技术与现有技术相比，有益的技术效果是：
[0016](Ⅰ)本专利技术的探管由孔口供电，通过在转接头上连接钻机或推杆推将探管送入孔并上电开机，由信号发生电路产生固定频率交流信号，通过带屏蔽作用的同轴连接线同步输入双路发射电路的第一发射电路和第二发射电路中，经处理同步输入双路天线中对应两
个单路天线上并同步辐射入孔间煤层中，由于发射源相距很近且信号参数性质相同，两组辐射信号能量相干叠加，信号强度成倍提高，由于两组天线距离很近与工作波长相比可忽略不计，理论上可将两组发射天线类比为两个相邻的极性相同的点电荷，在接收信号强度一定的情况下，发射信号强度与传播本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤矿井下钻孔远透距电磁波发射探管，包括外管(1)，其特征在于，所述的外管(1)中沿轴向依次布置有信号发生电路(2)、双路发射电路(3)和双路天线(4)，所述的外管(1)的轴向前端设置有转接结构(5)，所述的外管(1)的轴向后端设置有堵头(6)；所述的双路发射电路(3)包括结构相同的第一发射电路和第二发射电路；所述的信号发生电路(2)的输出端与第一发射电路和第二发射电路的输入端分别相连；所述的双路天线(4)包括两个结构相同的多匝螺旋线圈(401)和设置在两个多匝螺旋线圈之间的屏蔽层(402)；所述的多匝螺旋线圈(401)包括空心管(40101)和缠绕在空心管(40101)外壁上的单路天线(40102)；两路所述的单路天线(40102)分别与所述的第一发射电路和第二发射电路的输出端相连。2.如权利要求1所述的煤矿井下钻孔远透距电磁波发射探管，其特征在于，所述的信号发生电路(2)包括导线连接器J3、单片机U1、DDS频率合成器U2、导线连接器J4和电源VCC2，其中，导线连接器J3引脚1和引脚4均接地，导线连接器J3引脚2与导线连接器J4引脚3和导线连接器J4引脚4共同连接；导线连接器J3引脚3与单片机U1引脚1和DDS频率合成器U2引脚1共同连接且接电源VCC2，单片机U1引脚3接地，单片机U1引脚2和单片机U1引脚4分别与DDS频率合成器U2引脚3和DDS频率合成器U2引脚5相连，DDS频率合成器U2引脚2与导线连接器J4引脚5和导线连接器J4引脚6共同连接，DDS频率合成器U2引脚4、导线连接器J4引脚7和导线连接器J4引脚8共同连接；DDS频率合成器U2引脚6接地，导线连接器J4引脚1和导线连接器J4引脚2均接地；导线连接器J4的引脚1、引脚3、引脚5和引脚7作为第一个输出端与第一发射电路的输入端相连，导线连接器J4的引脚2、引脚4、引脚6和引脚8作为第二个输出端与第二发射电路的输入端相连。3.如权利要求1所述的煤矿井下钻孔远透距电磁波发射探管，其特征在于，所述的第一发射电路包括导线连接器J1、导线连接器J2、变压器T1、变压器T2、三极管S1、场效应管Q1、场效应管Q2，磁芯电感L1，磁芯电感L2，磁芯电感L3，磁芯电感L4，电阻R1，电阻R2，电阻R3，电阻R,4，电阻R5，电阻R6，电阻R7，电阻R8，电阻R9，电阻R10，电容C1，电容C2，电容C3，电容C4，电容C5，电容C6，电容C7，电容C8，电容C9，电容C10，可变电...

【专利技术属性】
技术研发人员：房哲，刘磊，赵兆，王博，田小超，范涛，王岚，李宇腾，
申请(专利权)人：中煤科工西安研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：