一种超前地质预报壁挂式激发极化仪器设备制造技术

本实用新型专利技术提供了一种超前地质预报壁挂式激发极化仪器设备，属于隧道工程技术领域，包括工控机、背板、插接于背板上的采样控制模块、电极控制模块、信号采样滤波模块、恒流输出模块、供电模块、接口面板及插接于隧道岩层的供电电极和测量电极；工控机与采样控制模块连接；采样控制模块分别与电极控制模块、恒流输出模块和信号采样滤波模块相连；电极控制模块分别与信号采样滤波模块、恒流输出模块、供电电极和测量电极连接，信号采样滤波模块与供电电极和测量电极相连；本实用新型专利技术体积轻巧，搭载方便，解决了以往小型隧道主控室内难以搭载大型机柜的困难，而且利用电阻率法和激发极化法准确探测隧道岩层中的水分，提升探测过程的精度和稳定性。精度和稳定性。精度和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种超前地质预报壁挂式激发极化仪器设备


[0001]本技术属于隧道工程
，具体涉及一种超前地质预报壁挂式激发极化仪器设备。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]随着国民经济的快速发展,我国的隧道工程项目也越来越多。由于隧道长度、埋深、水层下掘进等各方面因素的影响,地质条件越趋复杂,隧道施工中遇到的问题也会相应地增多,不可预料的地质灾害如大断层、岩溶、塌方、岩爆、突泥、突水、突瓦斯等成为困绕工程施工的主要难题。这些灾害不但会造成环境破坏、延误工期,更有可能造成人员伤亡,直接和间接经济损失巨大；要保证隧道施工的顺利进行,关键是要预防隧道施工中的地质灾害；因此,使用地质超前探测预报技术和设备,减少隧道施工过程中的盲目性,避免隧道施工过程中可能诱发的重大不良地质或灾害地质的发生已成为隧道施工中一道必不可少的重要工序；隧道或坑道突、涌水源头含水体的超前探测是一直以来备受关注而未能解决的重大科技工程难题,尤其在含水体三维定位与水量预测方面缺乏行之有效的技术方法与装备；因此,研制隧道或坑道掘进面前方含水体超前探测系统与装备具有重要的意义和价值。
[0004]激发极化法，发生在地质介质中因外电流激发而引起介质内部出现电荷分离,由于电化学作用引起附加电场的物理化学现象,称为激发极化(IP，Induced polarization)效应；激发极化法正是以不同地质介质之间的激电效应差异为物质基础,通过观测和研究被测对象的激发极化效应来达到探测预报的目的；研究和实践表明,它作为一种对水体反应灵敏的电磁勘探方法，以其独特的优点(经济、无损、快速及信息丰富等)广泛应用于资源勘探与工程勘察中；它将对隧道不良水体反应灵敏的特点,应用在隧道及地下坑道的超前地质预报中,对工作面前方突水异常体及其涌水量情况进行预报。
[0005]从隧道超前地质预报的需要来看，对于激发极化仪器设备的研发，主要问题如下：
①
原激发极化仪器设备结构复杂，不容易进行后期维护。
②
原有激发极化仪器供电电压太小，导致无法供出大电流，影响探测结果；
③
原有激发极化仪器的结构稳定性差，易出现连接器松动等问题，增加了不可靠性。
④
原有激发极化无法满足各种隧道的复杂情况，在较窄隧洞下，主控室内空间普遍较小，无法搭载大型机柜设备，安装困难。

技术实现思路

[0006]本技术为了解决上述问题，提出了一种超前地质预报壁挂式激发极化仪器设备，将采样控制模块、电极控制模块、信号采样滤波模块、恒流输出模块、供电模块、接口面板插接在背板上，体积轻巧，搭载方便，解决以往小型隧道主控室内难以搭载大型机柜的困难，而且利用电阻率法和激发极化法准确探测隧道岩层中的水分，提升探测过程的精度和稳定性。
[0007]为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：
[0008]本技术第一方面提供了一种超前地质预报壁挂式激发极化仪器设备。
[0009]一种超前地质预报壁挂式激发极化仪器设备，包括工控机、背板、插接于背板上的采样控制模块、电极控制模块、信号采样滤波模块、恒流输出模块、供电模块、接口面板及插接于隧道岩层的供电电极和测量电极；
[0010]所述工控机与采样控制模块连接；采样控制模块分别与电极控制模块、恒流输出模块和信号采样滤波模块相连；
[0011]电极控制模块分别与信号采样滤波模块、恒流输出模块、供电电极和测量电极连接，信号采样滤波模块与供电电极和测量电极相连。
[0012]进一步的，所述接口面板上，安装有供电接口、测量接口、220V供电接口、USB接口、保险丝、接线柱、B/N接口和钥匙开关。
[0013]进一步的，采样控制模块、电极控制模块、信号采样滤波模块分别通过欧式插座连接背板，恒流输出模块、供电模块分别通过47芯CPCI连接器连接背板；
[0014]背板通过60芯CPCI连接器与转接板连接，转接板通过VH连接器与接口面板上的航插和接口连接；
[0015]所述工控机通过接口面板上的USB接口与采样控制模块连接。
[0016]进一步的，所述恒流输出模块包括五路恒流源，每路恒流源包括恒流控制电路和500V开关电源。
[0017]进一步的，所述背板的外侧和顶部分别设置有两块侧面板、一块顶部凹型板和一块底部凹型板，且背板在两块侧面板、一块顶部凹型板和一块底部凹型板的作用下形成一个长方体外壳。
[0018]进一步的，在背板底部与底部凹型板之间依次设有通孔板和隔离变压器板。
[0019]进一步的，所述隔离变压器板上安装有隔离变压器，220V交流电源通过接口面板上的220V供电接口进入设备内部，先连接钥匙开关和旋钮式保险丝座，然后经过通孔板上的通孔连接隔离变压器，然后隔离后的220V交流电源经通孔板上的通孔接到转接板。
[0020]进一步的，所述采样控制模块，包括USB
‑
6289采集卡和转接板，USB
‑
6289采集卡接收信号采样滤波模块传送的电压信号，并在处理后发送至工控机。
[0021]进一步的，所述信号采样滤波模块，包括隔离放大电路和滤波电路。
[0022]进一步的，所述电极控制模块，包括逻辑控制电路，逻辑控制电路接收采样控制模块输出的I/O控制信号，并根据I/O控制信号通断供电电极和采集电极。
[0023]与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0024]本技术的模块连接不涉及连线，所有模块通过插接的方式连接背板，结构轻巧，便于模块的更换，提高了设备可靠性。
[0025]本技术体积轻巧，不占空间，搭载方便，便于搭载在隧道主控室中，解决了以往小型隧道主控室内难以搭载大型机柜的困难。
[0026]本技术的恒流输出模块包括五路恒流单元使仪器设备探测距离更长更远，提高了探测的深度和维度；利用隔离变压器与现场电源隔离，确保了电源的安全性与稳定性；利用电阻率法和激发极化法准确探测隧道岩层中的水分，提升探测过程的精度和稳定性。
附图说明
[0027]构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。
[0028]图1为本技术的整体结构图；
[0029]图2为本技术的设备内部模块结构图；
[0030]图3为本技术的设备45度角视图；
[0031]图4为本技术的正视图；
[0032]图5为本技术中俯视图；
[0033]图6为本技术中各模块的连接框图；
[0034]图中，1、侧面板，2、散热孔，3、转接板，4、滑轨，5、背板，6、把手，7、接口面板，8、钥匙开关，9、旋钮式保险丝座，10、USB接口，11、220V供电接口，12、接线柱，13、供电接口本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超前地质预报壁挂式激发极化仪器设备，其特征在于，包括工控机、背板、插接于背板上的采样控制模块、电极控制模块、信号采样滤波模块、恒流输出模块、供电模块、接口面板及插接于隧道岩层的供电电极和测量电极；所述工控机与采样控制模块连接；采样控制模块分别与电极控制模块、恒流输出模块和信号采样滤波模块相连；电极控制模块分别与信号采样滤波模块、恒流输出模块、供电电极和测量电极连接，信号采样滤波模块与供电电极和测量电极相连。2.如权利要求1所述的一种超前地质预报壁挂式激发极化仪器设备，其特征在于，所述接口面板上，安装有供电接口、测量接口、220V供电接口、USB接口、保险丝、接线柱、B/N接口和钥匙开关。3.如权利要求1所述的一种超前地质预报壁挂式激发极化仪器设备，其特征在于，采样控制模块、电极控制模块、信号采样滤波模块分别通过欧式插座连接背板，恒流输出模块、供电模块分别通过47芯CPCI连接器连接背板；背板通过60芯CPCI连接器与转接板连接，转接板通过VH连接器与接口面板上的航插和接口连接；所述工控机通过接口面板上的USB接口与采样控制模块连接。4.如权利要求1所述的一种超前地质预报壁挂式激发极化仪器设备，其特征在于，所述恒流输出模块包括五路恒流源，每路恒流源包括恒流控制电路和500V开关电源。5.如权利要求1所述的一种超前地质预报壁挂式激发极化仪器设备，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁登民，刘宝川，李尧，曹弘毅，唐华伟，孟彬，余锦东，周成梁，
申请(专利权)人：山东百廿慧通工程科技有限公司，
类型：新型
国别省市：