电磁探测仪的发射机及其发射方法技术

本发明专利技术涉及探测领域，具体涉及一种电磁探测仪的发射机及其发射方法，能够将发射机的发射功率调节至最小有效功率。电磁探测仪的发射机包括：信号发射器，其用于发射探测信号；信号采集器，其用于采集反射回的探测数据；主控器，其包括检测模块和逻辑电路，检测模块接收信号采集器发送的探测数据，以检测探测数据为有效或无效；逻辑电路与检测模块连接，当探测数据为有效时逻辑电路发出降低发射探测信号的发射功率的驱动信号，当探测数据为无效时逻辑电路发出增加发射探测信号的发射功率的驱动信号；功率驱动电路，其与逻辑电路连接；功率逆变电路，其分别与驱动电路和信号发射器连接，并根据驱动信号调节信号发射器的发射探测信号的发射功率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及探测领域，具体涉及ー种电磁探測仪的发射机及其发射方法。
技术介绍
电磁探測仪用于在野外作业时探測未知目标，可探测水层、矿区等，在测量控制
起到重要作用。发射机作为电磁探测仪的重要组成部分，负责向未知区域发射信号，从而检测未知区域是否有目标存在。 常用的电磁探测仪的发射机(例如cugtem-8型瞬变电磁探测仪的发射机)从开机工作起就以ー种发射功率向目标发射探測信号。发射机在工作时，需要根据不同的探測目标调节发射功率。现有电磁探测仪的发射机常常需要人工根据日常经验调节发射功率的大小，选择发射线圈的长度。但是，现有的调节需要人工控制，且常常无法将发射机的发射功率调节至能够采集到有效数据的最小发射功率上，即无法调节至最小有效功率。当发射机以较大功率工作时，会消耗很多电能，特别是在野外探测时，无法使电源支撑充足的探測时间。
技术实现思路
本专利技术提供一种电磁探測仪的发射机及其发射方法，能够将发射机的发射功率调节至最小有效功率。本专利技术提供了一种电磁探測仪的发射机，包括信号发射器，其用于向目标发射探測信号；信号采集器，其用于采集所述目标对所述探測信号反射回的探测数据；主控器，其包括检测模块和逻辑电路，所述检测模块与所述信号采集器连接并接收所述信号采集器发送的所述探测数据，以检测所述探测数据为有效或无效；所述逻辑电路与所述检测模块连接，当所述探测数据为有效时所述逻辑电路发出降低发射所述探测信号的发射功率的驱动信号，当所述探测数据为无效时所述逻辑电路发出增加发射所述探测信号的发射功率的驱动信号；功率驱动电路，其与所述逻辑电路连接并接收所述驱动信号；功率逆变电路，其分别与所述驱动电路和所述信号发射器连接，所述功率逆变电路根据所述驱动信号调节所述信号发射器的发射所述探测信号的功率。本专利技术还提供了一种电磁探测仪的发射机的发射方法，包括以初始的发射功率向目标发射探测信号；采集目标对所述探测信号反射回的探测数据；检测所述探测数据为有效或无效；当探測数据为有效时，逐步降低发射探測信号的发射功率，直至确定能接收到有效探测数据的最小功率；当探測数据为无效时，逐步增加发射探測信号的发射功率，直至确定能接收到有效探测数据的最小功率；以该最小功率向目标发射探测信号。通过本专利技术的各实施例提供的电磁探測仪的发射机及其发射方法，能够将发射机的发射功率调节至最小有效功率。本专利技术通过发射机中的信号采集器对探测数据进行预先采集，并通过主控器中的检测模块检测探测数据为有效或无效。当检测到探测数据有效时，逻辑电路向功率驱动电路发出降低发射探測信号的发射功率的驱动信号，功率驱动电路驱动功率逆变电路将发射探測信号的发射功率降低至能接收到有效探测数据的最小功率。当检测到探测数据无效时，逻辑电路向功率驱动电路发出增加发射探測信号的发射功率的驱动信号，功率驱动电路驱动功率逆变电路将发射探测信号的发射功率增加至能接收到有效探测数据的最小功率。本专利技术能够根据检测到的探測数据是否有效将发射机的发射功率调节至最小有效功率，使发射机在最小有效功率下工作，节省资源，延长探测时间。 附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，以下描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图所示实施例得到其它的实施例及其附图。图I为本专利技术的电磁探測仪的发射机的一种实施例的结构示意图。图2为本专利技术的发射方法的一种实施例的流程图。图3为本专利技术的发射方法的另ー种实施例的流程图。具体实施例方式以下将结合附图对本专利技术各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本专利技术所保护的范围。本专利技术提供了一种电磁探測仪的发射机，包括信号发射器，其用于向目标发射探測信号；信号采集器，其用于采集所述目标对所述探測信号反射回的探测数据；主控器，其包括检测模块和逻辑电路，所述检测模块与所述信号采集器连接并接收所述信号采集器发送的所述探测数据，以检测所述探测数据为有效或无效；所述逻辑电路与所述检测模块连接，当所述探测数据为有效时所述逻辑电路发出降低发射所述探测信号的发射功率的驱动信号，当所述探测数据为无效时所述逻辑电路发出增加发射所述探测信号的发射功率的驱动信号；功率驱动电路，其与所述逻辑电路连接并接收所述驱动信号；功率逆变电路，其分别与所述驱动电路和所述信号发射器连接，所述功率逆变电路根据所述驱动信号调节所述信号发射器的发射所述探测信号的功率。在本专利技术的ー个实施例中，电磁探測仪的发射机包括了信号发射器、信号采集器、主控器、功率驱动电路和功率逆变电路。其中，信号发射器可为发射线圈，发射线圈用于向目标发射探測信号，优选地，发射线圈通过线圈中的电流发射波形信号，更优选地，为方波信号。其中，信号采集器可为采集线圈，采集线圈用于采集经目标反射回的探测数据，优选地，探測数据为波形信号，更优选地，为方波信号。其中，主控器中设有检测模块，对采集到的探測数据进行预检测，检测其为有效数据或无效数据。检测模块将对探测数据的检测结果发送至逻辑电路，当检测到探測数据为有效时，逻辑电路向功率驱动电路发出降低发射探測信号的发射功率的驱动信号，功率驱动信号根据该驱动信号驱动功率逆变电路进行功率调节，降低发送探測信号的发射功率。当检测到探測数据为无效时，逻辑电路向功率驱动电路发出增加发射探測信号的发射功率的驱动信号，功率驱动信号根据该驱动信号驱动功率逆变电路进行功率调节，增加发送探測信号的发射功率。在本专利技术的一个实施例中，瞬变电磁感应是利用电磁感应定律的一种时间域人工源电磁探測方法，其利用接地电极或者接地线圈向地下发送脉冲式一次电磁场(简称一次场)，用接地电极或者不接地线圈观测由脉冲电磁场感应的地下涡流所产生的二次电磁场(简称二次场)的空间和时间分布，提取有效地质信息从而来解决有关地质问题的方法。在探测过程中，用阶跃信号驱动发射线圈，根据电磁感应理论，当线圈中的电流值突然下降到零时，由于发射线圈中的电流突变，导致在发射线圈周围产生一次脉冲磁场，即一次场；在一次场的激励下，地下良导体内部被激发出感应电流，如上图中的涡流；涡流随着时间逐渐衰减，从而在地下良导体周围感应出新的磁场，即二次场。涡流在地下良导体内的衰减呈指数衰减形式，二次场主要来源于此衰减的涡流，所以二次场中含有丰富的地质信息，探測接收此二次场信号，进行反演分析，从而能够解释地下良导体的信息。 在本专利技术的一个实施例中，瞬变电磁探测仪发射线圈中通入脉冲电流并向探測目标发射信号作为激励探測目标的场源，并感生二次电流。在脉冲间隙測量二次场随时间变化的响应，即用采集线圈采集探測目标对发射信号反射回的探測数据。并使通过发射机的检测模块检测探测数据的有效性，在这些测量工作完成之后，用后期数据处理软件处理所测数据，由此便可以获得地下介质的电导率值、电性分层、厚度变化、电性体形状和掩埋深度甚至地下电性结构特征等有关的信息。在本专利技术的一个实施例中，脉冲电流为双极性的脉冲电流，双极性的电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电磁探测仪的发射机，其特征在于，包括 信号发射器，其用于向目标发射探测信号； 信号采集器，其用于采集所述目标对所述探测信号反射回的探测数据； 主控器，其包括检测模块和逻辑电路，所述检测模块与所述信号采集器连接并接收所述信号采集器发送的所述探测数据，以检测所述探测数据为有效或无效；所述逻辑电路与所述检测模块连接，当所述探测数据为有效时所述逻辑电路发出降低发射所述探测信号的发射功率的驱动信号，当所述探测数据为无效时所述逻辑电路发出增加发射所述探测信号的发射功率的驱动信号； 功率驱动电路，其与所述逻辑电路连接并接收所述驱动信号； 功率逆变电路，其分别与所述驱动电路和所述信号发射器连接，所述功率逆变电路根据所述驱动信号调节所述信号发射器的发射所述探测信号的功率。2.如权利要求I所述的电磁探测仪的发射机，其特征在于， 所述信号发射器包括发射线圈； 和/或， 所述信号采集器包括采集线圈； 和/或， 所述主控器包括去噪模块和模拟/数字(A/D)信号转换模块，所述去噪模块分别与所述信号采集器和所述模拟/数字(A/D)信号转换模块连接，所述模拟/数字(A/D)信号转换模块连接至所述检测模块，以对所述去噪处理后的所述探测数据进行模拟/数字(A/D)转换后将该探测数据发送至所述检测模块； 和/或， 所述的电磁探测仪的发射机进一步包括存储模块，其与所述信号采集器连接，以对所述探测数据进行存储； 和/或， 所述的电磁探测仪的发射机进一步包括警报器，其与所述检测模块连接，当所述发射机的发射功率增加至最大值且检测到所述探测数据仍为无效时，所述警报器发出警报以更换探测的目标。3.如权利要求2所述的电磁探测仪的发射机，其特征在于，进一步包括 匹配系统，其包括阻尼电阻，该阻尼电阻与所述采集线圈连接，以使所述采集线圈在临界阻尼状态工作。4.如权利要求I所述的电磁探测仪的发射机，其特征在于， 所述逻辑电路包括可编程逻辑(CPLD)控制芯片，该可编程逻辑(CPLD)控制芯片包括分频模块和信号控制模块，所述信号控制模块根据所述分频模块发出所述驱动信号； 和/或， 所述功率逆变电路包括一个或多个功率逆变器，其中，当所述功率逆变电路包括多个所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙光民，韩冬阁，赵德群，彭博，傅博，郑鲲，杨杨，张帆，张媛媛，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：