全空间瞬变电磁法物理模型实验用的测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种全空间瞬变电磁法物理模型实验用的测量装置，它包括巷道及测量支架，其特征在于所述巷道由至少三块巷道形板（1）和两块堵头端板（3）组成连接位置密封的棱柱结构，测量支架（6）由测量薄板（4）和三个或三个以上尼龙螺丝（5）组成，尼龙螺丝（5）之间按同一缠绕方向缠绕测量导线（7），测量支架（6）与巷道的一个面平行滑动连接，测量支架（6）两端与测拉绳（8）连接，测拉绳（8）由两块堵头端板（3）上的引出孔引出，测量导线（7）由两块堵头端板（3）上的某一引出孔引出。本实用新型专利技术测量支架和巷道装置简单，调整方便，可以进行拆卸，装置均由非导电性材料构成，因而不会对测量信号产生干扰。本实用新型专利技术能达到科学研究和专业教学中物理模型实验的目的、要求。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

全空间瞬变电磁法物理模型实验用的测量装置
本技术属于地球物理勘探
，涉及地下瞬变电磁法物理模型实验中的地下瞬变电磁法物理模型实验用的测量装置。
技术介绍
地下瞬变电磁法主要用于煤矿巷道岩层内部潜在威胁的采空积水区和含导水构造预测预报，及工程隧道和防空工程中地质灾害预测等。施工装置位于地下巷道内部使得瞬变电磁场的分布变化特征既不同于地表板空间，也不同于无巷道的均匀全空间，因此含巷道瞬变电磁理论与技术研究一直成为该领域的焦点，基于相似准则的物理模型实验研究是最为重要的研究手段之一，也是专业课程实验教学的必备环节。目前实验中最常采用的实验方案为用绝缘胶带将四片有机玻璃缠绕在一起，由此构成巷道空间；两片正方形玻璃中间夹一个小正方形玻璃，固定后形成支架装置，并用漆包线围绕玻璃片缠绕，形成多匝小回线装置。试验时在野外空旷地带挖掘坑槽，将已制作的巷道装置和回线装置放入其中，并用土壤掩埋。由此，实验模型便建立起来。在用与该方案类似的装置进行实验时，存在如下四个问题( I)支架装置固定在巷道装置内的特定位置，不能实现连续测量，而在模型实验中单点资料可信性不高，需要在同一地质环境下的资料集合。( 2 )测量装置进行移动时需要剖开土层，手动将支架装置移动，这样便破坏了实验环境，获取的多测点资料失去可比性。(3)巷道装置两头没有密闭堵头，实验中会有土块涌入，如此便会改变实验环境， 使巷道空腔环境发生变化，不利于研究和分析巷道空间对电磁信号的影响。(4)测量导线电阻率恒定，导致发射电流不能改变，无法调整磁矩，进而无法开展不同发射电流和发射 磁矩条件下瞬变电磁法探测深度及信噪比研究。
技术实现思路
本技术提供一种能满足科学研究和专业教学需要的全空间瞬变电磁法物理模型实验用的测量装置，能解决上述实验中的四个主要问题。同时，本技术作为一个独立的整体，可应用于更为复杂的层状全空间介质内的物理模型实验。本技术所采用的技术方案时间域瞬变电磁法物理模型实验相似准则及附加条件为=和iX-J* A*式中，σ、μ、ε、ω和t分别为电导率、导磁率、介电常数、圆频率和采样时间，L 为所有线型尺度，脚标f表示被模拟的野外系统。在相似准则下对含巷道全空间瞬变电磁法物理模型实验装置进行设计如下。它包括巷道及测量支架，所述巷道由至少三块巷道形板和两块堵头端板组成连接位置密封的棱柱结构，测量支架由测量薄板和三个或三个以上尼龙螺丝组成，尼龙螺丝之 间按同一缠绕方向缠绕测量导线，测量支架与巷道的一个面平行滑动连接，测量支架两端 与测拉绳连接，测拉绳由两块堵头端板上的引出孔引出，测量导线由两块堵头端板上的某 一引出孔引出，测量导线与一个实验用滑动变阻器连接。优选所述巷道由四块巷道形板和两块正方形堵头端板组成连接位置密封的正四 棱柱结构。巷道底部的巷道形板的两侧分别连接一根长管，长管上设有滑行槽口，两个滑行 槽口相对，两个滑行槽口的上槽口侧边或下槽口侧边分别在同一平面上，该平面与巷道底 部的巷道形板平行。进一步优选测量薄板的两端插入滑行槽口与滑行槽口滑动连接。或测量薄板的两端各与一薄板连接，两端的薄板插入滑行槽口与滑行槽口滑动连 接。或测量薄板的两端分别通过两个滑轮支杆与两个滑轮连接，滑轮与测量薄板垂 直，滑轮支杆通过滑行槽口插入长管内，滑轮与长管的管壁或管壁上设有的滑轮槽滑动连 接。测量薄板上设有四个连接孔，四个连接孔组成正方形，在测量薄板的同一侧面上， 四个尼龙螺丝分别与四个连接孔连接，测量导线缠绕在同一侧面的尼龙螺丝上，缠绕测量 导线的这一侧面朝向巷道中间位置。测量薄板沿巷道轴向两端设有拉绳孔，两端的拉绳孔分别与两根测拉绳连接。本技术符合物理模拟相似准则下的技术要求，并能完成物理模型实验的以下 几个任务(1)建立稳定的巷道模型空间和含发射-接收线圈的支架装置。(2)完成多个测 点的连续测量，且不会造成模型环境变化。(3)可根据要求实现不同点距的顶、底板和侧帮 测量。(4)通过变阻器调整发射电流以改变发射磁矩，可开展不同发射磁矩下瞬变电磁法 探测深度与信噪比研究。(5)所有材料为非导电性材料，避免造成额外的感应电磁信号，进 而对实际测量信号产生干扰。本技术测量支架和巷道装置简单，调整方便，可以进行拆 卸，装置均由非导电性材料构成，因而不会对测量信号产生干扰。本技术能达到科学研 究和专业教学中物理模型实验的目的、要求。附图说明图图图图图图图图图图1是本技术实施例1 2是本技术实施例1 3是本技术实施例1 4是本技术实施例1 5是本技术实施例1 6是本技术实施例1 7是本技术实施例1 8是本技术实施例1 9是本技术实施例1 10是本技术实施例的结构示意图。的测量支架局部结构示意图。的侧视结构示意图。的滑轮结构局部示意图。巷道形板的结构示意图。长管的结构示意图。带滑轮槽的长管的横截面结构示意图。 堵头端板的结构示意图。测量薄板的结构示意图。I测量薄板侧视连接结构示意图。图11是本专利技术实施例1滑动变阻器结构示意图。图中巷道形板I，长管2，堵头端板3，测量薄板4，尼龙螺丝5，测量支架6，测量导 线7，测拉绳8，滑动变阻器9。具体实施方式实施例1 :结合附图对实施例做进一步说明它包括巷道及测量支架，所述巷道由四块巷道形板I和两块正方形堵头端板3组 成连接位置密封的正四棱柱结构，测量支架6由测量薄板4和三个或三个以上尼龙螺丝5 组成，尼龙螺丝5之间按同一缠绕方向缠绕测量导线7，测量支架6与巷道的一个面平行滑 动连接，测量支架6两端与测拉绳8连接，测拉绳8由两块堵头端板3上的引出孔引出，测 量导线7由两块堵头端板3上的某一引出孔引出，将引出的测量导线7与滑动变阻器9相 连接。巷道底部的巷道形板I的两侧分别连接一根长管2，长管2上设有滑行槽口，两个 滑行槽口相对，两个滑行槽口的上槽口侧边或下槽口侧边分别在同一平面上，该平面与巷 道底部的巷道形板I平行。平行滑动的方式有如下1、测量薄板4的两端插入滑行槽口与滑行槽口滑动连接；2、测量薄板4的两端各与一薄板连接，两端的薄板插入滑行槽口与滑行槽口滑动 连接；3、测量薄板4的两端分别通过两个滑轮支杆与两个滑轮连接，滑轮与测量薄板4 垂直，滑轮支杆通过滑行槽口插入长管2内，滑轮与长管2的管壁滑动连接，或管壁上设有 的滑轮槽，滑轮与滑轮槽滑动连接。测量薄板4上设有四个连接孔，四个连接孔组成正方形，在测量薄板4的同一侧面 上，四个尼龙螺丝5分别与四个连接孔连接，测量导线7缠绕在同一侧面的四个尼龙螺丝5 上，缠绕方向为顺时针或逆时针，缠绕测量导线7的这一侧面朝向巷道中间位置。测量薄板4沿巷道轴向两端设有拉绳孔，两端的拉绳孔分别与两根测拉绳8连接。制作时如各图中所示，四根I米长，O. 15米宽的硬质聚氯乙烯条巷道形板I组成巷 道的顶、底板和两侧帮，巷道两头由两块O. 15X0. 15平方米的正方形板作为堵头端板3，这 样便形成了巷道相对封闭空腔，同时避免实验中泥沙等材料进入巷道。两块正方形堵头端 板3的边缘处各开一个孔，该孔内由测拉绳8和测量导线7穿过，穿出的测量导线7与滑动 变阻器9连接。两根I米长采用聚氯乙烯材料的长管2两端各开一个孔，在该孔处由尼龙 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全空间瞬变电磁法物理模型实验用的测量装置，它包括巷道及测量支架，其特征在于所述巷道由至少三块巷道形板（1）和两块堵头端板（3）组成连接位置密封的棱柱结构，测量支架（6）由测量薄板（4）和三个或三个以上尼龙螺丝（5）组成，尼龙螺丝（5）之间按同一缠绕方向缠绕测量导线（7），测量支架（6）与巷道的一个面平行滑动连接，测量支架（6）两端与测拉绳（8）连接，测拉绳（8）由两块堵头端板（3）上的引出孔引出，测量导线（7）由两块堵头端板（3）上的某一引出孔引出，引出的测量导线（7）与滑动变阻器（9）相连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨海燕，邓居智，张华，
申请(专利权)人：东华理工大学，
类型：实用新型
国别省市：