CN109870724A - 一种瞬变电磁发射及接收装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种瞬变电磁发射及接收装置，包括发射天线、连接导线和接收天线，所述发射天线是由金属导线绕成的线圈，所述发射天线设有两个，且两个发射天线相邻的一端通过连接导线连接，所述发射天线的一侧设有角度调节机构，所述角度调节机构包括支撑件、安装板、安装壳、密封板、固定件和执行装置，所述发射天线的两侧对称固定有支撑件，且发射天线通过支撑件与安装板转动连接，此瞬变电磁发射及接收装置，通过角度调节装置可改变两个发射天线之间的角度，使其可根据待检测物体的大小调节场源叠加的发小，提高了发射天线的实用性，而且在运输时，可将两个发射天线调节至水平，防止其受到外力而损坏，也降低了运输体积。

Description

一种瞬变电磁发射及接收装置

技术领域

本发明涉及电磁发射及接收技术领域，具体为一种瞬变电磁发射及接收装置。

背景技术

目前地面和坑道内应用的瞬变电磁发射天线一般为单匝或多匝回线装置、田字框装置，少量应用“8”子形发射天线装置，发射的一次场均是全空间均匀扩散的，并且接收天线主要接收垂直于发送天线平面的 Z 方向来获取二次场。而发送一次场的全空间的扩散特性，致使接收到的地质信息，不光来自发射天线前方目标体，而是全空间的综合效应，特别是在坑道或者巷道中来自发射天线后方围岩、工字梁、铁轨等干扰体的二次场信号，从而造成天线前方的目标异常畸变，甚至异常响应被干扰淹没。

根据专利号201220316744.0，本实用新型公开了一种瞬变电磁发射及接收装置，包括发射天线和接收天线，发射天线包括由金属导线绕成的两个线圈，两线圈面之间有小于 180 度的夹角，接收天线位于两线圈的夹角平分线上。给发射天线的两个线圈通以相反方向的电流，通过场源叠加的原理，使得发射天线前方的场源强，前方一次场近似水平激发，后方天线外的场源变弱，实现发射的一次场前后不均匀，突出前方异常响应，减弱天线后方的二次场影响，接收天线相当于水平接收发射天线前方二次场的地质信息，使接收到的地质信息更准确。但是，由于场源叠加的强度与两个发射天线之间的角度有关，此技术方案的两个发射天线之间的角度不能调节，因此场源叠加的强度不能根据待检测物体的大小进行调节，降低了发射天线的实用性，而且在运输时，由于两个发射天线之间存在一定的角度，使其容易受力变形，也增大了占用体积。为此，我们提出一种瞬变电磁发射及接收装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种瞬变电磁发射及接收装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种瞬变电磁发射及接收装置，包括发射天线、连接导线和接收天线，所述发射天线是由金属导线绕成的线圈，所述发射天线设有两个，且两个发射天线相邻的一端通过连接导线连接，所述发射天线的一侧设有角度调节机构，所述角度调节机构包括支撑件、安装板、安装壳、密封板、固定件和执行装置，所述发射天线的两侧对称固定有支撑件，且发射天线通过支撑件与安装板转动连接，所述执行装置固定在安装板远离发射天线的一侧，且执行装置的输出端分别与两个发射天线传动连接，所述安装壳的两侧均设有开口，且安装壳套接在执行装置的外侧，所述安装壳的一侧与安装板固定，所述密封板位于安装壳远离安装板一侧的开口的外侧，且密封板通过固定件与安装板固定，所述安装壳的底部固定有高度调节机构，所述接收天线位于两个发射天线之间的中部，且接收天线与安装板固定。

优选的，所述支撑件包括固定板和支撑轴，所述发射天线的两侧对称固定有支撑轴，所述支撑轴远离发射天线的一端通过轴承与固定板转动连接，所述固定板与安装板固定。

优选的，所述执行装置包括传动装置、驱动件、第一螺杆、第二螺杆、调节块和支撑板，所述安装板的中部对称设有条形通槽，所述支撑板设有两个，且两个支撑板对称固定在安装板远离发射天线一侧的条形通槽的两端，所述第一螺杆的一端与第二螺杆的一端固定，所述第一螺杆的另一端与第二螺杆的另一端分别通过轴承与两个支撑板转动连接，所述第一螺杆与第二螺杆的螺纹方向相反，所述调节块的中部设有螺纹孔，所述调节块设有两个，且两个调节块分别通过螺纹孔与第一螺杆和第二螺杆螺纹连接，两个调节块的外侧分别通过传动装置与两个发射天线传动连接，所述传动装置贯穿条形通槽，所述驱动件与第一螺杆的一端传动连接。

优选的，所述传动装置包括伸缩轴、传动轴、连接板和销轴，所述传动轴贯穿条形通槽，且传动轴的一端与发射天线固定，另一端设有盲孔，所述伸缩轴的一端滑动配合在盲孔内，所述销轴贯穿伸缩轴远离传动轴的一端，且销轴与伸缩轴滑动连接，所述销轴的两端分别与两个连接板固定，所述连接板与调节块固定。

优选的，所述传动轴远离调节块的一端设有固定槽，所述发射天线靠近安装板一侧的中部插接在固定槽内，所述传动轴的外侧设有与固定槽相通螺纹孔，所述螺纹孔内螺纹连接有固定螺栓，所述固定螺栓的一端与发射天线相抵。

优选的，所述驱动件包括驱动电机、主动齿轮、安装架、从动齿轮和齿轮链，所述从动齿轮的轴心处与第一螺杆远离第二螺杆的一端固定，且从动齿轮通过齿轮链与主动齿轮传动连接，所述主动齿轮的轴心处与驱动电机的输出轴固定，所述驱动电机通过安装板与安装板固定。

优选的，所述固定件包括固定轴和限位螺丝，所述固定轴的长度与安装壳的宽度相等，且固定轴的一端与安装板固定，所述固定轴远离安装板的一端设有螺纹孔，所述密封板与螺纹孔对应的位置设有通孔，所述限位螺丝位于密封板的外侧，且限位螺丝的一端穿过通孔与固定轴上的螺纹孔螺纹连接。

优选的，所述高度调节机构包括调节轴、支撑筒、限位轴和底座，所述调节轴的顶端与安装壳固定，所述调节轴的外侧设有外螺纹，所述支撑筒的内侧设有内螺纹，且支撑筒与调节轴螺纹连接，所述支撑筒的底端通过轴承与底座转动连接，所述调节轴的中部设有滑孔，所述限位轴滑动配合在滑孔，且限位轴的底端与底座固定，所述限位轴的截面为正六边形结构。

优选的，所述底座靠近发射天线的外侧对称设有支撑杆，所述支撑杆靠近底座的一端设有外螺纹，所述底座上设有螺纹孔，所述支撑杆与底座螺纹连接。

优选的，所述连接导线为螺旋形结构。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过角度调节装置可改变两个发射天线之间的角度，使其可根据待检测物体的大小调节场源叠加的发小，提高了发射天线的实用性，而且在运输时，可将两个发射天线调节至水平，防止其受到外力而损坏，也降低了运输体积。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明密封板结构示意图；

图3为本发明执行装置结构示意图；

图4为本发明高度调节机构结构示意图；

图5为图1中A区域放大图；

图6为图1中B区域放大图；

图7为图1中C区域放大图

图8为图3中D区域放大图

图9为图4中E区域放大图

图10为图6中F区域放大图

图11为图8中G区域放大图。

图中：1-发射天线；2-连接导线；3-角度调节机构；4-支撑件；5-安装板；6-安装壳；7-密封板；8-固定件；9-执行装置；10-高度调节机构；11-接收天线；12-固定板；13-支撑轴；14-传动装置；15-驱动件；16-第一螺杆；17-第二螺杆；18-调节块；19-支撑板；20-条形通槽；21-伸缩轴；22-传动轴；23-连接板；24-销轴；25-盲孔；26-固定槽；27-固定螺栓；28-驱动电机；29-主动齿轮；30-安装架；31-从动齿轮；32-齿轮链；33-固定轴；34-限位螺丝；35-调节轴；36-支撑筒；37-限位轴；38-底座；39-滑孔；40-支撑杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-11，本发明提供一种技术方案：一种瞬变电磁发射及接收装置，包括发射天线1、连接导线2和接收天线11，所述发射天线1是由金属导线绕成的线圈，所述发射天线1设有两个，且两个发射天线1相邻的一端通过连接导线2连接，所述发射天线1的一侧设有角度调节机构3，所述角度调节机构3包括支撑件4、安装板5、安装壳6、密封板7、固定件8和执行装置9，所述发射天线1的两侧对称固定有支撑件4，且发射天线1通过支撑件4与安装板5转动连接，所述执行装置9固定在安装板5远离发射天线1的一侧，且执行装置9的输出端分别与两个发射天线1传动连接，所述安装壳6的两侧均设有开口，且安装壳6套接在执行装置9的外侧，所述安装壳6的一侧与安装板5固定，所述密封板7位于安装壳6远离安装板5一侧的开口的外侧，且密封板7通过固定件8与安装板5固定，所述安装壳6的底部固定有高度调节机构10，所述接收天线11位于两个发射天线1之间的中部，且接收天线11与安装板5固定。

所述支撑件4包括固定板12和支撑轴13，所述发射天线1的两侧对称固定有支撑轴13，所述支撑轴13远离发射天线1的一端通过轴承与固定板12转动连接，所述固定板12与安装板5固定，通过支撑件4对发射天线1起到支撑作用的同时也使其可相对于安装板5转动。

所述执行装置9包括传动装置14、驱动件15、第一螺杆16、第二螺杆17、调节块18和支撑板19，所述安装板5的中部对称设有条形通槽20，所述支撑板19设有两个，且两个支撑板19对称固定在安装板5远离发射天线1一侧的条形通槽20的两端，所述第一螺杆16的一端与第二螺杆17的一端固定，所述第一螺杆16的另一端与第二螺杆17的另一端分别通过轴承与两个支撑板19转动连接，所述第一螺杆16与第二螺杆17的螺纹方向相反，所述调节块18的中部设有螺纹孔，所述调节块18设有两个，且两个调节块18分别通过螺纹孔与第一螺杆16和第二螺杆17螺纹连接，两个调节块18的外侧分别通过传动装置14与两个发射天线1传动连接，所述传动装置14贯穿条形通槽20，所述驱动件15与第一螺杆16的一端传动连接，通过执行装置9调节两个发射天线1之间的角度。

所述传动装置14包括伸缩轴21、传动轴22、连接板23和销轴24，所述传动轴22贯穿条形通槽20，且传动轴22的一端与发射天线1固定，另一端设有盲孔25，所述伸缩轴21的一端滑动配合在盲孔25内，所述销轴24贯穿伸缩轴21远离传动轴22的一端，且销轴24与伸缩轴21滑动连接，所述销轴24的两端分别与两个连接板23固定，所述连接板23与调节块18固定，调节块18通过传动装置14对发射天线1进行驱动，通过伸缩轴21在盲孔25内滑动来控制调节块18运动时与发射天线1的相对距离。

所述传动轴22远离调节块18的一端设有固定槽26，所述发射天线1靠近安装板5一侧的中部插接在固定槽26内，所述传动轴22的外侧设有与固定槽26相通螺纹孔，所述螺纹孔内螺纹连接有固定螺栓27，所述固定螺栓27的一端与发射天线1相抵，通过固定螺栓27可将发射天线1固定在固定槽26内，且便于发射天线1与传动轴22的安装与拆卸。

所述驱动件15包括驱动电机28、主动齿轮29、安装架30、从动齿轮31和齿轮链32，所述从动齿轮31的轴心处与第一螺杆16远离第二螺杆17的一端固定，且从动齿轮31通过齿轮链32与主动齿轮29传动连接，所述主动齿轮29的轴心处与驱动电机28的输出轴固定，所述驱动电机28通过安装板5与安装板5固定，通过驱动件15对发射天线1的转动提供动力。

所述固定件8包括固定轴33和限位螺丝34，所述固定轴33的长度与安装壳6的宽度相等，且固定轴33的一端与安装板5固定，所述固定轴33远离安装板5的一端设有螺纹孔，所述密封板7与螺纹孔对应的位置设有通孔，所述限位螺丝34位于密封板7的外侧，且限位螺丝34的一端穿过通孔与固定轴33上的螺纹孔螺纹连接，通过固定件8对密封板7进行固定，并使其可对安装壳6进行密封。

所述高度调节机构10包括调节轴35、支撑筒36、限位轴37和底座38，所述调节轴35的顶端与安装壳6固定，所述调节轴35的外侧设有外螺纹，所述支撑筒36的内侧设有内螺纹，且支撑筒36与调节轴35螺纹连接，所述支撑筒36的底端通过轴承与底座38转动连接，所述调节轴35的中部设有滑孔39，所述限位轴37滑动配合在滑孔39，且限位轴37的底端与底座38固定，所述限位轴37的截面为正六边形结构，通过高度调节机构10调节发射天线1的高度。

所述底座38靠近发射天线1的外侧对称设有支撑杆40，所述支撑杆40靠近底座38的一端设有外螺纹，所述底座38上设有螺纹孔，所述支撑杆40与底座38螺纹连接，增大了底座38的支撑面积，提高了发射天线1的稳定性。

所述连接导线2为螺旋形结构，连接导线2具有变形恢复的能力，使两个发射天线1转动时，连接导线2的长度可发生变化，防止了连接导线2过松或过紧。

工作原理：

a、发射天线1有两个，其中一个发射天线1按顺时钟方向绕成形，另一个按逆时钟方向绕成形，接收天线11位于两个发射天线1之间的中部，给它们通电时，线圈上的电流方向就相反，它们产生的电磁场的能量就在前方产生叠加，实现发射天线1前方与后方一次场的不均匀，达到突出前方异常响应，减弱天线后方的二次场影响的目的，由于前方一次场类似于水平一次场激发，所以采用水平接收方式，接收前方二次场的地质信息；

b、在对两个发射天线1之间的角度进行调节时，可通过驱动电机28输出轴的转动带动主动齿轮29的转动，主动齿轮29通过齿轮链32与从动齿轮31传动连接，从动齿轮31与第一螺杆16的一端固定，第一螺杆16的另一端与第二螺杆17固定，使主动齿轮29的转动可带动第一螺杆16与第二螺杆17同步转动，第一螺杆16与第二螺杆17的螺纹方向相反，使第一螺杆16与第二螺杆17转动时可带动两个调节块18相向运动，调节块18的运动可通过传动装置14带动发射天线1的转动，从而实现了对两个发射天线1之间的角度的调节；

c、在调节发射天线1的高度时，由于支撑筒36与调节轴35螺纹连接，通过对支撑筒36进行转动可带动调节轴35在其内部上下运动，从而实现了对发射天线1高度的调节，通过限位轴37可防止调节轴35发生转动，提高了发射天线1的稳定性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种瞬变电磁发射及接收装置，包括发射天线（1）、连接导线（2）和接收天线（11），其特征在于：所述发射天线（1）是由金属导线绕成的线圈，所述发射天线（1）设有两个，且两个发射天线（1）相邻的一端通过连接导线（2）连接，所述发射天线（1）的一侧设有角度调节机构（3），所述角度调节机构（3）包括支撑件（4）、安装板（5）、安装壳（6）、密封板（7）、固定件（8）和执行装置（9），所述发射天线（1）的两侧对称固定有支撑件（4），且发射天线（1）通过支撑件（4）与安装板（5）转动连接，所述执行装置（9）固定在安装板（5）远离发射天线（1）的一侧，且执行装置（9）的输出端分别与两个发射天线（1）传动连接，所述安装壳（6）的两侧均设有开口，且安装壳（6）套接在执行装置（9）的外侧，所述安装壳（6）的一侧与安装板（5）固定，所述密封板（7）位于安装壳（6）远离安装板（5）一侧的开口的外侧，且密封板（7）通过固定件（8）与安装板（5）固定，所述安装壳（6）的底部固定有高度调节机构（10），所述接收天线（11）位于两个发射天线（1）之间的中部，且接收天线（11）与安装板（5）固定。

2.根据权利要求1所述的一种瞬变电磁发射及接收装置，其特征在于：所述支撑件（4）包括固定板（12）和支撑轴（13），所述发射天线（1）的两侧对称固定有支撑轴（13），所述支撑轴（13）远离发射天线（1）的一端通过轴承与固定板（12）转动连接，所述固定板（12）与安装板（5）固定。

3.根据权利要求1所述的一种瞬变电磁发射及接收装置，其特征在于：所述执行装置（9）包括传动装置（14）、驱动件（15）、第一螺杆（16）、第二螺杆（17）、调节块（18）和支撑板（19），所述安装板（5）的中部对称设有条形通槽（20），所述支撑板（19）设有两个，且两个支撑板（19）对称固定在安装板（5）远离发射天线（1）一侧的条形通槽（20）的两端，所述第一螺杆（16）的一端与第二螺杆（17）的一端固定，所述第一螺杆（16）的另一端与第二螺杆（17）的另一端分别通过轴承与两个支撑板（19）转动连接，所述第一螺杆（16）与第二螺杆（17）的螺纹方向相反，所述调节块（18）的中部设有螺纹孔，所述调节块（18）设有两个，且两个调节块（18）分别通过螺纹孔与第一螺杆（16）和第二螺杆（17）螺纹连接，两个调节块（18）的外侧分别通过传动装置（14）与两个发射天线（1）传动连接，所述传动装置（14）贯穿条形通槽（20），所述驱动件（15）与第一螺杆（16）的一端传动连接。

4.根据权利要求3所述的一种瞬变电磁发射及接收装置，其特征在于：所述传动装置（14）包括伸缩轴（21）、传动轴（22）、连接板（23）和销轴（24），所述传动轴（22）贯穿条形通槽（20），且传动轴（22）的一端与发射天线（1）固定，另一端设有盲孔（25），所述伸缩轴（21）的一端滑动配合在盲孔（25）内，所述销轴（24）贯穿伸缩轴（21）远离传动轴（22）的一端，且销轴（24）与伸缩轴（21）滑动连接，所述销轴（24）的两端分别与两个连接板（23）固定，所述连接板（23）与调节块（18）固定。

5.根据权利要求4所述的一种瞬变电磁发射及接收装置，其特征在于：所述传动轴（22）远离调节块（18）的一端设有固定槽（26），所述发射天线（1）靠近安装板（5）一侧的中部插接在固定槽（26）内，所述传动轴（22）的外侧设有与固定槽（26）相通螺纹孔，所述螺纹孔内螺纹连接有固定螺栓（27），所述固定螺栓（27）的一端与发射天线（1）相抵。

6.根据权利要求5所述的一种瞬变电磁发射及接收装置，其特征在于：所述驱动件（15）包括驱动电机（28）、主动齿轮（29）、安装架（30）、从动齿轮（31）和齿轮链（32），所述从动齿轮（31）的轴心处与第一螺杆（16）远离第二螺杆（17）的一端固定，且从动齿轮（31）通过齿轮链（32）与主动齿轮（29）传动连接，所述主动齿轮（29）的轴心处与驱动电机（28）的输出轴固定，所述驱动电机（28）通过安装板（5）与安装板（5）固定。

7.根据权利要求1所述的一种瞬变电磁发射及接收装置，其特征在于：所述固定件（8）包括固定轴（33）和限位螺丝（34），所述固定轴（33）的长度与安装壳（6）的宽度相等，且固定轴（33）的一端与安装板（5）固定，所述固定轴（33）远离安装板（5）的一端设有螺纹孔，所述密封板（7）与螺纹孔对应的位置设有通孔，所述限位螺丝（34）位于密封板（7）的外侧，且限位螺丝（34）的一端穿过通孔与固定轴（33）上的螺纹孔螺纹连接。

8.根据权利要求1所述的一种瞬变电磁发射及接收装置，其特征在于：所述高度调节机构（10）包括调节轴（35）、支撑筒（36）、限位轴（37）和底座（38），所述调节轴（35）的顶端与安装壳（6）固定，所述调节轴（35）的外侧设有外螺纹，所述支撑筒（36）的内侧设有内螺纹，且支撑筒（36）与调节轴（35）螺纹连接，所述支撑筒（36）的底端通过轴承与底座（38）转动连接，所述调节轴（35）的中部设有滑孔（39），所述限位轴（37）滑动配合在滑孔（39），且限位轴（37）的底端与底座（38）固定，所述限位轴（37）的截面为正六边形结构。

9.根据权利要求8所述的一种瞬变电磁发射及接收装置，其特征在于：所述底座（38）靠近发射天线（1）的外侧对称设有支撑杆（40），所述支撑杆（40）靠近底座（38）的一端设有外螺纹，所述底座（38）上设有螺纹孔，所述支撑杆（40）与底座（38）螺纹连接。

10.根据权利要求1所述的一种瞬变电磁发射及接收装置，其特征在于：所述连接导线（2）为螺旋形结构。