CN110031903B - 一种地下空间瞬变电磁探测车及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地下空间瞬变电磁探测车及方法，通过可伸缩的高强度绝缘材料连接接收探头，可伸缩杆件向同一断面延伸固定发射线圈，搭载了操作平台，岩水收纳器，来进行瞬变电磁现场实地探测，工作时，在作业面上水平释放该高强度平台，使人和设备可以搁置站立在其上，在进行实验时防止仪器与水接触，保护了施工人员的安全，探测车同时设置了一个岩水收纳部分，防止施工现场岩石和水滴落损害仪器和机械设备，红外测距仪的设定可以更加精准的定位线圈的三维位置，探测车除精密机器操作部分外，实现电脑数控一体化，大大节省了现场实验多点采样的时间，同时提升了实验数据的准确度。

Description

一种地下空间瞬变电磁探测车及方法

技术领域

本发明涉及一种地下空间瞬变电磁探测车及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

瞬变电磁，其工作原理是，根据探测目标将多匝发射线圈安置在合适的位置上，将高频率接收线圈安置在距发射线圈5-10米的位置上，发射机向多匝发射线圈发送脉冲电流(频率可根据现场需要进行调试)产生一次场。该一次场向探测目标体扩散，当移动到探测目标体时则产生变化的二次场，即瞬变电磁场。该瞬变电磁场在高频接收线圈中产生感应电压并由数字接收机接收并进行初步处理。

由于瞬变电磁装置适合探水，而现场大多突涌水量较大，因此，现场探测流程，包括安置线圈、移动线圈、接收探头的安置，实验仪器的摆放受到现场环境因素的限制，同时由于现场探测面多靠近裸露危险面，可能存在的掉块会严重威胁到操作人员的安全，同时现有的测距多考现场用卷尺测量。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种地下空间瞬变电磁探测车及方法，本发明通过可伸缩的高强度绝缘材料连接接收探头，其他杆件向同一横断面延伸固定多匝发射线圈来进行实地探测，探测车同时搭载了操作平台，在作业面上释放该高强度平台，使设备可以搁置在其上，在进行实验时防止仪器与水接触，同时保护了施工人员的安全，探测车还设置了一个岩水收纳器，防止施工现场岩石和水滴落损害仪器和机械设备，探测车同时装配了一个红外测距仪，可以更好地定位线圈在三维平面内的位置。

根据一些实施例，本发明采用如下技术方案：

一种地下空间瞬变电磁探测车，包括探测车本体，在所述的探测车本体上设有操作平台、岩水收纳盒，在探测车本体的前端设有竖直的设有一个支撑杆，支撑杆的端部铰接第一连杆，第一连杆的端部铰接第二连杆，第一连杆、第二连杆之间安装有一个驱动缸，用于改变两者之间的夹角；在所述第二连杆上固定有固定杆，在所述的固定杆的一侧设有岩水接触器，所述的岩水接触器通过岩水传输器与所述的岩水收纳盒连通；固定杆的端部设有一个电机，所述的电机可驱动所述探测安装座旋转，在所述的探测安装座的圆周方向设有多个发射线圈固定装置；在探测安装座的中心位置设有接收探头固定装置，在所述的发射线圈固定装置上安装发射线圈，在所述的接收探头固定装置上安装接收探头；且在探测安装座上还设有测距仪。

本发明的第二发明目的是基于上述装置，提出一种地下空间瞬变电磁探测车的工作方法，包括以下步骤：

根据现场实地情况，将探测车行驶至操作位置；

关机连接所有线路，调试多匝发射线圈固定装置至合理截面，同时利用接收探头固定器固定探头，将岩水收纳器调整到合理位置，在实验前开启该步骤，保证安全；

释放操作平台，将控制仪器搭载在操作平台上；

根据现场实地状况，利用红外测距仪确定测点和测线，利用控制仪器控制多匝发射线圈获取多组数据，利用接收探头接收数据，且所述的接收探头将数据传输到控制仪器上。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

全探测车除机器操作部分外，实现电脑数控一体化，大大节省了现场实验多点采样的时间，同时提升了准确度。岩水收纳器的设计充分考虑了瞬变电磁所处的现场施工环境，阻断了岩石和水以及拱顶掉块掉落砸伤人和仪器的可能性，多匝发射线圈固定装置解决了现场绑扎线圈移动线圈的需要，同时探头固定端可以更加精准的进行定位，防止了由于人工操作带来的实验误差。高强度作业平台阻断了地面水和仪器的接触，保证了设备的完整性，此探测车有利于获取更加精确可靠的实验数据，为后期超前地质预报获得更加准确的地质信息提供了有力保障。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1是本发明的正视图；

图2是本发明的实地探测示意图；

图3是本发明的岩水收纳器工作原理示意图；

图4是本发明多匝发射线圈固定装置俯视图；

图中：1探测车本体，2岩水收纳盒，3探测车前端，4操作平台，5岩水传输器，6第一连杆，7驱动缸，8岩水接触器，9固定杆，10电机，11探测安装座，12接收探头固定器，13多匝发射线圈固定装置，14岩水传输孔，15探测车行进部分，16多匝发射线圈，17连接线，18控制仪器，19凹凸不平的实地工作面，20弹性可变接触面，21岩块，22水，23斜向可旋钮式发射线圈挂扣，24正向可旋钮式发射线圈挂扣，25红外测距仪，26第二连杆，27支撑杆。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在本发明中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本发明各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本发明中任一部件或元件，不能理解为对本发明的限制。

本发明中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本发明中的具体含义，不能理解为对本发明的限制。

正如背景技术部分所描述，现有技术中由于瞬变电磁装置适合探水，而现场大多突涌水量较大，因此，现场探测流程，包括安置线圈、移动线圈、接收探头的安置，实验仪器的摆放受到现场环境因素的限制，同时由于现场探测面多靠近裸露危险面，可能存在的掉块会严重威胁到操作人员的安全，同时现有的测距多考现场用卷尺测量；为了解决该问题，本发明公开了一种地下空间瞬变电磁探测车，包括探测车本体，在所述的探测车本体上设有操作平台、岩水收纳盒，所述的操作平台位于探测车本体的头部，可相对于车体抬起或者落下，主要是为了方便车体在非工作状态下的运行。在探测车本体的前端设有竖直的设有一个支撑杆，支撑杆的端部铰接第一连杆，第一连杆的端部铰接第二连杆，第一连杆、第二连杆之间安装有一个驱动缸，用于改变两者之间的夹角；在所述第二连杆上固定有固定杆，在所述的固定杆的一侧设有岩水接触器，所述的岩水接触器通过岩水传输器与所述的岩水收纳盒连通；固定杆的端部设有一个电机，所述的电机可驱动所述探测安装座旋转，在所述的探测安装座的圆周方向设有多个发射线圈固定装置；在探测安装座的中心位置设有接收探头固定装置，在所述的发射线圈固定装置上安装发射线圈，在所述的接收探头固定装置上安装接收探头；且在探测安装座上还设有测距仪；为了精准定位线圈在三维平面的位置。

实施例1

具体的，如图1-图4所示，一种地下空间瞬变电磁探测车，包括探测车本体1、探测部分、作业平台、岩水收纳部分和支撑部分。

本实施例中，探测车本体1的行进部分由履带制成，以便和不同环境下的实验地面进行契合。

上述的高强度作业平台4铰接在探测车本体1的前端端部，两者之间采用铰接方式的原因是使得高强度作业平台4可相对于探测车本体抬起和落下，当不进行作业时，平台抬起，驱动缸7回缩，整个装置的体积减少；当需要作业时，平台落下，驱动缸7伸长，调节前端整个探测部分的位置，开始作业。

进一步的，高强度作业平台4的外圈设有防护栏，可以防止精密仪器掉落。

作为进一步的限定，所述高强度作业平台4可以站立操作人员并且搭载操作仪器，防止仪器和水接触，保证了操作人员的安全性。

进一步的，所述岩水收纳部分由岩水接触器8、岩水传输孔14、岩水传输器5和岩水收纳盒2组成一体，共同运作。

具体的，岩水传输器5的一端通过法兰连接到岩水收纳盒2上，两者之间连通；岩水传输器5的另外一端与岩水接触器8连通，形成岩水传输通路。

岩水接触器8为凹槽状结构，其固定在一个伸缩杆上，用于承载岩土和水，由弹性材料构成，以便更好地和工作面接触，阻断岩石和滴水以及隧道上方拱顶掉块。

上述的岩水传输器5优选选择传输管的结构形式，所述的传输管依次固定在第一连杆、第二连杆、支撑杆和固定杆上，即传输管攀附在第一连杆、第二连杆、支撑杆和固定杆上；传输管作为中间部分与岩水接触器和盐水收纳盒相连。

进一步的，在伸缩杆与所述的固定杆9之间设有一个角度调节装置，所述的角度调节装置调节伸缩杆与所述的固定杆之间的夹角，使得岩水接触器8可以更好的与工作面接触。

所述的岩水接触器通过岩水传输器与所述的岩水收纳盒连通；固定杆9在图1中竖直设置，通过调节驱动缸7可以实现整个检测部分的角度调节。

上述支撑部分包括支撑杆27、第一连杆6、第二连杆26和固定杆9；在探测车本体的前端设有竖直的设有一个支撑杆27，支撑杆27的端部铰接第一连杆6，第一连杆6的端部铰接第二连杆26，第一连杆6、第二连杆26之间安装有一个驱动缸7，用于改变两者之间的夹角，在所述第二连杆26上固定有固定杆9，在所述的固定杆9的一侧设有岩水接触器，固定杆9的端部安装有检测部分；

上述驱动缸可以采用气缸或者液压缸等，根据实际需要进行选择；所述驱动缸可以在横向和纵向平面内延伸，使得该探测车可以完成全断面测线测量。

上述的支撑杆27、第一连杆6、第二连杆26和固定杆9，选优的采用由高强度铝合金制成，轻便同时强度高。

上述的驱动缸7可选择气缸，也可选择液压缸，优选的采用气缸。

上述的所述固定杆9的端部由高强度绝缘材料制成，防止金属材料的对实验结果的影响。

探测部分包括电机10、探测安装座11、发射线圈固定装置13、接收探头固定装置12、接收探头、发射线圈16、红外测距仪25；固定杆9的端部设有一个电机，所述的电机可驱动所述探测安装座旋转，在所述的探测安装座的圆周方向设有多个发射线圈固定装置；在探测安装座11的中心位置设有接收探头固定装置，在所述的发射线圈固定装置上安装发射线圈，在所述的接收探头固定装置上安装接收探头；

进一步的，在探测安装座上还设有红外测距仪25，可以精准的测量发射线圈在三维工作面的具体位置；红外测距仪25可以检测水平距离和竖直距离，具体结构如图2所示；不难理解的在其他实施例中，红外测距仪25还可以替换成激光测距仪，或者距离测量传感器。

进一步的，发射线圈固定装置13由可伸缩连接杆制成，可伸缩连接杆的端部为固定卡扣，以便固定和拉直发射线圈；由发射线圈可伸缩连接杆任意伸长，达到调节长度和截面的目的，以便更好地调整固定该线圈；发射线圈固定装置13沿着探测安装座11的外圈布置一圈，可以参考图4；在图4中设置了8个，在发射线圈固定装置的端部设置斜向可旋钮式发射线圈挂扣23和正向可旋钮式发射线圈挂扣24。

进一步的，上述的电机10可选择步进电机，伺服电机等，具体的根据实际情况进行选择。

如图2所示，为实地探测示意图，探测车通过操作杆释放高强度作业平台4，操作人员站立其上，连接控制仪器18，多匝发射线圈16通过多匝发射线圈固定装置13连接，接收探头固定器12固定好探头后由机器控制对准发射线圈16中心探头连接线17连接至仪器上，同时可以利用红外测距仪25精准定位线圈在三维平面的位置，如图2中的虚线所示，红外测距仪25检测为虚线显示的水平距离和竖直距离。

如图3所示，为岩水收纳器工作原理示意图，弹性可变接触面接触凹凸不平的实地工作面19，工作面上的危险岩块21、危险滴水22通过岩水收纳器运送到岩水收纳盒2中，后期进行排除。

如图4所示，为多匝发射线圈固定装置俯视图，斜向可旋钮式发射线圈挂扣23和正向可旋钮式发射线圈挂扣24固定发射线圈16。

本探测车适用于各种瞬变电磁的工作面。弹性接触面可以很好的和各种工作面接触。探测车各个装置的尺寸可根据实际需要进行更改，其他尺寸进行原比例调整。

实施例2

本实施例基于实施例1中所公开的地下空间瞬变电磁探测车，公开了具体的操作方法，包括以下步骤：

步骤1：根据现场实地情况，将探测车行驶至操作位置。

步骤2：关机连接所有线路，调试多匝发射线圈固定装置至合理截面，同时利用接收探头固定器固定探头，同时操作人员将岩水收纳部分调整到合理位置，在实验前开启该步骤，保证安全。

步骤3：释放高强度操作平台，将控制仪器搭载在其上，实验人员就位。

步骤4：根据现场实地状况，利用红外测距仪测距确定测点和测线，利用控制仪器控制移动多匝发射线圈获取多组数据；利用接收探头接收数据，且所述的接收探头将数据传输到控制仪器上。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (9)

1.一种地下空间瞬变电磁探测车，其特征在于，包括探测车本体，在所述的探测车本体上设有操作平台、岩水收纳盒，在探测车本体的前端设有竖直的设有一个支撑杆，支撑杆的端部铰接第一连杆，第一连杆的端部铰接第二连杆，第一连杆、第二连杆之间安装有一个驱动缸，用于改变两者之间的夹角；在所述第二连杆上固定有固定杆，在所述的固定杆的一侧设有岩水接触器，所述的岩水接触器通过岩水传输器与所述的岩水收纳盒连通；固定杆的端部设有电机，所述的电机可驱动探测安装座旋转，在所述的探测安装座的圆周方向设有多个发射线圈固定装置；在探测安装座的中心位置设有接收探头固定装置，在所述的发射线圈固定装置上安装发射线圈，在所述的接收探头固定装置上安装接收探头；且在探测安装座上还设有测距仪。

2.如权利要求1所述的一种地下空间瞬变电磁探测车，其特征在于，所述的操作平台位于探测车本体的头部，可相对于探测车本体抬起或者落下。

3.如权利要求1所述的一种地下空间瞬变电磁探测车，其特征在于，所述的发射线圈固定装置为一个伸缩杆，在伸缩杆的头部安装有线圈挂扣。

4.如权利要求1所述的一种地下空间瞬变电磁探测车，其特征在于，所述的岩水接触器为一个凹槽状的弹性件，其固定在一个伸缩杆上，用于承载岩土和水。

5.如权利要求4所述的一种地下空间瞬变电磁探测车，其特征在于，所述的伸缩杆与所述的固定杆之间设有一个角度调节装置，所述的角度调节装置调节伸缩杆与所述的固定杆之间的夹角。

6.如权利要求1所述的一种地下空间瞬变电磁探测车，其特征在于，所述的岩水传输器为一个传输管，所述的传输管固定在第一连杆、第二连杆、支撑杆上。

7.如权利要求1所述的一种地下空间瞬变电磁探测车，其特征在于，所述的测距仪可检测水平距离和竖直距离。

8.如权利要求1所述的一种地下空间瞬变电磁探测车，其特征在于，所述的测距仪采用红外测距仪。

9.基于权利要求1-8任一所述的地下空间瞬变电磁探测车进行工作的方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据现场实地情况，将探测车行驶至操作位置；

关机连接所有线路，调试多匝发射线圈固定装置至合理截面，同时利用接收探头固定器固定探头，将岩水收纳器调整到合理位置，在实验前开启该步骤，保证安全；

释放操作平台，将控制仪器搭载在操作平台上；

根据现场实地状况，利用红外测距仪确定测点和测线，利用控制仪器控制多匝发射线圈获取多组数据，利用接收探头接收数据，且所述的接收探头将数据传输到控制仪器上。

Images