CN112612061B - 一种无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置、方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置、方法及系统，装置包括：天线支架，用于支撑天线，天线支架内设容纳空间，且开设有天线接口；矿用电池、本安电源保护模块、电流发射模块、信号接收模块和无线通信模块，分别设置在天线支架的容纳空间内；天线搭载于天线支架上，并通过天线接口实现天线与电流发射模块、信号接收模块的连接；无线通信模块，用于与外部的智能终端无线通信，在智能终端的控制下，电流发射电路发射双极性方波或梯形波电流，信号接收电路在发射电流关断后接收包含前方地层二次场信息的总场信号，并通过无线通信模块将返回的总场信号发送至智能终端，实现对前方地层的探测。

Description

一种无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置、方法及系统

技术领域

本申请涉及矿井地球物理勘探领域，具体而言，涉及一种无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置、方法及系统。

背景技术

瞬变电磁法是利用不接地回线或接地线源向地下发射一次脉冲磁场，在一次脉冲磁场间歇期间利用线圈或接地电极观测地下介质中引起的二次感应涡流场的一种方法。瞬变电磁法按照应用范围包含航空、地面、海洋、矿井瞬变电磁法，矿井瞬变电磁法广泛应用于煤矿井下掘进迎头前方、巷道顶底板、工作面顶底板、侧帮水害探测领域，是一种时间域方法。

矿井瞬变电磁探测技术主要用于地下工程中致灾水体探测。现有煤矿瞬变电磁探测仪器都由主机、天线、天线支架组成。主机大且重，在探测中，共需要2-3名人员操作：1名操作人员操作主机，另外1-2名操作人员旋转天线。这样的探测仪器在操作时需要消耗较多的人力资源，且不够灵活。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置、方法及系统，以减少在进行矿井瞬变电磁探测时所需的人力资源，并提升探测时的灵活性。

为了实现上述目的，本申请的实施例通过如下方式实现：

第一方面，本申请实施例提供一种无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置，包括：天线支架，用于搭载天线，所述天线支架设有容纳空间，以及，所述天线支架上开设有天线接口；矿用电池、本安电源保护模块、电流发射模块、信号接收模块和无线通信模块，分别设置在所述天线支架的容纳空间内，所述电流发射模块、所述信号接收模块和所述无线通信模块均与所述本安电源保护模块连接，所述矿用电池与所述本安电源保护模块连接，且所述电流发射模块还与所述信号接收模块连接，所述信号接收模块还与所述无线通信模块连接；天线，搭载于所述天线支架上，并通过所述天线接口实现所述天线与所述电流发射模块和所述信号接收模块的连接；所述无线通信模块，用于与外部的智能终端无线通信，其中，所述智能终端中预设有控制所述无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置运行的程序，在所述智能终端的控制下，所述电流发射模块发射双极性方波或梯形波电流，所述信号接收模块接收返回的含有地层二次场的总场信号，并通过所述无线通信模块将返回的总场信号发送至所述智能终端，实现对探测区域的探测和成像。

在本申请实施例中，通过在天线支架内开设容纳空间，并将矿用电池、本安电源保护模块、电流发射模块(向天线中的发射天线输出双极性方波或梯形波电流)、信号接收模块(采集天线中的接收天线返回的总场信号)和无线通信模块(与智能终端进行通信，从而在智能终端的控制下，进一步控制电流发射模块和信号接收模块的运行)，分别设置在容纳空间内，并将天线搭载于天线支架上，而通过天线支架的天线接口实现天线与电流发射模块、信号接收模块的连接。这样的方式可以将进行矿井瞬变电磁探测所需的模块(如电流发射模块、信号接收模块、矿用电池、本安电源保护模块等)集成在天线支架内部的容纳空间内，而将探测所需的控制程序置于智能终端(例如智能手机、平板电脑等)上，这样就能够通过无线通信模块实现与智能终端的无线通信，从而实现无主机式的瞬变电磁探测。这种无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置，在进行探测时只需结合智能终端(体积、重量很小)即可实现，省去了传统的矿用本安型瞬变电磁探测装置的主机部分，大大优化了矿用本安型瞬变电磁探测装置的体积和重量，在使用无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置时，只需一个人员进行操作即可实现电磁探测，也极大地节约了人力资源的使用，提升了进行矿井瞬变电磁探测的效率。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述天线支架包括多个支杆，所述多个支杆中至少一个设有容纳空间，以便容纳所述矿用电池、所述本安电源保护模块、所述电流发射模块、所述信号接收模块和所述无线通信模块。

在该实现方式中，天线支架可以包括多个支杆，而将矿用电池、本安电源保护模块、电流发射模块、信号接收模块和无线通信模块等部件容纳于其中一个支杆，其他支杆则可以根据需求不做特殊处理，从而便于维护和更换。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述多个支杆中的一个目标支杆设有所述容纳空间，所述目标支杆的一头设有所述天线搭载接头，所述目标支杆的另一头设有支杆连接件，所述支杆连接件与多个用于与支杆连接的支杆接头相连，每个所述支杆接头对应连接一个支杆，且所述支杆以其未设有所述天线搭载接头的一端与所述支杆接头连接。

在该实现方式中，通过将天线支架设计为组装式的支架(即通过目标支杆的另一头设置的支杆连接件连接其他支杆)，从而便于无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置的安装和拆卸，便于携带，使得一个工作人员也能够高效地组装。

结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述支杆连接件与四个所述支杆接头相连，每两个相邻的所述支杆接头的方向相互垂直，所述天线搭载接头安装有支架可伸缩套筒，所述支架可伸缩套筒下方连接有套筒压紧螺纹圈，所述支杆插入所述支架可伸缩套筒内部，可以通过调节所述支杆插入所述可伸缩套筒的长度来调节整个支架的大小，并由所述套筒压紧螺纹圈来固定所述支杆与所述支架可伸缩套筒的相对位置。

在该实现方式中，通过调节支杆插入可伸缩套筒的长度来调节整个支架的大小，一方面可以更加灵活地调节天线的空间形状大小，另一方面可以有利于进一步优化将无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置拆卸后所需要的装箱空间。

结合第一方面，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置还包括充电接口和启动开关，其中所述充电接口与所述天线接口复用，所述充电接口中充电线与本安电源保护模块中电池充电端相连，用于在地面对矿用电池充电；所述启动开关设置在所述天线支架上，且与所述本安电源保护模块连接，用于控制所述无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置的启动或关闭。

第二方面，本申请实施例提供一种本安型瞬变电磁探测方法，所述方法应用于与第一方面或第一方面可能的实现方式中任一项所述的无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置连接的智能终端，所述方法包括：建立与设置好的所述无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置的通信连接；在智能终端设置探测参数，其中，所述探测参数为包括发射电流周期、发射次数的瞬变电磁探测所需参数；旋转所述无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置的天线角度到指定角度后，根据所述探测参数生成控制指令传送给所述无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置中的无线通信模块，以通过所述无线通信模块控制所述电流发射模块向所述天线发射双极性方波或梯形波；在发射电流关断后，所述信号接收模块采集所述天线接收的含有二次场信号的总场信号，并通过所述无线通信模块传递给智能终端；判断电流的发射次数是否达到设置的发射次数；若所述电流的发射次数达到所述预设发射次数，完成对该角度地层的瞬变电磁探测。

在本申请实施例中，通过智能终端(预设有相应的控制程序，用于控制无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置运行)与无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置中无线通信模块的无线通信，可以控制无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置中电流发射模块发射双极性方波或梯形波电流，而信号接收模块接收探测返回的包含地层二次场信号的总场信号后，可以传送给无线通信模块，以将总场信号返回至智能终端，从而实现智能终端对无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置的运行控制。这样的方式可以简单通过人员控制智能终端，调节无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置的旋转角度、探测位置等，依靠一个人即可实现全部探测，且操作难度并不高，能够极大地提升探测效率，节省人力资源。

第三方面，本申请实施例提供一种矿用本安型瞬变电磁探测系统，包括：第一方面或第一方面可能的实现方式中任一项所述的无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置；智能终端，用于通过所述无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置的所述无线通信模块与所述无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置无线通信，以控制所述无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置运行，实现对探测区域的瞬变电磁探测，其中，所述智能终端中安装有用于控制所述无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置运行的程序。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种矿用本安型瞬变电磁探测系统的示意图。

图2为本申请实施例提供的一种智能终端的结构框图。

图3为本申请实施例提供的一种本安型瞬变电磁探测方法的流程图。

图标：100-矿用本安型瞬变电磁探测系统；110-无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置；111-天线；112-天线支架；1121-支杆；1122-天线接口；1123-天线搭载接头；1124-支杆连接件；1125-支杆接头；1126-支架可伸缩套筒；1127-套筒压紧螺纹圈；113-矿用电池；114-信号接收模块；115-电流发射模块；116-无线通信模块；117-本安电源保护模块；118-启动开关；120-智能终端；121-存储器；122-通信单元；123-总线；124-处理器；125-触摸屏。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

请参阅图1，图1为本申请实施例提供的一种矿用本安型瞬变电磁探测系统100的示意图。在本实施例中，矿用本安型瞬变电磁探测系统100可以包括无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置110和智能终端120，智能终端120与无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置110之间可以通信连接，从而通过智能终端120中安装的控制程序控制无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置110的运行。

在本实施例中，无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置110可以包括天线支架112、矿用电池113、电流发射模块115、信号接收模块114、无线通信模块116(例如WIFI模块，蓝牙模块等，此处不作限定)、本安电源保护模块117和天线111。

天线支架112用于搭载天线111，且天线支架112上开设有天线接口1122，天线支架112的架体中设有容纳空间。矿用电池113、本安电源保护模块117、电流发射模块115、信号接收模块114和无线通信模块116等部件可以分别设置在天线支架112的容纳空间内。电流发射模块115、信号接收模块114和无线通信模块116均与本安电源保护模块117连接，矿用电池113与本安电源保护模块117连接，以便矿用电源113为电流发射模块115、信号接收模块114和无线通信模块116等部件供电。电流发射模块115与信号接收模块114连接，信号接收模块114与无线通信模块116连接，以便无线通信模块116与电流发射模块115、信号接收模块114之间信号传输。而天线可以搭载于天线支架112上，并与天线接口1122连接，从而可以实现天线111与电流发射模块115和信号接收模块114的连接，便于电流发射模块115和信号接收模块114的稳定运行。

外部的智能终端120(预设有控制无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置110运行的程序)可以通过与无线通信模块116之间的无线通信，实现对无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置110的运行控制。在智能终端120的控制下，电流发射模块115可以向天线中的发射天线输出双极性方波或梯形波电流，信号接收模块114可以接收返回的包含地层二次场信号的总场信号，并通过无线通信模块116将返回的总场信号发送至智能终端120，从而利用智能终端120控制无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置110实现对探测区域的探测。这样智能终端120就可以通过无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置110的无线通信模块116，与无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置110进行无线通信，从而控制无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置110运行，实现对探测区域的瞬变电磁探测和成像。

通过在天线支架112内开设容纳空间，并将矿用电池113、本安电源保护模块117、电流发射模块115(向天线中的发射天线输出双极性方波或梯形波电流)、信号接收模块114(采集天线中的接收天线返回的总场信号)和无线通信模块116(与智能终端120进行通信，从而在智能终端120的控制下，进一步控制电流发射模块115和信号接收模块114的运行)，分别设置在容纳空间内，并将天线搭载于天线支架112上，而通过天线支架112的天线接口1122实现天线与电流发射模块115和信号接收模块114的连接。这样的方式可以将天线111、天线支架112、以及进行瞬变电磁探测所需的模块(如电流发射模块115、信号接收模块114、矿用电池113、本安电源保护模块117等)集成在天线支架112的容纳空间内，而将探测所需的控制程序置于智能终端120(例如智能手机、平板电脑等)上，这样就能够通过无线通信模块116实现与智能终端120的无线通信，从而实现无主机式的瞬变电磁探测。这种无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置110，在进行探测时只需结合智能终端120(体积、重量很小)即可实现，省去了传统的矿用本安型瞬变电磁探测装置的主机部分，大大优化了矿用本安型瞬变电磁探测装置的体量(减小了体积，减轻了重量)，在使用无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置110时，只需一个人员进行操作即可实现电磁探测，降低了施工强度，也极大地节约了人力资源的使用，提升了进行电磁探测的效率，具有重大实际应用意义。

示例性的，天线支架112可以包括多个支杆1121，多个支杆1121中的至少一个设有容纳空间(为了便于其他支杆的维护和天线支架112整体的设计，以多个支杆1121中的一个支杆1121开设容纳空间为例进行说明，但不应视为对本申请的限定)，以便容纳矿用电池113、电流发射模块115、信号接收模块114、无线通信模块116和本安电源保护模块117。而每个支杆1121的一端可以连接于一处实现多个支杆1121的星形连接，每个支杆1121的另一端则可以设置天线搭载接头1123，用于搭载天线111，并使天线111相对固定。而在多个支杆1121星形连接处的支杆连接件1124设置有天线接口1122，以便天线111的连接。

通过多个支杆1121组成天线支架112，使得多个支杆1121呈星形连接，将天线111承载为所需的空间形状，以便于一次电流的发射和总场信号的接收，从而有利于保证探测质量。而将矿用电池113、本安电源保护模块117、电流发射模块115、信号接收模块114和无线通信模块116等部件容纳于其中一个支杆1121，其他支杆1121则可以根据需求不做特殊处理，从而便于维护和更换。

示例性的，多个支杆1121中设有容纳空间的称为目标支杆，那么目标支杆的一头可以设有天线搭载接头1123(便于搭载和固定天线111，天线搭载接头1123可以为具有与天线111形状一致的卡口，从而便于将天线111扣合在卡口内，起到固定作用)，而目标支杆的另一头可以设有支杆连接件1124，用于与其他支杆1121的连接。

示例性的，支杆连接件1124可以与多个用于与支杆1121连接的支杆接头1125相连，每个支杆接头1125可以对应连接一个支杆1121(与目标支杆连接的支杆接头1125可以为可拆卸的，也可以为不可拆卸的，此处不作限定)，而每个支杆1121均可以以其未设置天线搭载接头1123的一端与支杆接头1125连接。

通过将天线支架112设计为组装式的支架(即通过目标支杆的另一头设置的支杆连接件1124连接其他支杆)，从而便于无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置110的安装和拆卸，便于携带，使得一个工作人员也能够高效地组装。

示例性的，以支杆连接件1124与四个支杆接头1125为例，每两个相邻的支杆接头1125的方向可以相互垂直，从而使得连接好的四个支杆1121之间构成“十”字形，便于支杆连接件1124的设计以及支杆1121的安装。

天线搭载接头1123安装有支架可伸缩套筒1126，支架可伸缩套筒1126下方连接有套筒压紧螺纹圈1127，支杆1121插入支架可伸缩套筒1126内部，可以通过调节所述支杆1121插入所述可伸缩套筒1126的长度来调节整个支架112的大小，并由套筒压紧螺纹圈1127来固定支杆1121与支架可伸缩套筒1126的相对位置。这样有利于根据需要调节支杆1121组装的长度，一方面可以更加灵活地调节天线111的空间形状大小，另一方面可以也有利于进一步优化将无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置110拆卸后所需要的装箱空间。

当然，对于伸缩式支杆，也可以通过支杆伸缩的长度，调节支架的整体大小，从而调节搭载的天线111的空间形状大小。由于调节中需要稳定支杆1121的长度(即，确定需要伸缩多长的支杆后，保持支杆能够稳定维持该长度)，还可以在伸缩式支杆的伸缩部位设置位置紧固件，例如，在伸缩式支杆伸缩到需要位置后，可以通过位置紧固件，稳定伸缩式支杆的长度。例如，通过拧紧螺栓抵持在伸缩部位，使得伸缩部位难以伸缩，从而固定伸缩式支杆的长度。或者，通过螺纹压紧套筒，在伸缩式支杆伸缩到位时压紧，限制伸缩式支杆继续伸缩，此处不作限定。

另外，为了使得无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置110更便于操作，还可以在天线支架112上设置充电接口1122和启动开关118，其中充电接口1122与天线接口1122复用。充电接口1122中充电线与本安电源保护模块117中电池充电端相连，用于在地面对矿用电池113充电；启动开关118设置在所述天线支架上，且与本安电源保护模块117连接，用于控制所述无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置的启动或关闭。这样可以便于工作人员灵活使用无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置110。

请参阅图2，图2为本申请实施例提供的一种智能终端120的结构框图。

本申请的实施例还提供一种智能终端120，智能终端120中可以预设有用于控制无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置110进行瞬变电磁探测和成像的程序(即运行本安型瞬变电磁探测方法的程序)，智能终端120可以为矿用智能手机、矿用平板电脑、矿用笔记本电脑、矿用个人数字助理等便携式的矿用智能电子设备。智能终端120可以包括：通过网络与外界连接的通信单元122、用于执行程序指令的一个或多个处理器124、总线123和不同形式的存储器121，例如，磁盘、ROM、或RAM，或其任意组合，以及，触摸屏125。存储器121、通信单元122、处理器124、触摸屏125之间通过总线123相互连接，实现数据通信。

示例性的，存储器121中存储有程序。通过在触摸屏125上操作，处理器124可以从存储器121调用并运行这些程序，从而便可以通过运行程序而执行本安型瞬变电磁探测方法。处理器124通过对本安型瞬变电磁探测方法的执行，可以实现对探测区域的瞬变电磁探测和成像，并在触摸屏125上可视化。

以上，是对矿用本安型瞬变电磁探测系统100的介绍。以下，将对通过矿用本安型瞬变电磁探测系统100中智能终端120控制无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置110实现的瞬变电磁探测的过程进行详细介绍。

请参阅图3，图3为本申请实施例提供的一种本安型瞬变电磁探测方法的流程图。

在本实施例中，本安型瞬变电磁探测方法可以包括步骤S10、步骤S20、步骤S30、步骤S40、步骤S50、步骤S60、步骤S70、步骤S80、步骤S90、步骤S100和步骤S110。

步骤S10：将天线支架组装好，将天线挂到天线支架上，将天线接头连接至天线支架。

步骤S20：打开天线支架上的电源开关，启动矿用智能终端，建立与所述无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置的无线通信连接。

步骤S30：在智能终端设置探测参数并通过无线连接发送给无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置，其中，所述探测参数为包括发射电流周期、发射次数的井下瞬变电磁探测所需的参数。

步骤S40：旋转天线至需要探测的指定角度后，根据相应指令，所述智能终端通过所述无线通信模块控制所述电流发射模块启动电流发射，以向所述天线发射双极性方波或梯形波。

步骤S50：在所述双极性方波或梯形波电流关断后，信号接收模块采集所述天线中接收天线接收的包含地层二次场信号的总场信号，经过数据处理后通过所述无线传输模块传递给智能终端用于存储和成像。

步骤S60：智能终端判断电流发射次数是否达到所述预设发射次数。

步骤S70：若所述电流发射次数达到所述预设发射次数，完成对当前角度地层的瞬变电磁探测。

步骤S80：若所述电路发射次数未达到所述预设发射次数，则天线角度保持不表，继续发射电流，直到所述电流发射次数达到所述预设发射次数。

步骤S90：判断是否完成本次需要探测的所有角度测点的探测。

步骤S100：若未完成所有角度测点的探测，则旋转天线角度至下一个待测角度，重复S40～S80。

步骤S110：若完成所有角度测点的探测，则完成本次探测，关闭仪器，拆卸天线支架。

为了便于对本方案的理解，以及，为了利用本申请实施例提供的无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置110实现瞬变电磁探测，可以执行步骤S10。

在本实施例中，为了实现对探测区域的瞬变电磁探测，工作人员可以组装无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置110：示例性的，可以将支杆1121通过支杆连接件1124连接起来，将天线搭载接头1123、支架可伸缩套筒1126、套筒压紧螺纹圈1127连接起来，将支杆1121分别插入对应的支架可伸缩套筒1126，组装好天线支架112；而后，可以将天线111搭载于天线支架112上的多个天线搭载接头1123上，从而使得天线111保持相对固定；根据天线周长调整支杆1121插入支架可伸缩套筒1126的长度，并通过套筒压紧螺纹圈1127固定支杆1121和支架可伸缩套筒1126的相对位置，以使天线完全展开；然后可以将天线111连接至天线接口1122，按下启动开关118，即可实现无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置110的组装和启动。

完成组装后，可以执行步骤S20。

智能终端120可以建立与所述无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置110的无线通信连接。

建立连接后，可以执行步骤S30。

可以设置探测参数(可以包括发射电流周期、发射次数等瞬变电磁探测所需的参数)并通过无线连接发送给无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置。当然，预设的探测参数，可以是预先设置好的探测参数，也可以是工作人员现场输入进行设定的探测参数，此处不作限定。

设置完探测参数后，可以执行步骤S40。

示例性的，旋转天线至需要探测的指定角度后，根据相应的指令，智能终端120通过无线通信模块116控制电流发射模块115启动电流发射。例如，矿用本安平板电脑(即智能终端120)可以通过WIFI(无线通信模块116)控制电流发射模块115启动电流发射，向探测区域发射一次场信号。

在控制模块启动电流发射后，可以执行步骤S50。

在所述双极性方波或梯形波电流关断后，信号接收模块114采集所述天线111中接收天线接收的包含地层二次场信号的总场信号，经过数据处理后通过无线传输模块116传递给智能终端用于存储和成像。

在接收到无线通信模块116传回的总场信号后，可以执行步骤S60。

智能终端120可以判断电流发射次数(在当前角度已经发射的电流次数)是否达到预设电流发射次数(在当前角度需要发射的电路次数)。

在电流发射的次数达到预设发射次数时，智能终端120可以执行步骤S70，即完成对该目标探测角度的瞬变电磁探测。而若电流发射次数未达到预设电流发射次数，智能终端120可以执行步骤S80，即保持天线角度不变，继续发射电流直到达到预设电流发射次数，直到满足执行步骤S70的条件为止。

在完成当前角度所有电流发射次数后，可以执行步骤S90。

智能终端120可以判断是否完成本次需要探测的所有角度测点的探测。

在完成所有角度测点的探测后，可以执行步骤S110，即完成本次探测，关闭仪器，拆卸天线支架。而若未完成所有角度测点的探测，则执行步骤S100，即旋转天线角度至下一个待测角度，重复S40～S80。

通过智能终端120(预设有相应的控制程序，用于控制无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置110运行)与无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置110中无线通信模块116的无线通信，可以控制无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置110中电流发射模块115发射双极性方波或梯形波电流，而信号接收模块114采集天线111中接收天线返回的包含地层二次场信息的总场信号后，经过数据处理可以传送给无线通信模块116，以将总场信号返回至智能终端120，从而实现智能终端120对无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置110的运行控制。这样的方式可以简单通过人员控制智能终端120，调节无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置110的旋转角度、探测位置等，依靠一个人即可实现，且操作难度并不高，能够极大地提升探测效率，节省人力资源。

综上所述，本申请实施例提供一种无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置110、方法及系统，通过在天线支架112内开设容纳空间，并将矿用电池113、本安电源保护模块117、电流发射模块115(向天线111中的发射天线输入双极性方波或梯形波电流)、信号接收模块114(采集由天线111中的接收天线接收的包含地层二次场信号的总场信号)和无线通信模块116(与智能终端120进行通信，从而在智能终端120的控制下，进一步控制电流发射模块115和信号接收模块114的运行)，分别设置在容纳空间内，并将天线搭载于天线支架112上，而通过天线支架112的天线接口1122实现天线与电流发射模块115和信号接收模块114的连接。这样的方式可以将天线、天线支架112、以及进行矿井瞬变电磁探测所需的模块(如电流发射模块115、信号接收模块114、矿用电池113、本安电源保护模块、无线通信模块116等)集成在天线支架112的容纳空间内，而将探测所需的控制程序置于矿用智能终端120(例如智能手机、平板电脑等)上，这样就能够通过无线通信模块116实现与智能终端120的无线通信，从而实现无主机式的矿井瞬变电磁探测。这种无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置110，在进行探测时只需结合智能终端120(体积、重量很小)即可实现，省去了传统的矿用本安型瞬变电磁探测装置的主机部分，大大优化了矿用本安型瞬变电磁探测装置的体量，在使用无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置110时，只需一个人员进行操作即可实现电磁探测，也极大地节约了人力资源的使用，提升了进行电磁探测的效率。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

另外，作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

再者，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

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。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，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。

Claims (4)

1.一种无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置，其特征在于，包括：

天线支架，用于支撑天线，所述天线支架设有容纳空间，以及，所述天线支架上开设有天线接口；

矿用电池、本安电源保护模块、电流发射模块、信号接收模块和无线通信模块，分别设置在所述天线支架的容纳空间内，所述电流发射模块、所述信号接收模块和所述无线通信模块均与所述本安电源保护模块连接，所述矿用电池与所述本安电源保护模块连接，且所述电流发射模块还与所述信号接收模块连接，所述信号接收模块还与所述无线通信模块连接；

天线，搭载于所述天线支架上，并通过所述天线接口实现所述天线与所述电流发射模块和所述信号接收模块的连接；

所述无线通信模块，用于与外部的智能终端无线通信，其中，所述智能终端中预设有控制所述无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置运行的程序，在所述智能终端的控制下，所述电流发射模块发射双极性方波或梯形波，所述信号接收模块接收返回的含有地层二次场的总场信号，并通过所述无线通信模块将返回的总场信号发送至所述智能终端，实现对探测区域的探测和成像；

所述天线支架包括多个支杆，所述多个支杆中的至少一个设有容纳空间，以便容纳所述矿用电池、所述本安电源保护模块、所述电流发射模块、所述信号接收模块、所述无线通信模块；

所述多个支杆中至少一个目标支杆设有所述容纳空间，所述目标支杆的一头设有所述天线搭载接头，所述目标支杆的另一头设有支杆连接件，所述支杆连接件与多个用于与支杆连接的支杆接头相连，每个所述支杆接头对应连接一个支杆，且所述支杆以其未设有所述天线搭载接头的一端与所述支杆接头连接；

所述天线搭载接头安装有支架可伸缩套筒，所述支架可伸缩套筒下方连接有套筒压紧螺纹圈，所述支杆在所述支架可伸缩套筒内部，可以通过调节所述支杆插入所述可伸缩套筒的长度来调节整个支架的大小。

2.根据权利要求1所述的无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置，其特征在于，所述无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置还包括充电接口和启动开关，所述充电接口与所述天线接口复用，所述充电接口中充电线与本安电源保护模块中电池充电端相连，用于在地面对矿用电池充电；

所述启动开关设置在所述天线支架上，且与所述本安电源保护模块连接，用于控制所述无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置的启动或关闭。

3.一种本安型瞬变电磁探测方法，其特征在于，所述方法应用于与权利要求1至2中任一项所述的无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置连接的智能终端，所述方法包括：

建立与设置好的所述无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置的通信连接；

在智能终端设置探测参数，其中，所述探测参数为包括发射电流周期、发射次数的瞬变电磁探测所需参数；

旋转所述无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置的天线角度到指定角度后，根据所述探测参数生成控制指令传送给所述无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置中的无线通信模块，以通过所述无线通信模块控制所述电流发射模块向所述天线发射双极性方波或梯形波电流；

在发射电流关断后，所述信号接收模块采集所述天线接收的含有二次场信号的总场信号，并通过所述无线通信模块传递给智能终端；

判断电流的发射次数是否达到设置的发射次数；

若所述电流的发射次数达到所述设置的预设发射次数，完成对该角度地层的瞬变电磁探测。

4.一种矿用本安型瞬变电磁探测系统，其特征在于，包括：

权利要求1至2中任一项所述的无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置；

智能终端，用于通过所述无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置的所述无线通信模块与所述无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置无线通信，以控制所述无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置运行，实现对探测区域的瞬变电磁探测，其中，所述智能终端中安装有用于控制所述无主机式矿用本安型瞬变电磁探测装置运行的程序。