CN217981876U - 一种基于折线形电极结构的电磁测深勘探系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种基于折线形电极结构的电磁测深勘探系统，包括发射系统、地面供电系统和接收系统，接收系统包括两组接收电极M、N以及多通道接收机，两组接收电极M、N分别排列于河流两岸，多通道接收机与第一组接收电极M、N连接，第一组接收电极M、N通过防水电线连接到第二组接收电极M、N，其中，接收电极M、N用于接收电磁勘探信号并产生电位差信号，多通道接收机用于将电位差信号处理成电磁勘探结果并反馈至上位机；多个相邻的接收电极M、N之间呈折线形排列并依次连接。本实用新型可以避开障碍物，同时测量多组电极M、N之间的电位差，得到河流两岸及河流附近的电位差，接收电极布设灵活，适应性强，工作效率高。
Description
技术领域
本实用新型涉及地球物理勘探设备技术领域，具体涉及一种适用于水系附近和复杂条件下的基于折线形电极结构的电磁测深勘探系统。
背景技术
在石油天然气等矿产的勘探技术领域中，可以使用电磁勘探技术进行石油天然气、固体矿产等的勘探。目前频率域电磁测深勘探需要向地下发射预设频率的电流，通过在地表相距一定距离的两个位置布设发射电极向地下供电，通过接收地球电磁场响应来获取地下地质体或矿体电导率分布信息，构建地下介质电导率的结构特征，实现石油天然气、固体矿产等的勘探。
在频率域电磁测深勘探过程中，当遇到河流等水系干扰，无法布设接收电极时，通常在河流两岸布设电极测量电位差，而位于河流之上的点位无法测量。
此外，在频率域电磁测深勘探过程中，当遇到地表障碍物(如建筑物等)干扰，无法布设接收电极时，通常通过增加接收电极M、N电极距离来避让障碍物，传统方法受接收方向所限(接收电极MN只能平行于发射电极AB)，这样只能进行单点测量，或者平移接收电极M、N电极测量，会造成测量点位偏差，效率低。
实用新型内容
本实用新型的目的在于为了解决上述问题而提供的一种可适用于水系附近和复杂地势条件下的的基于折线形电极结构的电磁测深勘探系统。
本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：
一种基于折线形电极结构的电磁测深勘探系统，其包括：布设于地面设定范围内的发射系统，用于向目标勘探区域发射电磁勘探信号；地面供电系统，用于向所述发射系统提供电源；布设于目标勘探区域的接收系统，所述目标勘探区域为河流两岸，所述接收系统包括两组接收电极M、N以及相匹配的多通道接收机，两组接收电极M、N分别排列于河流两岸，所述多通道接收机与第一组所述接收电极M、N连接，第一组所述接收电极M、N通过防水电线连接到第二组所述接收电极M、N，其中，所述接收电极M、N用于接收所述电磁勘探信号并产生电位差信号，所述多通道接收机用于将所述电位差信号处理成电磁勘探结果并反馈至上位机；多个相邻的接收电极M、N之间呈折线形排列并依次连接，以避开目标勘探区域的地表障碍物，其中，所述折线形与水平面形成的夹角为钝角。
进一步的方案是，所述发射系统包括发射机以及由所述发射机控制激发信号的发射电极A、B，所述发射机分别与所述发射电极A、B连接，其中，所述上位机向所述发射机发送第一控制信号，所述上位机向所述多通道接收机发送第二控制信号，所述发射机在所述第一控制信号的控制下生成电磁勘探信号；多个所述接收电极M、N之间将产生的电位差信号经所述多通道接收机反馈给所述上位机。
更进一步的方案是，所述多通道接收机包括：与所述接收电极连接的前置信号处理电路、模拟信号调理电路以及数字信号同步采集模块，所述前置信号处理电路用于放大所述接收电极感应到的电位差信号，所述信号调理电路与所述前置信号处理电路连接，用于将所述前置信号处理电路输出的电位差信号进行放大和高频干扰滤波，并转换成与ADC输入端匹配的电平后发送至所述数字信号同步采集模块，所述数字信号同步采集模块将调理后的模拟信号转换成数字信号，并反馈至所述上位机。
更进一步的方案是，所述数字信号同步采集模块为16个差分通道的数字采集卡，所述数字采集卡通过标准接口与同步卡槽连接，通过同步卡槽提供与上位机连接的通信接口，其中，所述通信接口为RJ45网线通信或WIFI无线通信接口。
更进一步的方案是，两组所述接收电极通过电缆连接所述数字信号同步采集模块，构成多个差分通道，从而得到多路电位差信号。
更进一步的方案是，所述多通道接收机还包括同步时钟模块，所述同步时钟模块用于生成同步时钟信号给所述数字信号同步采集模块和所述发射机。
更进一步的方案是，所述系统还包括CF卡存储模块，所述数字信号同步采集模块在所述第二控制信号的秒同步脉冲控制下，每秒钟启动ADC采样，将模拟信号转换为数字信号并封装成帧，存入所述CF卡存储模块。
更进一步的方案是，所述发射机和所述多通道接收机采用铝质金属壳体封装。
更进一步的方案是，每一组所述接收电极M、N均包括多个接收电极M、N，相邻的接收电极M和接收电极N之间呈折线形排列并依次连接，第一组所述接收电极M、N的最后一个接收电极M通过防水电线连接到第二组所述接收电极M、N的第一个接收电极N。
由此可见，本实用新型提供的由发射系统及接收系统组成，发射系统包括发射机及发射电极A、B，接收系统包括接收机及接收电极M、N，其间以电线相连，可以准确测量电极M、N之间中点的电位差，该装置采用多通道接收机，可以同时测量多组电极M、N之间的电位差，该接收电极分别排列于河流两岸，可在河流上有桥梁或者河流狭窄处将电线通过河流连接两岸电极。
进一步的，本实用新型提出一种适用于水系附近的电极排列方式，使用该装置排列可以测出任意M、N中点的电位差，即通过计算可得到河流两岸及河流附近的电位差，可以减少因河流影响导致的采集空白，一次测量两岸及河流附近的数据，减少接收机移动，提升效率。
进一步的，本实用新型通过测量接收电极M、N之间的电位差，后期计算可得到测量点位的电阻率，可一次性测量多个点位，避免因接收电极MN无法布设造成的测量点位偏移或测量空白，可以进一步提高工作效率。
进一步的，该装置的接收电极采用折线分布，可有效避开地表障碍物，且折线可为任意角度，通过测量相邻接收电极M、N之间的电位差来计算测量点位的电阻率。与传统方法比较，本系统可以避开障碍物，一次性测量多个接收点位的电位差，接收电极布设灵活，适应性强，工作效率高。
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。
附图说明
图1是本实用新型一种基于折线形电极结构的电磁测深勘探系统实施例的原理图。
图2是本实用新型一种基于折线形电极结构的电磁测深勘探系统实施例中接收系统布设在河流两岸的示意图。
图3是本实用新型一种基于折线形电极结构的电磁测深勘探系统实施例中发射系统的原理图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
参见图1至图3，本实用新型所涉及的一种基于折线形电极结构的电磁测深勘探系统，包括：
布设于地面设定范围内的发射系统10，用于向目标勘探区域发射电磁勘探信号；
地面供电系统20，用于向发射系统10提供电源；
布设于目标勘探区域的接收系统30，目标勘探区域为河流两岸，接收系统30包括两组接收电极(31)M、N以及相匹配的多通道接收机32，两组接收电极M、N分别排列于河流两岸，多通道接收机32与第一组接收电极M、N连接，第一组接收电极M、N通过防水电线连接到第二组接收电极M、N，其中，接收电极M、N用于接收电磁勘探信号并产生电位差信号，多通道接收机32用于将电位差信号处理成电磁勘探结果并反馈至上位机100。
在本实施例中，多个相邻的接收电极M、N之间呈折线形排列并依次连接，以避开目标勘探区域的地表障碍物，折线形与水平面形成的夹角为钝角。其中，每一组接收电极M、N均包括多个接收电极M、N，如接收电极M和接收电极N，相邻的接收电极M和接收电极N之间呈折线形排列并依次连接，第一组接收电极M、N的最后一个接收电极M(N)通过防水电线连接到第二组接收电极M、N的第一个接收电极N(M)。
其中，本实施例的多通道接收机32采用8通道接收机，该接收机可以同时测量8组接收电极M、N之间的电位差。接收电极电极分别排列于河流两岸，可在河流上有桥梁或者河流狭窄处将电线通过河流连接两岸电极。
在本实施例中，发射系统10包括发射机11以及由发射机11控制激发信号的发射电极(12)A、B，发射机11分别与发射电极A、B连接，其中，上位机100向发射机11发送第一控制信号，上位机100向多通道接收机32发送第二控制信号，发射机在第一控制信号的控制下生成电磁勘探信号；多个接收电极将产生的电位差信号经多通道接收机32反馈给上位机100。
在本实施例中，多通道接收机32包括：与接收电极连接的前置信号处理电路33、模拟信号调理电路34以及数字信号同步采集模块35，前置信号处理电路33用于放大接收电极感应到的电位差信号，信号调理电路与前置信号处理电路33连接，用于将前置信号处理电路33输出的电位差信号进行放大和高频干扰滤波，并转换成与ADC输入端匹配的电平后发送至数字信号同步采集模块35，数字信号同步采集模块35将调理后的模拟信号转换成数字信号，并反馈至上位机100。
其中，数字信号同步采集模块35为16个差分通道的数字采集卡，数字采集卡通过标准接口与同步卡槽连接，通过同步卡槽提供与上位机100连接的通信接口，其中，通信接口为RJ45网线通信或WIFI无线通信接口。
进一步的，两组接收电极通过电缆连接数字信号同步采集模块35，构成多个差分通道，从而得到多路电位差信号。
在本实施例中，多通道接收机32还包括同步时钟模块40，同步时钟模块40用于生成同步时钟信号给数字信号同步采集模块35和发射机11。
在本实施例中，系统还包括CF卡存储模块50，数字信号同步采集模块35在第二控制信号的秒同步脉冲控制下，每秒钟启动ADC采样，将模拟信号转换为数字信号并封装成帧，存入CF卡存储模块50。
作为优选，发射机11和多通道接收机32采用铝质金属壳体封装。
由此可见，本实用新型提供的由发射系统10及接收系统30组成，发射系统10包括发射机11及发射电极A、B，接收系统30包括接收机及接收电极M、N，其间以电线相连，可以准确测量电极M、N之间中点的电位差，该装置采用多通道接收机32，可以同时测量多组电极M、N之间的电位差，该接收电极分别排列于河流两岸，可在河流上有桥梁或者河流狭窄处将电线通过河流连接两岸电极。
进一步的，本实用新型提出一种适用于水系附近的电极排列方式，使用该装置排列可以测出任意M、N中点的电位差，即通过计算可得到河流两岸及河流附近的电位差，可以减少因河流影响导致的采集空白，一次测量两岸及河流附近的数据，减少接收机移动，提升效率。
进一步的，本实用新型通过测量接收电极M、N之间的电位差，后期计算可得到测量点位的电阻率，可一次性测量多个点位，避免因接收电极MN无法布设造成的测量点位偏移或测量空白，可以进一步提高工作效率。
进一步的，该装置的接收电极采用折线分布，可有效避开地表障碍物，且折线可为任意角度，通过测量相邻接收电极M、N之间的电位差来计算测量点位的电阻率。与传统方法比较，本系统可以避开障碍物，一次性测量多个接收点位的电位差，接收电极布设灵活，适应性强，工作效率高。
上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。
Claims (9)
1.一种基于折线形电极结构的电磁测深勘探系统，其特征在于，包括：
布设于地面设定范围内的发射系统，用于向目标勘探区域发射电磁勘探信号；
地面供电系统，用于向所述发射系统提供电源；
布设于目标勘探区域的接收系统，所述目标勘探区域为河流两岸，所述接收系统包括两组接收电极M、N以及相匹配的多通道接收机，两组接收电极M、N分别排列于河流两岸，所述多通道接收机与第一组所述接收电极M、N连接，第一组所述接收电极M、N通过防水电线连接到第二组所述接收电极M、N，其中，所述接收电极M、N用于接收所述电磁勘探信号并产生电位差信号，所述多通道接收机用于将所述电位差信号处理成电磁勘探结果并反馈至上位机；
多个相邻的接收电极M、N之间呈折线形排列并依次连接，以避开目标勘探区域的地表障碍物，其中，所述折线形与水平面形成的夹角为钝角。
2.根据权利要求1所述的基于折线形电极结构的电磁测深勘探系统，其特征在于：
所述发射系统包括发射机以及由所述发射机控制激发信号的发射电极A、B，所述发射机分别与所述发射电极A、B连接，其中，所述上位机向所述发射机发送第一控制信号，所述上位机向所述多通道接收机发送第二控制信号，所述发射机在所述第一控制信号的控制下生成电磁勘探信号；多个所述接收电极M、N之间将产生的电位差信号经所述多通道接收机反馈给所述上位机。
3.根据权利要求2所述的基于折线形电极结构的电磁测深勘探系统，其特征在于：
所述多通道接收机包括：与所述接收电极连接的前置信号处理电路、模拟信号调理电路以及数字信号同步采集模块，所述前置信号处理电路用于放大所述接收电极感应到的电位差信号，所述信号调理电路与所述前置信号处理电路连接，用于将所述前置信号处理电路输出的电位差信号进行放大和高频干扰滤波，并转换成与ADC输入端匹配的电平后发送至所述数字信号同步采集模块，所述数字信号同步采集模块将调理后的模拟信号转换成数字信号，并反馈至所述上位机。
4.根据权利要求3所述的基于折线形电极结构的电磁测深勘探系统，其特征在于：
所述数字信号同步采集模块为16个差分通道的数字采集卡，所述数字采集卡通过标准接口与同步卡槽连接，通过同步卡槽提供与上位机连接的通信接口，其中，所述通信接口为RJ45网线通信或WIFI无线通信接口。
5.根据权利要求4所述的基于折线形电极结构的电磁测深勘探系统，其特征在于：
两组所述接收电极M、N通过电缆连接所述数字信号同步采集模块，构成多个差分通道，从而得到多路电位差信号。
6.根据权利要求3所述的基于折线形电极结构的电磁测深勘探系统，其特征在于：
所述多通道接收机还包括同步时钟模块，所述同步时钟模块用于生成同步时钟信号给所述数字信号同步采集模块和所述发射机。
7.根据权利要求3至6任一项所述的基于折线形电极结构的电磁测深勘探系统，其特征在于：
所述系统还包括CF卡存储模块，所述数字信号同步采集模块在所述第二控制信号的秒同步脉冲控制下，每秒钟启动ADC采样，将模拟信号转换为数字信号并封装成帧，存入所述CF卡存储模块。
8.根据权利要求2至6任一项所述的基于折线形电极结构的电磁测深勘探系统，其特征在于：
所述发射机和所述多通道接收机采用铝质金属壳体封装。
9.根据权利要求1至6任一项所述的基于折线形电极结构的电磁测深勘探系统，其特征在于：
每一组所述接收电极M、N均包括多个接收电极M、N，相邻的接收电极M和接收电极N之间呈折线形排列并依次连接，第一组所述接收电极M、N的最后一个接收电极M通过防水电线连接到第二组所述接收电极M、N的第一个接收电极N。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202221315594.1U CN217981876U (zh) | 2022-05-27 | 2022-05-27 | 一种基于折线形电极结构的电磁测深勘探系统 |
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| CN202221315594.1U CN217981876U (zh) | 2022-05-27 | 2022-05-27 | 一种基于折线形电极结构的电磁测深勘探系统 |
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| CN217981876U true CN217981876U (zh) | 2022-12-06 |
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| CN202221315594.1U Active CN217981876U (zh) | 2022-05-27 | 2022-05-27 | 一种基于折线形电极结构的电磁测深勘探系统 |
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|---|---|
| CN (1) | CN217981876U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115629421A (zh) * | 2022-12-19 | 2023-01-20 | 吉林大学 | 双折线源磁共振潜在水诱滑坡检测方法及三维正演方法 |
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2022
- 2022-05-27 CN CN202221315594.1U patent/CN217981876U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115629421A (zh) * | 2022-12-19 | 2023-01-20 | 吉林大学 | 双折线源磁共振潜在水诱滑坡检测方法及三维正演方法 |
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