一种无线电坑透探测方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种无线电坑透探测方法及系统，其中方法包括如下步骤，介质吸收电压差检测、吸收相位差检测；吸收电压差检测：在发射端未工作时，接收端检测接收第一电压值；发射端发送高电压及低电压两种信号，发射端发射高电压信号，接收端检测到高于第一电压值的信号后开始连续记录直至信号稳定，记录稳定后的电压值为第二电压值，发射端发射低电压信号，接收端检测到低于第二电压值且高于第一电压值的信号之后连续记录直至信号稳定，再记录稳定后的电压值为第三电压值；计算第三电压值与第二电压值之间的差值为吸收电压差；解决发生多频段探测信号用于复杂地质环境异常介质勘探的问题。

A radio penetration detection method and system

The invention provides a radio pit penetration detection method and system, which includes the following steps: detection of medium absorption voltage difference, detection of absorption phase difference; detection of absorption voltage difference: detection of receiving first voltage value when the transmitter is not working; transmission of high and low voltage signals at the transmitter, and transmission of transmitter. To transmit high voltage signal, the receiving end detects the signal higher than the first voltage value and records continuously until the signal is stable. The voltage value after recording stability is the second voltage value. The transmitting end transmits the low voltage signal. The receiving end detects the signal lower than the second voltage value and higher than the first voltage value and records continuously until the signal. The third voltage value is recorded after stabilization; the difference between the third voltage value and the second voltage value is calculated as the absorption voltage difference; the problem of multi-band detection signal used for exploration of abnormal medium in complex geological environment is solved.

【技术实现步骤摘要】
一种无线电坑透探测方法及系统
本专利技术涉及矿用地质探测仪器领域，尤其涉及一种新型的方便使用的无线电坑道透视方法。
技术介绍
坑道无线电波透视法(又称坑透法)是利用探测目标与周围介质之间的电性差异来研究确定目标体位置形态，大小及物性参数的一种物探方法。当辐射场电磁波由巷道的一侧发射机发出特定频率电磁波，电磁波遇到电性不同的目标体时就发生波的反射、折射、透射和边缘绕射，以及对波的吸收等现象，造成磁场强度的变化不均，从而改变了场的分布，接收机通过接收天线来测得场的强度大小，通过相关的算法从而得到场的分布情况，根据场的分布和相关的地质资料，来反演推测各种地质异常体如断层、陷落柱、褶曲、煤层厚度变化及煤岩层的破碎等。为了结果的精细度，需要电磁波近视直线透射，少绕射因此频率需要中频段的。由于无线电波需要穿透几百米的煤层厚度，再加煤层内可能有积水、断层、陷落柱、破碎等情况，因此50KHZ～2MHZ左右的比较适合进行穿透，这个频段的频率的发射和接收，普通的高频天线是无法使用，因此目前市面上主要通过RLC谐振电路来实现信号的发射和接收。目前市面上的无线电坑道透视仪，在矿井井下施工过程中，发射机发射信号都是以固定频率、固定功率、固定的相位在发射信号，信号穿透工作面过程中，信号的幅值和相位会发生变化，接收机接收时只能提取信号的幅值这一个信息，而且在施工过程中巷道有些地方有锚网等金属，使得无线电波的信号被屏蔽，造成信号的衰减，而在进行数据处理时，会被认为是工作面内的异常体吸收，导致最后的反演结果出错，严重的会造成重大的安全事故的漏报。因此为了解决发射过程中介质信息不容易探测的问题，本专利技术涉及了一张无线电坑透方法。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题，在于提供一种新型的矿用坑道探测仪器，解决发生多频段探测信号用于复杂地质环境异常介质勘探的问题。本专利技术是这样实现的：一种无线电坑透探测方法，包括如下步骤，介质吸收电压差检测、吸收相位差检测；吸收电压差检测：在发射端未工作时，接收端检测接收第一电压值；发射端发送高电压及低电压两种信号，发射端发射高电压信号，接收端检测到高于第一电压值的信号后开始连续记录直至信号稳定，记录稳定后的电压值为第二电压值，发射端发射低电压信号，接收端检测到低于第二电压值且高于第一电压值的信号之后连续记录直至信号稳定，再记录稳定后的电压值为第三电压值；计算第三电压值与第二电压值之间的差值为吸收电压差；吸收相位差检测：发射端发送不同相位的两种信号，记录两种信号的初始相位差为第一相位差，接收端接收到两组信号的相位差记录为第二相位差，得到第一相位差和第二相位差之间的差值为吸收相位差；更换发射端、接收端的位置，重复进行步骤，吸收电压差检测、吸收相位差检测，得到多个发射端、接收端位置的吸收电压差及吸收相位差数据，根据该数据绘制吸收电压等差地图或吸收相位等差地图，计算地图中等差线梯度变化。一种无线电坑透探测系统，包括发射端、接收端；所述系统用于进行吸收电压差检测、吸收相位差检测；吸收电压差检测：在发射端未工作时，接收端检测接收第一电压值；发射端发送高电压及低电压两种信号，发射端发射高电压信号，接收端检测到高于第一电压值的信号后开始连续记录直至信号稳定，记录稳定后的电压值为第二电压值，发射端发射低电压信号，接收端检测到低于第二电压值且高于第一电压值的信号之后连续记录直至信号稳定，再记录稳定后的电压值为第三电压值；计算第三电压值与第二电压值之间的差值为吸收电压差；吸收相位差检测：发射端发送不同相位的两种信号，记录两种信号的初始相位差为第一相位差，接收端接收到两组信号的相位差记录为第二相位差，得到第一相位差和第二相位差之间的差值为吸收相位差；发射端、接收端还用于在不同的位置重复进行步骤，吸收电压差检测、吸收相位差检测，得到多个发射端、接收端位置的吸收电压差及吸收相位差数据，所述系统还用于根据该数据绘制吸收电压等差地图或吸收相位等差地图，计算地图中等差线梯度变化。本专利技术具有如下优点：通过多点收发信号达成多数据采集，再通过绘制相位差地图来解决无线电坑道探测中异常介质探测的问题。附图说明图1为本专利技术具体实施方式所述的无线电坑道透视仪结构图；图2为本专利技术具体实施方式所述的全桥驱动电路示意图；图3为本专利技术具体实施方式所述的全桥驱动电路示意图；图4为本专利技术具体实施方式所述的多匝线圈设计示意图；图5为本专利技术具体实施方式所述的多频谐振电路示意图；图6为本专利技术具体实施方式所述的无线电坑透探测方法流程图；图7为本专利技术具体实施方式所述的介质中信号直线传播示意图；图8为本专利技术具体实施方式所述的吸收电压等差地图；图9为本专利技术具体实施方式所述的吸收相位差检测方法流程图。具体实施方式为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。这里请看图1，公开了一种无线电坑道透视仪，包括频率合成器，数模转化模块、正向放大器、反向放大器、电压产生模块、全桥驱动电路、多频谐振电路；所述频率合成器与数模转换模块连接，所述数模转换模块与正向放大器、反向放大器连接、所述正向放大器、反向放大器、电压产生模块与全桥驱动电路连接，所述全桥驱动电路与多频谐振电路连接；所述频率合成器用于产生多幅值、多相位的数字信号，所述全桥驱动电路用于对正向放大器、反向放大器的输入信号进行放大；所述多频谐振电路能够切换不同谐振频率并对全桥驱动电路的输入信号进行发射。所述的频率合成器用于生成可调幅值、可调相位的数字信号，如用于产生正弦波、方波、三角波等，可以采用现有的频率合成器的功能部件，如专利201110146684.2、201080014836.1等各种已专利所设计的频率合成器，均能够达到简单地产生数字信号的效果。在优选的实施例中，可以采用自主设计FPGA(Field-ProgrammableGateArray，现场可编程门阵列)内部构建一个多功能的DDS(DirectDigitalSynthesizer，直接数字频率合成器)，其具有幅值，相位实时可调的性能，从而能够根据用户的需求及操作改变发出不同的数字信号。随后，DDS产生的信号经过DAC完成了数字信号到模拟信号的转换，形成对应电压值的模拟信号，再请看后续部分，DAC出来的模拟信号分别通过正向放大器，产生电压值更大且电压值为正值的模拟信号；还通过反向放大器，产生电压值更大且电压值为负值的模拟信号；电压产生模块则连接到全桥驱动电路，根据选择输出对应电压值的电压，用以控制全桥驱动电路的工作。在如图2所示的具体实施例中，请看图中，所述全桥驱动电路包括三极管Q5、Q6、Q8、Q10，所述正向放大器与Q5、Q6的基极连接，所述反向放大器与Q8、Q10的基极连接，Q5和Q8的集电极与电压产生模块连接，Q5的发射极与Q6的集电极连接，Q5的发射极还与多频谐振电路连接；Q8的发射极与Q10的集电极连接，Q8的发射极还与多频谐振电路连接。通过上述设计，能够根据电压产生模块发出的不同电压值信号，将正向放大器、反向放大器的输出进行不同程度的放大，从而供下级电路输出。而在如图3所示的进一步地实施例中，所述全桥驱动电路包括场效应管Q1、Q2、Q3、Q4，所述正向放大器与Q1、Q3的栅极连接，所述反向放大器与Q2、Q4的栅极本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线电坑透探测方法，其特征在于，包括如下步骤，介质吸收电压差检测、吸收相位差检测；吸收电压差检测：在发射端未工作时，接收端检测接收第一电压值；发射端发送高电压及低电压两种信号，发射端发射高电压信号，接收端检测到高于第一电压值的信号后开始连续记录直至信号稳定，记录稳定后的电压值为第二电压值，发射端发射低电压信号，接收端检测到低于第二电压值且高于第一电压值的信号之后连续记录直至信号稳定，再记录稳定后的电压值为第三电压值；计算第三电压值与第二电压值之间的差值为吸收电压差；吸收相位差检测：发射端发送不同相位的两种信号，记录两种信号的初始相位差为第一相位差，接收端接收到两组信号的相位差记录为第二相位差，得到第一相位差和第二相位差之间的差值为吸收相位差；更换发射端、接收端的位置，重复进行步骤，吸收电压差检测、吸收相位差检测，得到多个发射端、接收端位置的吸收电压差及吸收相位差数据，根据该数据绘制吸收电压等差地图或吸收相位等差地图，计算地图中等差线梯度变化。

【技术特征摘要】
1.一种无线电坑透探测方法，其特征在于，包括如下步骤，介质吸收电压差检测、吸收相位差检测；吸收电压差检测：在发射端未工作时，接收端检测接收第一电压值；发射端发送高电压及低电压两种信号，发射端发射高电压信号，接收端检测到高于第一电压值的信号后开始连续记录直至信号稳定，记录稳定后的电压值为第二电压值，发射端发射低电压信号，接收端检测到低于第二电压值且高于第一电压值的信号之后连续记录直至信号稳定，再记录稳定后的电压值为第三电压值；计算第三电压值与第二电压值之间的差值为吸收电压差；吸收相位差检测：发射端发送不同相位的两种信号，记录两种信号的初始相位差为第一相位差，接收端接收到两组信号的相位差记录为第二相位差，得到第一相位差和第二相位差之间的差值为吸收相位差；更换发射端、接收端的位置，重复进行步骤，吸收电压差检测、吸收相位差检测，得到多个发射端、接收端位置的吸收电压差及吸收相位差数据，根据该数据绘制吸收电压等差地图或吸收相位等差地图，计算地图中等差线梯度变化。2.根据权利要求1所述的无...

【专利技术属性】
技术研发人员：王本雄，许能清，陈晓华，
申请(专利权)人：福州华虹智能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35