[实用新型]瞬变电磁探测装置发射机

说明书

(一)技术领域

本实用新型涉及瞬变电磁探测技术，具体为一种瞬变电磁探测装置发射机。

(二)背景技术

瞬变电磁探测法是感应电磁探测法的一种。瞬变电磁探测的原理是：瞬变电磁波在向地下传播的过程中，受到各个地层中不同介质的衰减，不同介质对不同频率的瞬变电磁波衰减值是不同的。只要提取出回波信号中对应于不同地层物质的瞬变电磁信号的特征频谱，就可反演出地层中不同物质。因此瞬变电磁探测在环境保护、水文地质和工程地质、能源和矿业勘探方面得到愈来愈广泛的应用。瞬变电磁装置所发射的瞬变电磁波的幅度的稳定和波形的标准直接关系着探测结果的准确性，另外发射的强度也决定着探测的深度。

现有的瞬变电磁探测装置发射机主要是通过电子开关和转向器将电能转化为一定频率的双极性矩形波电流，发射出来的一定频率的双极性矩形波电流经发送回线向地下发送电磁波。由于发射线圈为电感性负载，开关管关断瞬间，电感中的电流呈指数规律下降，使得发射电流后沿亦呈指数衰减。影响早期信号检测。另外对于蓄电池供电的发射机，在使用的过程中，蓄电池的电压将会逐渐降低，发射电流也将随之降低，也对回波信号造成影响，妨碍处理阶段反演结果的正确性。

故要使瞬变电磁探测装置得到更准确的勘测结果，其发射机需要改进。

(三)实用新型内容

本实用新型的目的是设计一种瞬变电磁探测装置发射机，其电流发射电路的电子开关为绝缘栅双极晶体管(IGBT)组成全桥电路，可实现三种波形输出，且接有无源能量回馈缓冲电路，改善了发射电流波形。

本实用新型设计的瞬变电磁探测装置发射机包括电源、主控电路、数模转换电路、隔离电路、恒流源电路、发射主电路，主控电路为单片机，电源连接主控电路，主控电路经数模转换电路、隔离电路连接恒流源电路。隔离电路将恒流源电路的高压区与主控电路信号区隔离。主控电路的程控信号经数模转换电路送入恒流源电路，调节电源给恒流源电路的脉冲电压。恒流源电路接发射主电路，为其提供稳定的电流，使其发射的电磁波稳定。发射主电路的电子开关为绝缘栅双极晶体管(IGBT)组成的全桥电路，在绝缘栅双极晶体管的集电极和发射极之间反向并联1支快恢复二极管。绝缘栅双极晶体管组成的全桥电路开关性能好，快恢复二极管为无功功率提供一条释放回路，将发射线圈电感负载储存的无功能量反馈回直流侧，改善发射电流波形后沿周。

为了保证电源输出的电压值，电源接有过压欠压监测电路，过压欠压监测电路的输出经模数转换电路接入主控电路，过压欠压监测电路对电源输出电压进行分压检测，检测电压值经模数转换后送入主控电路的单片机，单片机将检测电压值与设定值进行比较。主控电路还接有显示器，当电源的输出电压比设定的最小值小，显示欠压状态，反之，当电源的输出电压比设定的最大值大，显示过压状态。

为了随时精确地检测发射电流，恒流源电路接有过流检测电路，过流检测电路的输出接入主控电路，其电流采样值送入主控电路，单片机对采样值与电流程控值进行比较，以调整恒流源电路，以保证发射电流的稳定。另外当电流检测值超过设定过流值，关断恒流源电路，以免损坏。显示器还可显示发射电流波形和发射电流强度值。

为了保证脉冲发射电流的电压值，发射主电路接有输出电压监测电路，输出电压监测电路的输出接入主控电路，输出电压监测电路检测发射电流的电压值，检测电压值送入主控电路的单片机，单片机将检测电压值与设定值进行比较，对恒流源电路输出的脉冲电压大小进行程控。

为了对电源进行保护，恒流源电路接有过温保护电路，当恒流源的温度超过设定的保护值时，过温保护电路断开恒流源电路，使之停止工作。所述过温保护电路为温度开关。

主控电路还接有显示器，实时显示本装置工作状态。

主控电路还接有报警器，当有电源欠压、过压或恒流源电路过流时，主控电路接通报警器报警。

本实用新型的瞬变电磁探测装置发射机的优点在于：1、主控电路根据程控电源电压，可提供电流强度不同频率不同的发射电流，可根据测量深度的不同选用不同等级，适应浅、中、深不同深度的勘探；2、由于采用了绝缘栅双极晶体管(IGBT)组成全桥电路作为电子开关，且接有快恢复二极管为无功功率提供释放回路，发射电流的脉冲波形标准，提高反演结果的分辨率；3、有电源欠压、过压监测，以免电源电压的变化影响发射电流的稳定；4、过流监测和过温保护，及时发现电流过载和超温，保护恒流源电路；5、集成度高，重量轻，还可采用小型发射线圈，可采用背负式在井下探测。

(四)附图说明

图1本瞬变电磁探测装置发射机实施例的电路框图。

(五)具体实施方式