[发明专利]应用于工程勘察、检测领域的自动控制电火花震源装置

说明书

本发明公开了一种应用于工程勘察、检测领域的自动控制电火花震源装置，包括继电器，继电器输出端的一端与交流220V电源的火线连接，另一端与交流变压器输入端的一端连接，继电器控制端通过电路与控制器连接；交流220V电源的零线与交流变压器输入的另一端连接，交流变压器的输出端与倍压升压装置的输入端连接，倍压升压装置的输出端直接与高压储能电容的输入端连接，通过控制器控制继电器的通断从而实现对高压储能电容充电控制功能。本发明可以自动控制充电、放电，可以极大的提升现场勘探效率，减少人力成本；同步触发信号可以触发声波仪、地震仪、TSP仪等设备，可以与声波仪、地震仪、TSP等设备配套使用，避免了设备的闲置，增强了设备的使用率。

技术领域

本发明涉及交流升压、半波整流、高压电容储能、直流高电压检测、自动化控制等技术，主要应用于工程勘察、检测等领域。

背景技术

工程上运用的震源主要有两类：爆炸震源与非爆炸震源。爆炸震源具有良好的脉冲性能和较高的激发能量，自弹性波探测技术开始一直沿用至今，其缺点在地表或钻井中埋下炸药激发后，会破坏周围环境和钻井，同时产生安全隐患，对现场的恢复需花费人力和物力，再加上现在国家对炸药的管控越来越严，审批程序越来越繁琐，因此，用非爆炸震源代替爆炸震源显得非常迫切。非爆炸震源主要有夯击震源、气枪震源、电磁震源、液压震源和电火花震源，其中电火花震源运用最广。电火花震源的工作原理是高压储能电容通过放电电极在水中放电，激发弹性波波。通过查阅相关资料发现目前电火花震源大部分应用于海洋勘探，陆地勘探的电火花震源虽然有但是较少，且较为沉重，不太适用于陆地上交通不便地区的勘探，偶有轻便的，但其性能欠缺；再者现有陆地电火花震源激发的声波跨孔穿透能力普遍不强，工作效率较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种应用于工程勘察、检测领域的自动控制电火花震源装置，该装置具有全自动化、半自动化、手动三种充放电工作模式的电火花震源；放电时电声转换率高，产生的弹性波频普宽，一致性好，跨孔穿透能力强；同步触发信号装置实时性高、通用性强，可触发声波仪、地震仪、TSP等设备并与其配套使用；切断电源后可自动将储能电容内的剩余能量清除，杜绝高压储能电容剩余带来的安全隐患，安全性能高；重量轻便，便于野外工作携带；可以直接显示放电探头能量的电火花震源。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明主要由两部分构成：硬件和软件。硬件部分包含继电器、交流变压器、倍压升压装置、高压直流采集装置、高压储能电容、高压功率电阻、高压开关、可控硅、带旋转编码器的滑轮、放电探头、感应线圈、键盘、LED灯、旋钮鼠标、显示屏、RS485通信接口、同步触发信号输出接口、蜂鸣器、控制器，硬件连接如图1所示。

硬件内容具体如下：

1)为实现自动对高压储能电容的充电控制，继电器输出端的一端与交流220V电源的火线连接，另一端与交流变压器输入端的一端连接，继电器控制端通过电路与控制器连接；交流220V电源的零线与交流变压器输入的另一端连接，交流变压器的输出端与倍压升压装置的输入端连接，倍压升压装置的输出端直接与高压储能电容的输入端连接，通过控制器控制继电器的通断从而实现对高压储能电容充电控制功能。

2)为实现对高压储能电容实时储存能量的监测，高压直流采集装置的输入端直接与高压储能电容的输入直接连接，高压直流采集装置的数据输出端与控制器连接，高压直流数据采集装置采集到高压储能电容实时存储的能量，通过控制器处理后在显示屏上实时显示。

3)为实现对高压储能电容的放电控制，高压储能电容输出端的正极与可控硅的漏极连接，可控硅的源极与放电探头的正极连接，高压储能电容的负极直接与放电探头的负极连接；可控硅的栅极与源极与控制器连接；通过控制器控制可控硅导通，从而对高压储能电容的放电控制。