[实用新型]工程地质探测仪

说明书

(一)技术领域

本实用新型涉及一种地质探测仪，特别是一种应用于工程地质勘察领域的瞬变电磁法工程地质探测仪。

(二)背景技术

目前，在工程地质勘察领域里，地质勘察方法主要是采用物探方法(仪器)，物探方法种类较多，主要有电法、电磁法、地震波和声波法三大类，电法中的充电法、自然电场法和激发极化法主要用于找水；电阻率法对地层岩脉、破碎带、产状等都有较高的测量精度，缺点是要求地形平缓，地质体要有一定的宽度和延伸长度，且受冻土影响严重；电磁法中的甚低频方法，探测深度较浅、要求探测目标相对周围介质呈明显低阻、电磁波干扰不能太大；频率测深法要求地形较平坦、地表覆盖层电阻率不能太低、要求被探测地质体与围岩的电性差异较大，且有一定规模；地质雷达适用于探测目标与周围介质有一定电性差异，且埋深不大、地表覆盖层非含水多、含盐度高、松散介质的情况；地下电磁波法要求探测目标呈低阻、无电磁干扰；地震波和声波法中，均要求被勘测地形较平坦，地震波法探测深度受激振力的限制。以上所述的方法均存在着探测深度较浅、精度低、限制条件较多等缺点。

目前，国内外目前市场上的瞬变电磁法工程地质探测仪主要有中国的EMES-1S、TEMS-3S系列，加拿大的TEM-37系列，澳大利亚的SIRO-TEM。这些仪器在埋体探测、找水找矿等方面取得了较好的应用效果，但是上述市场上的这些瞬变电磁法仪器产品无论从探测深度、动态响应速度、分辨力、测量精度、便携性等方面仍普遍存在着很大的缺点和不足，例如，探测深度浅，(不超过1000米)采样精度低，速度响应慢、分辨能力差、体积过大、重量偏重，目前市场上最轻的瞬变电磁法仪器也有18公斤左右，便携性较差，因此无法很好适应国防工程勘探的需要。

(三)实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种工程地质探测仪，要解决现有仪器结构复杂、体积大、携带不方便的问题；还解决在接收系统电路中，二次场信号动态变化范围大且晚期信号十分微弱的问题；同时解决探测深度不够、响应速度、精度、分辨能力需进一步提高的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种工程地质探测仪，包括与电源1连接的探测仪主机2、与探测仪主机连接的发射线圈3和接收线圈7，在探测仪主机的外壳8内有一个用于数据信息处理和显示的主处理器、一个用于信号发射的发射系统电路和一个用于接收二次场信号的接收系统电路，其特征在于：

上述的主处理器主要是搭载数据采集软件、数据处理软件、传输软件、图像处理软件的单片机，主处理器带有数据接口和内存，并与显示屏连接；关断时间测量电路和电流测量电路经A/D转换模块和缓存器与主处理器信号连接。

上述的接收系统电路中，依次由前置放大器、低通滤波器、程控浮点放大器电路相连接，接收电路经A/D转换模块和缓存器与主处理器信号连接。

上述的发射系统电路包括同步与发射电路和与之连接的保护电路，同步与发射电路与主处理器信号连接。

上述的程控浮点放大器电路包括三八译码器、锁存器和由锁存器控制的八选一开关，二次场信号输入到八个放大倍数都是×2的运算放大器的输入端，这些放大器的输出端都分别连接到三八译码器和八选一开关的输入端，三八译码器的三位编码输出端连接至锁存器的输入端，锁存器的三位输出端分别与八选一开关的三位输出端并接后连接至数据总线，八选一开关的另一输出端连接至A/D转换器。

上述的同步与发射电路是由低阻发射线圈、晶体管放大器T1、T2、T3、T4和电源E组成，正发射脉冲F1与晶体管放大器T1和T4的基极连接；负发射脉冲F2与晶体管放大器T2和T3的基极连接；T1的发射极与T3的集电极同时与发射线圈3的一端连接；T2的发射极与T4的集电极同时与发射线圈3的另一端连接；电源E的正极同时与T1、T2的集电极连接；电源E的负极同时与T3、T4的发射极连接。

本实用新型工程地质探测仪应用瞬变电磁法原理，瞬变电磁法适用于探测目标相对周围介质呈低阻、无游散电流干扰的情况，一般不受地形限制，探测深度较深，如图1所示，瞬变电磁法的技术原理是：通过线圈向地下发射磁脉冲，磁脉冲在穿过地下介质时将产生涡流，涡流便会产生二次磁场，地面接收二次磁场可测出地下介质的电阻率分布，进而推断不良地质单元、地质分层及地下水、地下埋体、等地下异常体的存在部位。与其它物探技术相比，具有灵敏度高、分辨率强、探测深度大、灵活多变、适应性强，以及轻便、快速、廉价诸多优点。