[发明专利]一种模块化、便携式TEM数据采集装置

说明书

技术领域

本发明属于地球物理探测领域，具体涉及一种模块化、便携式TEM数据采集装置。

背景技术

在矿业整合开发利用以前，一定时间内的无序采矿活动，造就了数量不明、规模不等和位置不清的采空区，他们大量分布于整合开采矿山的露天采场和井下采场范围内，实时威胁采矿生产安全，并不时发生与采空区相关的安全事故，轻则矿区地面沉降，影响开采和运输，重则大型空区塌陷造成生产车辆坠毁，严重危害人类的生命财产安全，制约了矿业经济发展。

针对上述问题，急需查明采空区的空间位置和大小，及时处理，全力保障矿山的安全生产。而目前对采空区的探测主要采用钻探和物探两种方法，尤以物探高效、快捷、成本低而大规模采用，特别是其中的瞬变电磁法适用于深凹露天采坑和井下狭窄空间，这主要得益于其具有多种数据采集装置。重叠回线装置是其最常用的数据采集装置，即为直径大于50米的发射线圈和接收线圈重叠的装置,回线圈一般铺设成正方形。而实际应用中为实现对一定深度范围内采空区的精确探测，采用2-3米的多匝小线圈装置，主要靠增加线圈匝数的形式来增大线圈发射面积，提高发射磁矩，增强感应信号强度，来实现狭小空间内的一定深度范围内的空区探测，即匝数越多探测深度越大。

但传统的多匝小回线装置，一般限于10-20匝，采用人工绕线柱绕制，成型后无固定装置，且一次成型，匝数固定，在实际应用中存在布线繁琐，线圈易变形等问题，且无法在实际工作中根据测量需求增减线圈匝数，以达到对一定埋深范围内的采空区进行精准探测。

发明内容

本发明提供一种模块化、便携式TEM数据采集装置，能够在狭窄空间内开展高效的地球物理探测工作，提高瞬变电磁法探测效率及精度，解决传统数据采集装置存在线圈铺设繁琐、易变形、数据测量精度不高和无法增减线圈匝数的问题，最终达到利用新型数据采集装置实现对深凹露天采坑和井下狭窄采矿空间安全威胁范围内的不明采空区精确探测。

本发明的技术方案如下：

一种模块化、便携式TEM数据采集装置，包括可折叠绕线框和导线，所述可折叠绕线框包括支座、四个转轴、四个支撑杆和绕线头，所述支撑杆通过所述转轴与所述支座连接在一起，四个所述转轴位于同一平面内，相邻的两个所述转轴之间夹角为90°；所述支撑杆的端头设有所述绕线头；四个支撑杆处于打开状态位于同一平面内，形成正方形绕线框结构，所述导线缠绕在所述绕线头上。

所述的模块化、便携式TEM数据采集装置，其中包括一个或多个所述可折叠绕线框。

所述的模块化、便携式TEM数据采集装置，其中多个所述可折叠绕线框处于打开状态，叠合在一起，形成正方形绕线框结构，所述导线缠绕在所述绕线头上。

所述的模块化、便携式TEM数据采集装置，其中所述可折叠绕线框的材料为ABS。

所述的模块化、便携式TEM数据采集装置，其中所述导线的材料为铜或铁。

本发明的有益效果为：(1)模块化：可以快速增减线圈匝数，以实现对不同深度范围内的空区进行精准探测；(2)便携性：可折叠，便于收放，减少体积，便于携带；(3)形状固定：制作装置所用材料具备坚固、耐磨、轻便的特点，适应性强，便于铺设，不易变形，以实现数据采集装置携带方便、持久耐用功能。

附图说明

图1为可折叠绕线框结构图；

图2为支撑杆及绕线头结合处细节图；

图3为支座与四个转轴及四个支撑杆结合处细节图；

图4为多个可折叠绕线框处于打开状态，叠合在一起，形成正方形绕线框结构，导线缠绕在绕线头上的示意图。

具体实施方式

如图1-4所示，一种模块化、便携式TEM数据采集装置，包括多个可折叠绕线框和导线，所述可折叠绕线框包括支座3、四个转轴4、四个支撑杆2和绕线头1，所述支撑杆2通过所述转轴4与所述支座3连接在一起，四个所述转轴4位于同一平面内，相邻的两个所述转轴4之间夹角为90°；所述支撑杆2的端头设有所述绕线头1；多个所述可折叠绕线框处于打开状态，叠合在一起，形成正方形绕线框结构，所述导线5缠绕在所述绕线头1上。所述可折叠绕线框的材料为ABS；所述导线5的材料为铜。

实施过程如下：

第一阶段：装置制作阶段

根据设计图纸，采用防水耐磨、结实坚固的ABS材料进行支座3、转轴4、支撑杆2和绕线头1的制作，将制作好的部件进行打磨，组装；检测其相互间连接情况；

第二阶段：现场固定操作阶段