[实用新型]一种探测复杂地质结构的四维地球物理探测系统

说明书

本实用新型公开了一种探测复杂地质结构的四维地球物理探测系统，包括主机系统、供电系统、探测传感器系统和多路转换器；探测传感器系统包括电火花震源、多个地表传感器和多个钻孔传感器；供电系统输出端连接主机系统输入端和电火花震源输入端，主机系统输出端连接多路转换器输入端，多路转换器输出端连接每个地表传感器和钻孔传感器；电火花震源设置在地面上，多个地表传感器阵列排布在地表层；钻孔传感器设置在至少四个钻孔中，每个钻孔中竖向串联有多个钻孔传感器；地表传感器和钻孔传感器内部设置有检波器，外部设置有金属外壳。提高三维探测的准确性和可靠性，能够最大程度真实地反映测量区域的地下结构信息。

技术领域

本实用新型属于地质勘探领域，涉及一种探测复杂地质结构的四维地球物理探测系统。

背景技术

黄土地质结构本身复杂，如层面、裂隙面均是促使黄土工程灾变诱因。近年来黄土高原重大工程如平山造城、治沟造地、固沟保塬等使黄土特殊地质结构日趋复杂，如填方区地下水位抬升、地面沉降、堆填界面软化，挖方区挖填界面劣化等均诱发新的黄土工程灾变。因此需要结合重大工程需求，精准查明黄土复杂地质结构时空演化。地球物理方法是最常用的大范围探测手段，电法及地震法探测作为较为精确的地球物理探测方法之一，应用广泛。但是传统电法及地震法受到探测传感器布线方式影响，导致探测地质结构时具有多解性，不能满足重大工程特殊地质结构精细化探测需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种探测复杂地质结构的四维地球物理探测系统，提高三维探测的准确性和可靠性，能够最大程度真实地反映测量区域的地下结构信息。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种探测复杂地质结构的四维地球物理探测系统，包括主机系统、供电系统、探测传感器系统和多路转换器；

探测传感器系统包括电火花震源、多个地表传感器和多个钻孔传感器；供电系统输出端连接主机系统输入端和电火花震源输入端，主机系统输出端连接多路转换器输入端，多路转换器输出端连接每个地表传感器和钻孔传感器；

电火花震源设置在地面上，多个地表传感器阵列排布在地表层；钻孔传感器设置在至少四个钻孔中，每个钻孔中竖向串联有多个钻孔传感器；

地表传感器和钻孔传感器内部设置有检波器，外部设置有金属外壳。

优选的，多路转换器包括多个模块，每个模块包括多组电子多路开关，每一组电子多路开关连接多个探测传感器。

优选的，供电系统包括太阳能板、电源、高压升压器和供电电路，太阳能板输出端连接电源输入端，电源输出端连接高压升压器输入端，高压升压器输出端连接供电电路输入端。

优选的，地表传感器与地表层之间设置有隔水膜。

优选的，地表传感器和钻孔传感器线路连接处均设置有防水接头。

优选的，地表传感器和钻孔传感器的检波器与金属外壳之间设置有压电陶瓷保护层。

优选的，多个地表传感器之间和多个钻孔传感器之间均采用电缆连接，电缆外部包裹有绝缘保护套，绝缘保护套外部包裹有保护外壳，保护外壳采用弹性波带隙材料制成。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型所述系统，通过钻孔传感器以及地表传感器相结合的方式进行地球物理联合测量，可以提高三维探测的准确性和可靠性，通过主机系统发送命令及多个传感器同时测量，可以实现不间断探测，从而实现时空四维探测。并且地表传感器和钻孔传感器的排布方式可以实现大范围、高精度的地球物理联合测量，同时重点测量地段运用钻孔传感器可以对该地段的地下结构更加真实的反映。

进一步，多路转换器能够连接更多的探测传感器，打破传统集中式电法仪器只能测120根电极的数量限制，从而实现空间大范围的探测目标。