[发明专利]大功率频谱激电探测系统

说明书

技术领域

本发明属于陆地地质勘探仪器技术领域，更为具体地讲，涉及一种大功率频谱激电探测系统。

背景技术

随着国民经济的发展，资源短缺和环境恶化是目前人类面临的重大问题。我国是矿业大国，矿产资源丰富，但总体探明率平均只为36％，待勘查矿产资源潜力巨大。随着全球矿产资源消耗量快速增长，地表及浅部矿产资源已越来越少，向第二深度空间(500-2000m)寻找矿产资源成为各国的发展趋势。必须利用先进的勘察和探测装备进行地下油气、矿产、地下水资源探查，工程探测和环境(地质灾害)监测，是解决第二深度空间矿产资源的勘探问题的重要途径，研究与发展先进的地下目标探测技术及仪器装备就显得十分重要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种大功率频谱激电探测系统，提高勘探效率和精度。

为实现上述发明目的，包括主控平台、多通道接收机、发送机、交流发电机，其中：

主控平台生成发送控制信号和采集控制信号发送给多通道接收机，接收来自多通道接收机的电压信号和电流信号，将时域的电压信号和电流信号通过FFT变换得到频域信号，采用搜索峰值法提取得到基波和所需各次谐波的幅值和相位，采用频谱校正法对各谱线求出谱线校正量，再采用窗函数对幅度和相位进行校正，将各谐波分量的电压信号和电流信号的幅值相除得到电阻率值，将相位相减得到相位差值，再采用频谱激电法得到激电参数；

多通道接收机包括数字输出模块、模拟信号同步采集模块、同步时钟模块、电池供电单元，其中，数字输出模块接收发送控制信号，生成发送信号的PWM波，发送信号为伪随机信号或方波信号，数字输出模块将发送控制信号和PWM波输出至发送机；模拟信号同步采集模块接收采集控制信号，通过接收电极采集不同地层深度的激发极化信号并转化为电压信号，同步采集发送机的发送电流信号，模拟信号同步采集模块将电压信号和电流信号均反馈给主控平台；同步时钟模块生成同步时钟，发送给数字输出模块、模拟信号同步采集模块和发送机；电池供电单元向数字输出模块、模拟信号同步采集模块和同步时钟模块供电；

发送机接收来自接收机的发送控制信号、PWM波和同步时钟，以及来自交流发电机的激励动力源，根据发送控制信号中的控制参数，生成与PWM波同频同相的交变电流信号，通过发送电极发送至地下以激励大地产生激发极化电场；

交流发电机用于向发送机提供激励动力源。

本发明大功率频谱激电探测系统，发送机在主控平台的控制下输出伪随机信号电流或方波电流，通过发送电极发送至地下以激励大地产生激发极化电场，多通道接收机通过接收电极接收不同地层深度激发极化电场信息并转化为电压信号，并采集发送机的发送电流信号一起反馈给主控平台，主控平台采用基于FFT变换的采集数据处理方法对接收的信号进行处理后得到幅度谱和相位谱，并通过频谱激电法得到激电参数，完成勘探。本发明具有以下有益效果：

(1)本发明大功率频谱激电探测系统的电流发送采用伪随机信号，利用伪随机信号的特性，从而提高野外数据采集的效率和精度；

(2)主控平台采用基于FFT变换的采集数据处理方法，将接收机反馈的电压信号和电流信号变换成频域信号，可以利用大地噪声在频率域的分布特性，在频率域可以有效的避开大地噪声的干扰，这样就可以提高相位检测的抗干扰能力，从而提高相位检测的精度；

(3)主控平台在对采集数据处理时，采用频谱校正法和窗函数对中间数据进行校正，从而提高处理结果的准确度。

附图说明

图1是本发明大功率频谱激电探测系统的一种具体实施方式结构图；

图2是基于FFT变换的采集数据处理流程示意图；

图3是本发明大功率频谱激电探测系统的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行描述，以便本领域的技术人员更好地理解本发明。需要特别提醒注意的是，在以下的描述中，当已知功能和设计的详细描述也许会淡化本发明的主要内容时，这些描述在这里将被忽略。

实施例

图1是本发明大功率频谱激电探测系统的一种具体实施方式结构图。如图1所示，本发明大功率频谱激电探测系统包括主控平台1、多通道接收机2、发送机3、交流发电机4，下面对几个组成部件进行详细说明。

(1)主控平台

主控平台1是大功率频谱激电探测系统的控制平台，主要完成对多通道接收机2和发送机3的控制，并对采集的数据进行处理与分析。本实施例中，采用LabVIEW开发基于虚拟仪器的SIP仪，作为主控平台。