[发明专利]一种渠道泄漏区域快速探测装置及使用方法

说明书

本发明公开了一种渠道泄漏区域快速探测装置及使用方法。本发明装置主要包括分别具有GPS同步接口的信号发送系统和信号接收系统；信号发送系统包括单片机、恒流源模块、限流调整模块、负载恒流输出模块、信号输出电极A极和B极、FPGA模块、显示模块、波形记录模块、同步模块；信号接收系统包括单片机、信号输入电极M极和N极、前置放大电路、滤波电路、程控放大电路、模数转换电路即AD、FIFO存储器、DSP模块、通信接口电路、显示接口电路、波形记录模块、同步模块。本发明方法通过建立10^‑2‑10³Hz频组的稳定电流场源，观测数据信息包括：记录位置GPS三维数据，多路采集的地电场信号，形成渠道50米以浅的地电断面图。

技术领域

本发明属于固体地球物理学技术领域，具体涉及一种渠道泄漏区域快速探测装置及使用方法。

背景技术

人工开挖修建渠道一般情况下窄长、规整。渠道使用目的一般是为工、农业或环境工程服务，地面上的渠道多为开敞式明渠，经过一定时间的服役年限后受风化影响、材料疲劳、地质作用影响出现泄漏导致不必要的损失，对此，无损、快速、准确探测摆上计事日程。

目前渗漏检测的地球物理方法可分为电法、电磁法、地震法等。电法中无论是电测深、电剖面还是高密度电法，其核心都是基于几何尺寸进行工作，是无法获取连续的、精细的坝体及其坝体周边介质的电阻率连续分布结构图的。电磁法细分为传导类与感应类电磁法，无论是传导类方法还是感应类方法受原理和装置的限制，对不断流情况下渠道坝体的泄漏点是无法做到精细探测；地质雷达不需要电极接地，虽然速度快，但在不断流的情况下难以开展有效工作；传统地震方法需要接地传感器，导致检测速度慢，难以满足隐患探测的要求。拟流场法，该方法一般用于河流、水库堤坝管涌的渗漏检测，需要在渗漏区背水侧的出水点和库区内的水之间建立电场，并不适应相对小尺寸的渠道泄漏点探测。因此，需要一种适用于人工开挖修建的、狭长、规整渠道泄漏点在不断流情况下进行无损、快速、准确探测的新方法与装置。

发明内容

本发明的第一个目的在于针对现有技术中存在的上述缺陷，提供一种适用于人工开挖修建的、狭长、规整渠道的泄漏区域快速探测装置。

本发明的渠道泄漏区域快速探测装置，它包括信号发送系统和信号接收系统两个独立的系统，信号发送系统和信号接收系统分别具有GPS同步接口；信号发送系统包括单片机，以及依次连接的恒流源模块、限流调整模块、负载恒流输出模块、信号输出电极A极和B极，还包括频率信号产生模块即FPGA模块、显示模块、波形记录模块和同步模块；GPS同步接口与同步模块连接；以单片机微型控制器即MCU为中心连接并控制显示模块、连接并控制波形记录模块且同时获取存储器状态、连接并控制同步模块且同时获取同步状态、连接并控制FPGA模块且同时获取FPGA模块状态；FPGA产生的信号序列在进行单极性波形变双极性波形后，交由恒流源模块进行电压跟随、电压-电流转换后形成连续可调的、观测所需的恒定电流源信号，最后由负载限流输出模块将双性极频率信号输出至A极和B极；

信号接收系统包括单片机，以及依次连接的信号输入电极M极和N极、前置放大电路、滤波电路、程控放大电路、模数转换电路即AD、先进先出数据缓存器即FIFO存储器、数字信号处理器即DSP模块，以及通信接口电路、显示接口电路、波形记录模块、同步模块；GPS同步接口与同步模块连接；通信接口电路可与PC机进行通信，显示接口电路连接显示模块监视信号接收系统的工作状态；程控放大电路还与单片机微型控制器即MCU相连接，模数转换电路还与DSP模块相连接，MCU同时还与FIFO存储器、DSP模块、通信接口电路、显示接口电路、波形记录模块、同步模块相连接；