[发明专利]一种盾构搭载的非接触式频域电法实时超前探测系统与方法

摘要

本发明公开了一种盾构搭载的非接触式频域电法实时超前探测系统与方法，本发明在盾构机刀盘上安装非接触式电极，利用电容耦合发射和接收电流，通过多路回转接头连接到主机，对测量数据实时反演和解释，并将预报结果传输到盾构机控制系统中，为盾构机的安全施工提供技术支撑；在盾构刀盘上安装非接触式电极，避免了传统接触电极耦合困难的问题；同时不需要盾构停机在盾构掘进过程中可实现掌子面前方地质的实时超前探测，满足盾构施工的快速化的需求，大大提高了盾构机超前地质探测的效率，仅在刀盘上安装电极系可有效避免后方金属物的干扰，提高对前方的超前探测能力，更为重要的是克服了刀盘与掌子面空间极为狭小的问题。

主权项

一种盾构搭载的非接触式频域电法实时超前探测系统，其特征是：包括非接触式电极单元、多路回转接头、电极定位单元、供电与测量单元和控制单元，所述非接触式电极单元，包括多个布设于刀盘前面板上的非接触式电极，进行阵列式多路信息采集，所述电极定位单元设置于刀盘后面板中间位置，确定非接触式电极的旋转位置，进行实时定位；所述非接触式电极包括非接触式供电电极和非接触式测量电极，所述非接触式供电电极，布置在刀盘的外侧，连接供电与测量单元，实现多路频域电流的输出，所述非接触式测量电极布置在供电电极内侧，实现阵列的测量电极采集；所述多路回转接头设置于刀盘后端，包括转子和定子，其中，转子活动连接于定子上，所述转子上沿其中心圆周分布有若干个通道，通道内布设非接触式电极的连接电缆，所述定子中心处设有用于承载多芯电缆的电缆通道，所述连接电缆在定子内部通过滑环分别与多芯电缆的金属导线一一对应；所述多路回转接头将每个非接触式电极的连接电缆汇聚为多芯电缆，通过供电与测量单元进行多路频域电流的输出与信号采集，所述控制单元连接供电与测量单元，根据不同的设定频域采集非接触式电极数据与刀盘电极的位置，进而进行三维反演处理与解译。