一種礦用電法儀激勵(lì)信號(hào)發(fā)送系統(tǒng)恒流模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種激勵(lì)信號(hào)發(fā)送系統(tǒng)恒流模塊，尤其是涉及一種礦用電法儀激勵(lì)信號(hào)發(fā)送系統(tǒng)恒流模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]煤礦生產(chǎn)中，礦井突水災(zāi)害已經(jīng)對(duì)人民的生命和財(cái)產(chǎn)造成了巨大的損失，防止礦井水害發(fā)生已經(jīng)成為了煤礦安全生產(chǎn)中急需解決的問(wèn)題?！睹旱V安全規(guī)程》規(guī)定:礦井必須做好水害分析預(yù)報(bào)和充水條件分析，堅(jiān)持“預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、有掘必探、先探后掘、先治后采”的防治水原則。由國(guó)家規(guī)定可以看出防止煤礦水害的重中之重是“預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)”。因此，研宄煤礦巷道掘進(jìn)面超前探測(cè)方法與技術(shù)，有效預(yù)報(bào)煤礦掘進(jìn)面前方隱伏地質(zhì)構(gòu)造具有重要意義。
[0003]目前常用的物探法主要分為地震類、電磁法類和電法類。地震類和電磁法類在煤礦中應(yīng)用時(shí)均存在局限性。地震類物探法受掘進(jìn)工作面狹小空間觀測(cè)條件的限制較大，數(shù)據(jù)處理與解釋存在很大的困難，而地震波的幾何傳播特征與平行于地層的巷道存在差異，導(dǎo)致地震類物探法在煤巷超前探測(cè)中的適用性較差。電磁法超前探測(cè)的主要缺點(diǎn)為分辨率低，存在探測(cè)盲區(qū)。因此，目前煤礦井下的超前探測(cè)多采用電法類物探法。
[0004]電法類超前探測(cè)中包含的直流電阻率法、激發(fā)極化法等，其電法儀發(fā)出的激勵(lì)信號(hào)多為直流恒流調(diào)制成的方波信號(hào)。該調(diào)制信號(hào)對(duì)恒流精度要求非常高。為解決這一問(wèn)題，本發(fā)明設(shè)計(jì)了可用于不同電法儀的高精度恒流模塊，是電法儀激勵(lì)信號(hào)發(fā)送系統(tǒng)中必不可少的模塊。
[0005]本發(fā)明的主要意義有:
[0006](I)應(yīng)用于電法儀激勵(lì)信號(hào)發(fā)送系統(tǒng)，恒流精度高，滿足恒流調(diào)制信號(hào)的要求，是電法發(fā)送系統(tǒng)的重要組成模塊；
[0007](2)該模塊的適用性廣，可應(yīng)用于電阻率法、激發(fā)極化法等不同類別的電法儀。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的主要目的在于，設(shè)計(jì)一種礦用電法儀激勵(lì)信號(hào)發(fā)送系統(tǒng)恒流模塊，滿足礦用電法儀激勵(lì)信號(hào)發(fā)送系統(tǒng)中調(diào)制電流信號(hào)對(duì)恒流精度的要求。
[0009]本發(fā)明所述的恒流模塊主要基于各類礦用超前探測(cè)電法儀激勵(lì)信號(hào)發(fā)送系統(tǒng)。現(xiàn)有的電法儀基于直流電阻率法、激發(fā)極化法等，其電法儀發(fā)出的激勵(lì)信號(hào)多為直流恒流調(diào)制成的方波信號(hào)，對(duì)恒流精度的要求很高。該恒流模塊適用于各種電法儀器，對(duì)恒流輸出進(jìn)行疊加，得到調(diào)制方波信號(hào)，滿足電法儀的使用要求。模塊中的反饋級(jí)包括電壓反饋和電流反饋，通過(guò)反饋調(diào)節(jié)得到精度很高的恒流輸出。
[0010]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0011]一種礦用電法儀激勵(lì)信號(hào)發(fā)送系統(tǒng)恒流模塊，其特征在于所述恒流模塊由輸入級(jí)、輸出級(jí)和反饋控制級(jí)組成；
[0012]所述的輸入級(jí)中，RCD吸收電路、EM1-RFI濾波電路和整流濾波電路依次連接；RCD吸收電路用于吸收漏感中儲(chǔ)存的能量，還可在開(kāi)關(guān)管由關(guān)斷到開(kāi)通過(guò)程中鉗制變壓器初級(jí)電壓不低于次級(jí)反射電壓；EM1-RFI濾波電路用于減少高頻能量頻譜；整流濾波電路用于將交流轉(zhuǎn)換為直流并濾除交流波紋電壓；
[0013]所述的輸出級(jí)中，高頻變壓器和整流濾波電路依次連接；高頻變壓器用于儲(chǔ)能和電隔離；整流濾波電路用于濾除波紋電壓；
[0014]所述的反饋控制級(jí)中，電壓采樣電路、電流采樣電路、光耦和功率開(kāi)關(guān)器件依次連接組成；電壓采樣電路和電流采樣電路對(duì)輸出進(jìn)行采樣，將采樣信號(hào)分別與基準(zhǔn)電壓和恒流控制信號(hào)相比較，將比較后的反饋信號(hào)輸入到光耦，光耦控制功率開(kāi)關(guān)換器件，調(diào)節(jié)輸入輸出，獲得穩(wěn)定的恒流輸出。
[0015]該激電儀的工作過(guò)程如下:輸入級(jí)輸入井下交流電，通過(guò)EM1-RFI濾波和整流濾波，再通過(guò)高頻變壓器及輸出級(jí)的整流濾波后，得到高精度恒流輸出。輸出前進(jìn)行電壓采樣和電流采樣，電壓采樣信號(hào)通過(guò)電壓誤差放大后與基準(zhǔn)電壓相比較，電流采樣信號(hào)通過(guò)電流誤差放大后與恒流控制信號(hào)相比較，然后將這兩個(gè)信號(hào)作為反饋信號(hào)輸入到光耦，光耦控制功率開(kāi)關(guān)器件，反饋到輸入級(jí)。根據(jù)反饋獲得的反饋信號(hào)，輸入級(jí)的處理電路進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，獲得穩(wěn)定的恒流輸出。
[0016]上述說(shuō)明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容予以實(shí)施，以下為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如后。
[0017]本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】由以下實(shí)施例及其附圖詳細(xì)給出
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是恒流模塊整體結(jié)構(gòu)示意圖
[0019]圖2是恒流模塊處理后的雙頻調(diào)制波電流示意圖
[0020]圖3是恒流模塊內(nèi)部組成示意圖
[0021]圖中:
[0022]1:輸入級(jí)2:輸出級(jí)
[0023]3:電壓采樣4:電流采樣
[0024]5:反饋控制級(jí)6 !EM1-RFI濾波
[0025]7:整流濾波8:功率開(kāi)關(guān)器件
[0026]9:高頻變壓器10:輸出整流濾波
[0027]11:電壓采樣電路12:電流采樣電路
[0028]13:電壓誤差放大14:基準(zhǔn)電壓
[0029]15:電流誤差放大16:恒流控制信號(hào)
[0030]17:光耦
【具體實(shí)施方式】
[0031]為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的一種礦用電法儀激勵(lì)信號(hào)發(fā)送系統(tǒng)恒流模塊的【具體實(shí)施方式】、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說(shuō)明如后。
[0032]有關(guān)發(fā)明的前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，在以下配合參考圖示的較佳實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明中將可清楚呈現(xiàn)。通過(guò)【具體實(shí)施方式】的說(shuō)明，可對(duì)本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定目的所采取的技術(shù)手段及功效得以更加深入且具體的了解，然而所附圖僅是提供參考與說(shuō)明之用，并非用來(lái)對(duì)本發(fā)明加以限制。
[0033]如圖1所示的本發(fā)明的一種礦用電法儀激勵(lì)信號(hào)發(fā)送系統(tǒng)恒流模塊的整體結(jié)構(gòu)示意圖，交流電壓通過(guò)輸入級(jí)1，經(jīng)過(guò)輸入級(jí)的相關(guān)電路，主要是單端反激開(kāi)關(guān)電源電路處理以后輸出到輸出級(jí)2，在恒流輸出端前，經(jīng)過(guò)電壓采樣3和電流采樣4，兩種采樣信號(hào)作為反饋信號(hào)，經(jīng)過(guò)反饋控制級(jí)5反饋到輸入級(jí)1，對(duì)恒流輸出端的輸出電流進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)。
[0034]如圖2所示的本發(fā)明的一種礦用電法儀激勵(lì)信號(hào)發(fā)送系統(tǒng)恒流模塊處理后的幅值恒定的調(diào)制電流方波電流波形示意圖。將恒流模塊處理后的兩種頻率不同的恒流輸出電流進(jìn)行疊加調(diào)制，形成雙頻激發(fā)電流，對(duì)探測(cè)區(qū)域進(jìn)行激電激勵(lì)，充分發(fā)揮了頻率域激電法的優(yōu)點(diǎn)。這只是在電法儀上的其中一種應(yīng)用，該模塊可適用于多種類型的礦用電法儀。
[0035]如圖3所示的本發(fā)明的一種礦用電法儀激勵(lì)信號(hào)發(fā)送系統(tǒng)恒流模塊內(nèi)部組成示意圖。輸入級(jí)I輸入井下交流電，通過(guò)EM1-RFI濾波6和整流濾波7，再通過(guò)高頻變壓器9及輸出級(jí)的整流濾波10后，得到高精度恒流輸出。輸出前進(jìn)行電壓采樣和電流采樣，電壓采樣信號(hào)通過(guò)電壓誤差放大13后與基準(zhǔn)電壓14相比較，電流采樣信號(hào)通過(guò)電流誤差放大15后與恒流控制信號(hào)16相比較，然后將這兩個(gè)信號(hào)作為反饋信號(hào)輸入到光耦17，光耦17控制功率開(kāi)關(guān)器件8，反饋到輸入級(jí)I。根據(jù)反饋獲得的反饋信號(hào)，輸入級(jí)的處理電路進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，獲得穩(wěn)定的恒流輸出。
[0036]如上所述是本發(fā)明的基本構(gòu)思。但是，在本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)，只要具備最基本的知識(shí)，可以對(duì)本發(fā)明的其他可操作的實(shí)施例進(jìn)行改進(jìn)。在本發(fā)明中對(duì)實(shí)質(zhì)性技術(shù)方案提出了專利保護(hù)請(qǐng)求，其保護(hù)范圍應(yīng)包括具有上述技術(shù)特點(diǎn)的一切變化方式。
[0037]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作些許改動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種礦用電法儀激勵(lì)信號(hào)發(fā)送系統(tǒng)恒流模塊，其特征在于所述恒流模塊由輸入級(jí)、輸出級(jí)和反饋控制級(jí)組成； 所述的輸入級(jí)中，RCD吸收電路、EM1-RFI濾波電路和整流濾波電路依次連接；RCD吸收電路用于吸收漏感中儲(chǔ)存的能量，還可在開(kāi)關(guān)管由關(guān)斷到開(kāi)通過(guò)程中鉗制變壓器初級(jí)電壓不低于次級(jí)反射電壓；EM1-RFI濾波電路用于減少高頻能量頻譜；整流濾波電路用于將交流轉(zhuǎn)換為直流并濾除交流波紋電壓； 所述的輸出級(jí)中，高頻變壓器和整流濾波電路依次連接；高頻變壓器用于儲(chǔ)能和電隔離；整流濾波電路用于濾除波紋電壓； 所述的反饋控制級(jí)中，電壓采樣電路、電流采樣電路、光耦和功率開(kāi)關(guān)器件依次連接組成；電壓采樣電路和電流采樣電路對(duì)輸出進(jìn)行采樣，將采樣信號(hào)分別與基準(zhǔn)電壓和恒流控制信號(hào)相比較，將比較后的反饋信號(hào)輸入到光耦，光耦控制功率開(kāi)關(guān)換器件，調(diào)節(jié)輸入輸出，獲得穩(wěn)定的恒流輸出。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種礦用電法儀激勵(lì)信號(hào)發(fā)送系統(tǒng)恒流模塊，它由輸入級(jí)、輸出級(jí)和反饋控制級(jí)組成。輸入級(jí)輸入井下交流電，通過(guò)EMI-RFI濾波和整流濾波，再通過(guò)高頻變壓器及輸出級(jí)的整流濾波后，得到高精度恒流輸出。輸出前進(jìn)行電壓采樣和電流采樣，電壓采樣信號(hào)通過(guò)電壓誤差放大后與基準(zhǔn)電壓相比較，電流采樣信號(hào)通過(guò)電流誤差放大后與恒流控制信號(hào)相比較，然后將這兩個(gè)信號(hào)作為反饋信號(hào)輸入到光耦，光耦控制功率開(kāi)關(guān)器件，反饋到輸入級(jí)。根據(jù)反饋獲得的反饋信號(hào)，輸入級(jí)的處理電路進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，獲得穩(wěn)定的恒流輸出。本發(fā)明可適用于多種礦用電法儀激勵(lì)信號(hào)發(fā)送系統(tǒng)，提供高精度的恒流輸出電流。
【IPC分類】G05F1-12
【公開(kāi)號(hào)】CN104777865
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510209929
【發(fā)明人】吳淼, 周游, 呂一鳴, 張金濤, 劉希高, 劉志民
【申請(qǐng)人】中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)
【公開(kāi)日】2015年7月15日
【申請(qǐng)日】2015年4月29日