專利名稱：礦井地質(zhì)雷達(dá)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種本質(zhì)安全型物探儀器，具體的講，本發(fā)明涉及的是一種礦井地質(zhì)雷達(dá)儀，特別適用于探測(cè)礦井下的地質(zhì)小構(gòu)造。
在煤礦中，諸如小斷層、巖溶裂隙、陷落柱、沖刷帶等地質(zhì)小構(gòu)造普遍發(fā)育，常常是誘發(fā)煤礦水害和瓦斯突出等災(zāi)害的重要因素。因此，生產(chǎn)部門(mén)迫切需要一種能探測(cè)這些地質(zhì)體，特別是能預(yù)測(cè)掘進(jìn)工作面前方隱伏小構(gòu)造的物探儀器。70年代以來(lái)，基于電磁波反射原理的地質(zhì)雷達(dá)儀，越來(lái)越受到國(guó)內(nèi)外的關(guān)注，并開(kāi)始進(jìn)入實(shí)用化階段。
現(xiàn)有技術(shù)中比較有代表性的同類技術(shù)或產(chǎn)品是美國(guó)地球物理勘探設(shè)備公司(GSSI)研制的SIR系列地質(zhì)雷達(dá)和加拿大A-Cubed公司研制的EKKO系列地質(zhì)雷達(dá)。這兩種產(chǎn)品的共同點(diǎn)是信號(hào)均為高壓?jiǎn)蚊}沖；軟件處理功能較強(qiáng)，能實(shí)時(shí)成圖；既可點(diǎn)測(cè)，也可連續(xù)探測(cè)。但二者也有其不足一是不防爆，無(wú)法用于煤礦井下等具有爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)所；二是探測(cè)距離太近，實(shí)際探測(cè)深度只有幾米到20米左右，不能滿足生產(chǎn)實(shí)際的要求。
本發(fā)明的研究人員從70年代中期開(kāi)始地質(zhì)雷達(dá)的研制，1988年，研制出了KDL-2型礦井防爆地質(zhì)雷達(dá)儀，具體內(nèi)容可見(jiàn)CN87211945，該儀器的主要特點(diǎn)是全套儀器防爆，探測(cè)距離平均可達(dá)40m左右，但信號(hào)終端處理采用人工照相錄取的落后方式，系統(tǒng)操作和資料處理尚未實(shí)現(xiàn)數(shù)字化和微機(jī)程控，探測(cè)方式只能點(diǎn)測(cè)，且系統(tǒng)部分單元采用隔爆方式防爆，使儀器體積較大，較笨重。
基于現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷，特提出本發(fā)明。
本發(fā)明的主要目的在于提供一種適用于有爆炸危險(xiǎn)性的、煤礦或類似礦井下探測(cè)地質(zhì)小構(gòu)造的地質(zhì)雷達(dá)儀，使其探測(cè)距離提高到60m以上，且系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)小型化和微機(jī)程控，既能點(diǎn)測(cè)，也能連續(xù)探測(cè)。
本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下手段得以實(shí)現(xiàn)發(fā)射機(jī)通過(guò)發(fā)射天線向地層定向發(fā)射電磁能量，當(dāng)電磁波在傳播途中遇到兩種物性不同的介質(zhì)界面即發(fā)生反射，反射信號(hào)通過(guò)接收天線接收，饋送到接收機(jī)進(jìn)行濾波、變頻、放大，然后經(jīng)采樣器數(shù)字化后送到主控微機(jī)進(jìn)行信號(hào)處理，得出信號(hào)波形時(shí)間剖面，根據(jù)信號(hào)電磁波的往返時(shí)間和各種介質(zhì)中的傳播速度，即可得出反射目標(biāo)所在深度，再根據(jù)目標(biāo)回波的特征來(lái)判斷不同的地質(zhì)目標(biāo)。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的礦井地質(zhì)雷達(dá)儀組成及各分機(jī)的結(jié)構(gòu)性能作進(jìn)一步說(shuō)明。
本發(fā)明所述的礦井地質(zhì)雷達(dá)儀組成方框圖如圖1所示，包括發(fā)射機(jī)1(內(nèi)嵌式直流供電)、接收機(jī)2(內(nèi)嵌式直流供電)、采樣器3、采樣器電源4、主控微機(jī)5(內(nèi)嵌式直流供電)、發(fā)射天線6、接收天線7、打印機(jī)8及系統(tǒng)軟件等幾部分組成。
下面是本發(fā)明所述的礦井地質(zhì)雷達(dá)儀的


，通過(guò)如下的說(shuō)明并結(jié)合以后的詳細(xì)闡述，能更好的理解本發(fā)明。
圖1是本發(fā)明所述的系列礦井地質(zhì)雷達(dá)儀組成方框圖；圖2是本發(fā)明所述的礦井地質(zhì)雷達(dá)儀中的發(fā)射機(jī)電路的方框圖；圖3是本發(fā)明所述的礦井地質(zhì)雷達(dá)儀中的發(fā)射機(jī)電路圖；圖4是本發(fā)明所述的礦井地質(zhì)雷達(dá)儀的發(fā)射機(jī)面板控制器的示意圖；圖5是本發(fā)明所述的礦井地質(zhì)雷達(dá)儀中的接收機(jī)電路方框圖；圖6是本發(fā)明所述的礦井地質(zhì)雷達(dá)儀中的接收機(jī)面板控制器示意圖；圖7是本發(fā)明所述的地質(zhì)雷達(dá)儀中的接收機(jī)電路圖；圖8是本發(fā)明所述的地質(zhì)雷達(dá)儀的接收機(jī)中的螺旋濾波器示意圖；圖9是本發(fā)明所述的礦井地質(zhì)雷達(dá)儀的接收機(jī)中的振蕩器器電路圖；圖10是本發(fā)明所述的雷達(dá)儀的接收機(jī)中的檢波器電路圖；圖11是本發(fā)明所述的礦井地質(zhì)雷達(dá)儀中的采樣器電路方框圖；圖12、13是本發(fā)明所述的礦井地質(zhì)雷達(dá)儀的采樣器面板控制器示意圖；上述組成中，除打印機(jī)外，系統(tǒng)的各部分均為本質(zhì)安全型防爆，可直接進(jìn)入有爆炸危險(xiǎn)性的場(chǎng)合工作，探測(cè)結(jié)果可回到室內(nèi)用打印機(jī)輸出。
下面對(duì)本發(fā)明所述的礦井地質(zhì)雷達(dá)儀系統(tǒng)各分機(jī)組成及性能進(jìn)行詳細(xì)描述。
本發(fā)明所述的礦井地質(zhì)雷達(dá)儀中的發(fā)射機(jī)的技術(shù)性能如下發(fā)射機(jī)中心頻率為160MHz、220MHz、300MHz；發(fā)射機(jī)的調(diào)制脈沖寬度為25ns、50ns、80ns；發(fā)射機(jī)的調(diào)制脈沖重復(fù)頻率為500～625KHz；其峰值功率為5～10w；發(fā)射機(jī)所用的電源為+30V、+12V、+6V、-3.6V共四組，各組電源均加限流電阻，用環(huán)氧樹(shù)脂灌封；發(fā)射機(jī)的工作環(huán)境溫度-5℃～+40℃、大氣壓力8×104～1.1×105Pa相對(duì)濕度95％(+25℃時(shí))；本發(fā)明所述的礦井地質(zhì)雷達(dá)儀發(fā)射機(jī)可連續(xù)工作使用3小時(shí)，其外型尺寸290×193×80mm，質(zhì)量為5kg。
本發(fā)明所述的礦井地質(zhì)雷達(dá)儀發(fā)射機(jī)詳細(xì)電路圖可見(jiàn)圖3。
本發(fā)明的一個(gè)特點(diǎn)是發(fā)射機(jī)電路組裝在一個(gè)整體分格結(jié)構(gòu)的屏蔽盒內(nèi)，各分格分別與圖2中的單元電路相對(duì)應(yīng)，屏蔽盒材料為鍍銀黃銅板。這種結(jié)構(gòu)能有效抑制各種噪聲和分布參數(shù)的相互影響，便于儀器調(diào)試。在圖2中主振級(jí)9是LC振蕩電路，工作電壓+12V，產(chǎn)生160MHz(220MHz、300MHz)正弦載波信號(hào)。
方波發(fā)生器10，由一個(gè)74LS04非門(mén)集成塊和電阻電容組成，產(chǎn)生一個(gè)脈寬50ns(可調(diào))，重復(fù)頻率500～625KHz的調(diào)制脈沖和相應(yīng)的同步脈沖信號(hào)。供電電源為+6V，用一簡(jiǎn)單穩(wěn)壓電路穩(wěn)定在+5V左右，以滿足與非門(mén)的要求。本發(fā)明的一個(gè)特點(diǎn)是，通過(guò)改變電容參數(shù)，可改變調(diào)制脈沖的寬度，以實(shí)現(xiàn)不同距離分辨率和不同發(fā)射功率的需要。
調(diào)制級(jí)11，將9產(chǎn)生的160MHz(220MHz、300MHz)載波通過(guò)10產(chǎn)生的50ns(或25～80ns可調(diào))的調(diào)制脈沖調(diào)制成鐘形脈沖信號(hào)，改變調(diào)制管的負(fù)偏壓可改變輸出功率大小和抑制噪聲，供電電壓為+12V。
12、13、14為三級(jí)功率放大電路，功放均采用效率較高的丙類諧振放大器，供電電壓為+30V，以期將發(fā)射信號(hào)逐級(jí)放大和抑制雜散干擾，使輸出到發(fā)射天線15的信號(hào)具有所需求的鐘形脈沖和足夠的發(fā)射功率。
16為內(nèi)嵌式直流電源，電源開(kāi)關(guān)由一鈕子開(kāi)關(guān)和小型繼電器并聯(lián)組成，鈕子開(kāi)關(guān)用于手動(dòng)開(kāi)啟發(fā)射機(jī)電源，繼電器用于微機(jī)程控開(kāi)啟發(fā)射機(jī)電源。
發(fā)射機(jī)面板控制器的結(jié)構(gòu)及其作用，可參見(jiàn)圖4，其中，17為電源/充電插座，可外接供電電源，也可對(duì)發(fā)射機(jī)內(nèi)嵌式電池組充電；18為同步輸出插座，輸出625KHz的發(fā)射同步脈沖，通過(guò)電纜與采樣器“同步輸入”端相聯(lián)；19為手動(dòng)負(fù)偏壓調(diào)節(jié)電位器，旋轉(zhuǎn)電位器可改變調(diào)制級(jí)負(fù)偏大小，以調(diào)整發(fā)射功率到最佳狀態(tài)；20為末級(jí)功放電源指示器，以指示功放級(jí)工作狀態(tài)和發(fā)射功率大小；21為斷/控制/手動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，置于“斷”時(shí)發(fā)射機(jī)電源切斷；置于“控制”時(shí)，發(fā)射機(jī)電源可通過(guò)微機(jī)程控開(kāi)啟，負(fù)偏壓可通過(guò)微機(jī)進(jìn)行人機(jī)交互式調(diào)節(jié)；置于“手動(dòng)”時(shí)則發(fā)射機(jī)電源接通，負(fù)偏壓則通過(guò)19調(diào)節(jié)；22為微機(jī)程控插座，該插座通過(guò)電纜與采樣器面板上“控制發(fā)射機(jī)”端聯(lián)接。當(dāng)21置于“控制時(shí)”，微機(jī)對(duì)采樣器中的接口控制電路發(fā)出控制命令，控制發(fā)射機(jī)電源的開(kāi)關(guān)和負(fù)偏壓的調(diào)節(jié)；23是射頻輸出插座為L(zhǎng)16高頻插座，經(jīng)φ6同軸電纜與發(fā)射天線相聯(lián)。
24是脈寬調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)，有三個(gè)位置上為25ns、中為50ns、下為80ns。
本發(fā)明所述的礦井地質(zhì)雷達(dá)儀中的接收機(jī)的技術(shù)性能如下接收中心頻率160MHz、220MHz、300MHz；本振頻率220MHz(200MHz)、160MHz(180MHz)、240MHz(260MHz)；中頻60MHz(40MHz)；整機(jī)帶寬 ±10MHz；靈敏度 3～10μV；增益 75～100dB；衰減器 60dB；工作環(huán)境溫度-5℃～+40℃，大氣壓力8×104～1.1×105Pa；電源+12V，加限流電阻，用氧樹(shù)脂灌封；工作時(shí)間連續(xù)使用3小時(shí)；外形尺寸304×218×130mm；質(zhì)量 6.5kg；本發(fā)明所述的礦井地質(zhì)雷達(dá)儀中的接收機(jī)的詳細(xì)電路圖可參見(jiàn)圖7。
本發(fā)明的接收機(jī)電路方框圖(圖5)中各單元電路，分別組裝在7個(gè)屏蔽盒內(nèi)，各屏蔽盒之間采用高頻插座和同軸電纜聯(lián)接(或采用整體電路組裝在一個(gè)整體分格結(jié)構(gòu)的屏蔽盒中)。在圖5中25為PIN管組成的電調(diào)器，這是本發(fā)明的一個(gè)特點(diǎn)，由接收天線37收到的目標(biāo)回波，其強(qiáng)度首先通過(guò)PIN管自動(dòng)調(diào)節(jié)。
26為螺旋濾波器，32為中頻濾波器，前者為寬帶分布參數(shù)濾波器，用鍍銀銅板制成方腔形屏蔽盒，內(nèi)含四單元螺旋諧振器，外有7個(gè)用螺母鎖緊的螺桿，用來(lái)調(diào)節(jié)電感電容等參數(shù)；后者為L(zhǎng)C集中參數(shù)濾波器，對(duì)變頻后的中頻信號(hào)作進(jìn)一步濾波，以提高整機(jī)信號(hào)噪聲比。本發(fā)明的一個(gè)特點(diǎn)是，在接收機(jī)前端采用無(wú)源的螺旋濾波器直接對(duì)其高頻反射信號(hào)濾波后，再進(jìn)行高頻放大，結(jié)合后端LC中頻濾波器，使整機(jī)靈敏度和信噪比得到大大提高。
27為高頻放大器，由三支高頻低噪聲管組成。
28為L(zhǎng)C本機(jī)振蕩器，產(chǎn)生220MHz本振信號(hào)送至混頻級(jí)。
29為混頻器，由兩支高頻低噪聲管組成平衡式混頻器，將27輸出的160MHz信號(hào)與28輸出的220MHz本振信號(hào)混頻后，輸出60MHz(或40MHz)的中頻信號(hào)，經(jīng)匹配網(wǎng)絡(luò)送至中放級(jí)。
30為前中放大器，由三支高頻小功率管組成共發(fā)共基級(jí)聯(lián)電路和射隨器，以隔離后級(jí)衰減器的動(dòng)態(tài)變化。
31為有源衰減器，衰減范圍40dB，通過(guò)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，可手控也可微機(jī)程控其衰減量。
33為第一級(jí)主中放大器，由三對(duì)三極管組成共發(fā)共基極聯(lián)電路和串聯(lián)放大電路，其間的電位器和二極管組成20dB的手動(dòng)衰減器。
34為第二級(jí)主中放大器，亦是由共發(fā)共基級(jí)聯(lián)電路和串聯(lián)放大電路組成，共發(fā)共基級(jí)聯(lián)電路的優(yōu)點(diǎn)是頻帶寬且不易自激。
35為末級(jí)放大器，由一塊集成中頻放大器組成，增益為20dB，本發(fā)明的一個(gè)特點(diǎn)是，直接將放大后的中頻信號(hào)作為接收機(jī)輸出，送到采樣器，信號(hào)解調(diào)則由軟件實(shí)現(xiàn)，這樣就避免了在較高頻率下制作高效率解調(diào)器的困難，有利于提高整機(jī)靈敏度。
36為內(nèi)嵌式電源，其開(kāi)關(guān)類似發(fā)射機(jī)的電源開(kāi)關(guān)，亦是由手動(dòng)的鈕子開(kāi)關(guān)和程控的小型繼電器并聯(lián)組成。
接收機(jī)面板控制器的結(jié)構(gòu)及其作用可參見(jiàn)圖6，其中38為電源/充電插座可對(duì)接收機(jī)內(nèi)含電源充電，也可外接供電電源。
39為信號(hào)輸入插座經(jīng)φ6同軸電纜與接收天線相聯(lián)。
40為微機(jī)控制插座經(jīng)一多芯電纜與采樣器″控制接收機(jī)″端連接，以實(shí)現(xiàn)對(duì)接收機(jī)電源開(kāi)關(guān)和有源衰減器的程控。
41為電源指示器電源接通后，指針應(yīng)指示在0.5mA處，若小于此值，則表示電源電壓不足，應(yīng)進(jìn)行充電。
42為增益控制I旋鈕由一有源衰減器組成，既可手控，也可程控，衰減范圍為0～40dB。
43為增益控制II旋鈕，為一手控衰減，衰減范圍為0～20dB。
44為控制/手動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，當(dāng)置于″控制″時(shí)，接收機(jī)電源開(kāi)關(guān)和增益控制I均由微機(jī)控制；當(dāng)置于″手動(dòng)″時(shí)則均為手動(dòng)控制。
45為信號(hào)輸出插座它將中頻信號(hào)經(jīng)φ6同軸線聯(lián)到采樣器的″信號(hào)輸入″端。
本發(fā)明所述的地質(zhì)雷達(dá)儀中的采樣器性能參數(shù)如下采樣器速率200MSPS；采樣時(shí)鐘200MHz；采樣器的分辯率8bit；采樣器的存貯量512×8bit；本發(fā)明所述的采樣器的輸入動(dòng)態(tài)范圍0～2V；
采樣器的外觸發(fā)電平觸發(fā)；采樣器的工作環(huán)境溫度-5℃～40℃，大氣壓力8×104～1.1×105Pa，相對(duì)濕度95％(+25℃時(shí))；本發(fā)明所述的采樣器的外形尺寸326×315×80mm；其質(zhì)量4.5kg；本發(fā)明所述的采樣器所用的電源±6V，±12V組裝在一個(gè)電源箱中，各組電源均加限流電阻并用有機(jī)硅凝膠灌封；采樣器的工作時(shí)間連續(xù)工作80分鐘；采樣器電路結(jié)構(gòu)可參見(jiàn)圖11。
本發(fā)明的一個(gè)突出特點(diǎn)是，利用ECL邏輯的高速A/D器件，對(duì)60MHz(或40MHz)中頻信號(hào)直接取樣，通過(guò)兩路分頻交替采集的方式，將數(shù)據(jù)傳輸速率降為實(shí)際采樣速率的一半，以便于高速采樣器與微機(jī)之間的接口設(shè)計(jì)。
46為ECL邏輯的高速A/D轉(zhuǎn)換器，在來(lái)自發(fā)射機(jī)的外同步信號(hào)作用下，直接將來(lái)自接收機(jī)的中頻模擬信號(hào)取樣、量化、編碼為8bit的數(shù)字信號(hào)。
47為ECL數(shù)據(jù)采集、傳輸和控制邏輯，在數(shù)據(jù)采集時(shí)，以ECL電平方式，控制A/D和數(shù)據(jù)存貯器的時(shí)序。
48為ECL數(shù)據(jù)存貯器，將A/D采集的數(shù)字信號(hào)暫存。
49為ECL和TTL電平轉(zhuǎn)換器，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和控制信號(hào)在ECL邏輯和TTL邏輯之間的相互轉(zhuǎn)換。
50為T(mén)TL控制邏輯，以TT L電平方式，控制高速A/D的采集時(shí)序及其和微機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸。
51為總線驅(qū)動(dòng)器和控制器，本發(fā)明的一個(gè)特點(diǎn)是采樣器中設(shè)置了一塊微機(jī)總線驅(qū)動(dòng)電路和數(shù)據(jù)并行傳輸轉(zhuǎn)換接口板，前者是增大主控微機(jī)的帶負(fù)載能力，補(bǔ)償控制信號(hào)和數(shù)據(jù)在傳輸線上的衰減；后者是直接利用主控微機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)并行打印口，實(shí)現(xiàn)控制信號(hào)和數(shù)據(jù)的并行傳輸。
52為取樣器電源，是一個(gè)獨(dú)立的直流電源箱，供給采樣器各單元所需要的電壓。
采樣器面板控制器及其作用可參見(jiàn)圖12、圖13，其中53為電源插座，接采樣器電源。
54為工作選擇鈕置于″開(kāi)″或″風(fēng)扇″位置時(shí)，所有電源接通，置于″斷″時(shí)電源關(guān)閉。
55為信號(hào)輸入插座輸入來(lái)自接收機(jī)的中頻模擬信號(hào)。
56為同步輸入插座輸入來(lái)自發(fā)射機(jī)的同步信號(hào)，作為采樣器的外觸發(fā)信號(hào)。
57為控制接收機(jī)插座將微機(jī)發(fā)出的控制命令傳遞到接收機(jī)“微機(jī)控制”端，控制接收機(jī)的電源開(kāi)關(guān)和增益大小。
58為控制發(fā)射機(jī)插座將微機(jī)發(fā)出的控制命令傳遞到發(fā)射機(jī)的“微機(jī)控制”端，控制發(fā)射機(jī)的電源開(kāi)關(guān)和發(fā)射功率大小。
59為總線插座，在采樣器背面板上，通過(guò)25芯扁平線與主控微機(jī)背面的并行口相連，以實(shí)現(xiàn)控制信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)的傳輸。
本發(fā)明采用目前流行的Compaq486或586彩色筆記本微機(jī)作為系統(tǒng)的主控器，以控制數(shù)據(jù)的采集、存貯和處理，并通過(guò)加限流電阻、噴涂抗靜電材料等防爆措施，使其具有本安型防爆型式，能在具有爆炸危險(xiǎn)性的煤礦井下使用。在專用系統(tǒng)軟件的控制下，微機(jī)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)并行口與采樣器、發(fā)射機(jī)、接收機(jī)交換信息。其主要技術(shù)性能如下其中，CPU80486或80586；其時(shí)鐘頻率是33MHz/75MHz；內(nèi)存為8Mb；硬盤(pán)的容量為256Mb(可變)；實(shí)際使用的軟盤(pán)是1.44Mb；另外，使用的顯示器是TFT彩色液晶顯示屏，標(biāo)準(zhǔn)VGA，640×480像素，256種彩色；本發(fā)明所采用的計(jì)算機(jī)的定位裝置是內(nèi)嵌式跟蹤球或外接鼠標(biāo)器；鍵盤(pán)為標(biāo)準(zhǔn)筆記本微機(jī)鍵盤(pán)；機(jī)殼抗靜電，其表面電阻小于1×109Ω；其工作環(huán)境為溫度0～+40℃相對(duì)濕度95％(+25℃)，大氣壓力8×104～.11×105Pa；外形尺寸255×185×45mm；質(zhì)量3kg；電源交直流兩用，直流用內(nèi)嵌式鎳氫電池供電。
本發(fā)明中的收發(fā)天線采用收發(fā)分置的雙天線體制，目的在于增強(qiáng)收發(fā)之間的隔離度，減少雜波干擾，天線結(jié)構(gòu)采用平面螺旋天線。其主要性能如下方向性60～90°；增益5dB；質(zhì)量每個(gè)10kg；本發(fā)明配置的是便攜式小型噴墨打印機(jī)，質(zhì)量1.5kg，體積為508×274×165mm，交直流兩用，直流可用電池供電，很便于野外操作。該機(jī)未作防爆處理，只供室內(nèi)作探測(cè)資料硬拷貝之用。
考慮目前現(xiàn)場(chǎng)與EPSON系列兼容的打印機(jī)很普及，本發(fā)明控制軟件的硬拷貝程序作了相應(yīng)擴(kuò)充，使凡是和EPSON系列兼容的打印機(jī)皆可并入本系統(tǒng)使用。
本發(fā)明的系統(tǒng)控制軟件分為點(diǎn)測(cè)和連續(xù)探測(cè)兩套，其主要功能有控制發(fā)射功率和接收機(jī)增益的大?。豢刂茢?shù)據(jù)的采集、存貯和傳輸；控制數(shù)據(jù)的迭加、放大、硬拷貝等操作。
本發(fā)明系統(tǒng)控制軟件的一個(gè)特點(diǎn)是通過(guò)軟件上的迭加處理，既提高了整個(gè)系統(tǒng)的信噪比，又實(shí)現(xiàn)了非相參中頻信號(hào)的解調(diào)。另外，整個(gè)操作過(guò)程均在漢字環(huán)境中進(jìn)行，以菜單形式、窗口形式和模擬按鍵形式進(jìn)行人機(jī)交互，既可以用鍵盤(pán)操作，在窗口環(huán)境中還可用鼠標(biāo)或內(nèi)嵌式跟蹤球操作，用戶界面美觀、友好，很便于現(xiàn)場(chǎng)操作人員學(xué)習(xí)掌握。
權(quán)利要求
1.一種礦井地質(zhì)雷達(dá)儀，由發(fā)射機(jī)、發(fā)射天線、接收機(jī)、接收天線、采樣器、采樣器電源、筆記本微機(jī)、打印機(jī)及相應(yīng)系統(tǒng)控制軟件組成，本發(fā)明的特征是儀器發(fā)射能量采用脈沖調(diào)制形式，接收機(jī)對(duì)目標(biāo)回波進(jìn)行變頻處理后，由高速采樣器數(shù)字化，并在微機(jī)程控下進(jìn)行軟件迭加和信號(hào)解調(diào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述儀器，其特征是發(fā)射信號(hào)采用脈沖調(diào)幅且調(diào)制脈寬可變的形式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述儀器，其特征是接收機(jī)采用分布參數(shù)濾波和集中參數(shù)濾波相結(jié)合的濾波方式，前者為四單元方腔螺旋濾波器，用于接收機(jī)前端高頻段，后者為L(zhǎng)C濾波器，用于后端中頻段，接收機(jī)前端還采用無(wú)源電調(diào)器，同時(shí)高放、變頻、中放及采用電子衰減器進(jìn)行增益控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述儀器，其特征是天線采用收、發(fā)分置的平面螺旋天線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述儀器，其特征是發(fā)射機(jī)電路屏蔽盒采用整體分格結(jié)構(gòu)，接收機(jī)電路采用分體單盒組裝結(jié)構(gòu)或整體分格結(jié)構(gòu)，發(fā)射機(jī)、接收機(jī)均采用本質(zhì)安全型內(nèi)嵌式直流電池供電。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述儀器，其特征是采樣器采用高速ECL A/D器件，兩路分頻，交替采集，取樣速率為100、200、500MSPS，采取樣器采用本安型可充電電池組單獨(dú)供電。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述儀器，其特征是取樣器內(nèi)還設(shè)有微機(jī)總線驅(qū)動(dòng)器和微機(jī)并行口控制轉(zhuǎn)換接口，數(shù)據(jù)采集時(shí)，直接由微機(jī)標(biāo)準(zhǔn)并行打印口控制信號(hào)和數(shù)據(jù)的傳輸。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述儀器，其特征是主控微機(jī)采用標(biāo)準(zhǔn)的Compaq486或586筆記本微機(jī)，經(jīng)防爆處理后變?yōu)楸举|(zhì)安全型。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述儀器，其特征是系統(tǒng)控制軟件均以漢字方式操作，采用菜單式、窗口式和模擬按鍵式操作，既適用于間斷點(diǎn)測(cè)，也適用于連續(xù)探測(cè)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或7或9所述儀器，其特征是接收機(jī)直接輸出調(diào)制中頻信號(hào)到采樣器，經(jīng)數(shù)字化后在微機(jī)中以軟件方式進(jìn)行疊加處理，并得到解調(diào)后的信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明涉及的是一種本質(zhì)安全型防爆礦井地質(zhì)雷達(dá)儀,它由發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、采樣器、主控微機(jī)、收發(fā)天線和打印機(jī)及相應(yīng)控制軟件組成;該儀器不僅適用于地面工程地質(zhì)之類的探測(cè),而且適用于有瓦斯、粉塵等爆炸危險(xiǎn)性的場(chǎng)合,如煤礦井下探測(cè)回采工作面和掘進(jìn)巷道前方隱伏的地質(zhì)小構(gòu)造,探測(cè)距離達(dá)60m以上,具有抗干擾性強(qiáng)、快速機(jī)動(dòng)、無(wú)損探測(cè)、探測(cè)精度高等優(yōu)點(diǎn),是一種新型的防爆物探儀器。
文檔編號(hào)G01V3/12GK1174998SQ9610951
公開(kāi)日1998年3月4日 申請(qǐng)日期1996年8月22日 優(yōu)先權(quán)日1996年8月22日
發(fā)明者王連成, 李大洪, 高克億, 邵彥, 鄧春為, 陳東 申請(qǐng)人:煤炭科學(xué)研究總院重慶分院