一种便携式地质发射机

技术领域

本发明属于地质探测设备领域，更具体地，涉及一种便携式地质发射机。

背景技术

电磁探测技术是根据电磁感应原理研究天然和人工(可控)场源在大地中激励的交变电磁场分布，并由观测到的电磁场分布研究地下电性及地质特征的一种地球物理方法。

电磁探测技术近年来在国内外得到迅速发展，可以解决的问题范围不断扩大，如国家矿产资源、工程地质勘察、地下水与地热调查、环境灾害地质调查及考古、地下管线及埋葬物探测、海水倒灌和地下污染范围界定、地下开采巷道和井间观测等，几乎涉及了地球物理勘探的各个领域，取得了良好的效果，已成为不可缺少的、备受人们瞩目的地球物理勘探方法之一。

我国的电磁研究起步较晚，对电磁探测技术的理论研究、仪器研制尚处于初级阶段，对仪器研制除少数有所独创外，大多是在国外仪器基础上的开发改进，现有的中功率地质发射机结构复杂、重量大、不便于携带，而国内在中功率便携式地质发射机的研究开发上更是处于空白，因此当前迫切需要设计一种结构简单、便于携带的中功率地质发射机。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种便携式地质发射机，其可有效解决地质发射机结构复杂、重量大、不便于携带的问题，实现发射机的小型化、便携化、高效化。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种便携式地质发射机，包括箱体、箱盖和机箱面板，所述箱盖可拆卸连接在所述箱体顶部，所述机箱面板安装在所述箱体内，所述机箱面板的正面和背面设置有面板正面器件组和面板背面器件组，其特征在于，

所述箱体内设置电池和电池安装座，所述电池安装在所述电池安装座内；

所述面板正面器件组包括接插口、开关、接线柱和测试口，所述面板背面器件组包括功率器件、电源保险座、驱动板、主控板、电压传感器、电流传感器和电源检测板，所述功率器件有三个，分别为第一IGBT、第二IGBT和第三IGBT，并且：

所述接插口有四个，分别为主电源输入口、电池充电口、激励输入口和并机控制口，所述主电源输入口与所述电源保险座电连接，所述电池充电口与电池电连接，所述激励输入口与所述主控板电连接，所述并机控制口与所述激励输入口电连接，所述开关与所述主控板电连接，所述接线柱和测试口均为两个，其中一个接线柱与所述第二IGBT电连接而另一个接线柱与所述第三IGBT电连接，每个所述测试口分别与一个所述接线柱电连接；

所述驱动板与所述第一IGBT、第二IGBT和第三IGBT分别电连接，所述第一IGBT与第二IGBT电连接，第二IGBT与第三IGBT电连接，所述驱动板和主控板电连接，所述电流传感器和电压传感器分别与所述电源检测板电连接，所述电源保险座与第一IGBT电连接。

优选地，所述面板背面器件组还包括散热器，所述第一IGBT、第二IGBT和第三IGBT均固定在所述散热器上。

优选地，所述面板背面器件组还包括风扇，所述风扇位于所述散热器和所述机箱面板之间，并且所述风扇与所述主控板电连接。

优选地，所述箱体的侧壁在对应于所述散热器的位置设置有通风口，所述箱体的内壁在对应于所述通风口的位置设置有通风垫条，所述散热器压在所述通风垫条上。

优选地，所述面板背面器件组还包括温度传感器，所述温度传感器与所述主控板电连接。

优选地，所述面板正面器件组还包括显示屏，所述显示屏与所述主控板电连接。

优选地，所述面板正面器件组还包括设置在显示屏的旁边的状态指示灯，所述状态指示灯与所述主控板电连接。

优选地，所述面板背面器件组还包括印制板安装支架，所述驱动板和主控板电连接均通过印制板安装支架固定在机箱面板的背面。

优选地，还包括安装在所述箱体侧壁上的电池保险座，所述电池保险座与所述电池电连接。

优选地，所述开关有四个，其中的三个开关旁各有一个用于指示开关状态的开关指示灯，所述开关指示灯与所述主控板电连接。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1)本发明采用脉冲式高效率固态功率放大设计方法，采用新型IGBT功率器件优化电路设计提升功率容量，通过控制板对整台发射机的控制，电源检测板的电压电流检测和驱动板对IGBT功率器件的驱动，从而能够实现地质发射的目的，而且它们的体积较小，占用空间小，使得本地质发射机的整体尺寸也小，其结构紧凑，体积小，便于携带。本发明通过合理的机箱和面板的组合设计，实现了发射机的美观化、小型化、便携化，解决了地质发射机结构复杂、重量大、不便于携带的问题。

2)本发明采用IGBT功率器件优化电路，可实现多域波形发射，可通过对电流占空比的控制及频带范围的扩展，使发射机能够兼容时间域和频率域两种发射波形，解决了发射波形单一、勘探方法受限的难题，满足了瞬变电磁和可控源等多个探测方法的需求。

3)本发明通过输入激励信号的并联，输出的串联，可实现多台发射机之间通过并机提升发射功率的功能，满足了用户更大发射功率的需求。

附图说明

图1为本发明的主视图；

图2为本发明的右视图；

图3为本发明中箱体的内部示意图；

图4为本发明中正面示意图；

图5为本发明的机箱面板背面示意图；

图6是本发明实现地质发射的电路系统框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

参照图1～图6，一种便携式地质发射机，包括箱体1、箱盖2和机箱面板3，所述箱盖2可拆卸连接在所述箱体1顶部，箱体1和箱盖2的后侧通过绞链连接，箱体1和箱盖2的前侧可通过锁扣锁紧，箱体1的前侧设置一个便携式把手31。所述机箱面板3安装在所述箱体1内，优选通过螺丝固定在机箱内。所述机箱面板3的正面和背面设置有面板正面器件组和面板背面器件组，所述箱体1内设置电池5和电池安装座4，所述电池5安装在所述电池安装座4内，电池安装座4内设置了电池限位垫33，以防止电池5晃动。机箱面板3的正面的上方正中位置的文字标识为发射机名称。

所述面板正面器件组包括接插口、开关6、接线柱和测试口8，所述面板背面器件组包括功率器件、电源保险座9、驱动板10、主控板11、电压传感器12、电流传感器13和电源检测板14，所述功率器件有三个，分别为第一IGBT15、第二IGBT16和第三IGBT17，电池5与电源检测板14电连接，并且：

参照图4，所述接插口有四个，分别为主电源输入口18、电池充电口19、激励输入口20和并机控制口21，接插口的文字标识分别位于各接插口下方正中位置。所述主电源输入口18可直接连接外部的直流电源，所述主电源输入口18与所述电源保险座9电连接，所述电源保险座9与第一IGBT15电连接，电源保险座9具有保险丝，实现对输入的直流的保护。所述电池充电口19与电池5电连接，电池充电口19可连接外部直流电，为电池5充电；所述激励输入口20与所述主控板11电连接，所述并机控制口21与所述激励输入口20电连接，所述激励输入口20的作用的通过外部激励器为发射机提供激励输入，所述并机控制口21的作用是为实现发射机的并机控制，所述开关6与所述主控板11电连接，所述开关6优选设置有四个，每个开关6均与所述主控板11电连接。四个开关6下部有对应的文字标识，其中从左至右的前三个开关6旁各有一个用于指示开关6状态的开关指示灯30，譬如红灯表示开关6已经关闭，绿灯表示开关6打开，各所述开关指示灯30分别与所述主控板11电连接。这四个开关6分别实现对发射机的开/关功能、发射功能、复位功能和显示功能。

所述接线柱和测试口8均为两个，两个接线柱分别为第一接线柱71和第二接线柱72，第一接线柱71与所述第二IGBT16电连接而第二接线柱72与所述第三IGBT17电连接，每个所述测试口8分别与一个所述接线柱电连接；测试口8实现发射频率或时域电流波形的输出，所述测试口8的作用是方便对输出电压的测试。

电流传感器13连接主电源输入口18，用于测量直流电源输入的直流电流大小，电压传感器12连接测试口8，用于测量输出时域或频域发射电压的大小，从而实现对发射机的控制和监控。

参照图5，所述第一IGBT15与第二IGBT16电连接，第二IGBT16与第三IGBT17电连接，第一IGBT15的作用是实现对输入电压的开通和关断，第二IGBT16和第三IGBT17的作用是实现对直流输入电压的H桥脉冲式功率放大，所述驱动板10和主控板11电连接，所述驱动板10与所述第一IGBT15、第二IGBT16和第三IGBT17连接，通过对IGBT的驱动，实现功率放大，所述电流传感器13和电压传感器12分别与所述电源检测板14电连接。

进一步，所述面板背面器件组还包括散热器，所述第一IGBT15、第二IGBT16和第三IGBT17均固定在所述散热器上，方便这三个功率器件进行散热。

进一步，所述箱体1的侧壁在对应于所述散热器的位置设置有通风口22，通风口22优选设置在箱体1右侧正中部位，所述箱体1的内壁在对应于所述通风口22的位置设置有通风垫条23，所述散热器压在所述通风垫条23上。通风垫条23可靠的固定在箱体1的通风口22处，以保证散热器与箱体1的内壁没有缝隙。

进一步，所述面板背面器件组还包括温度传感器24，所述温度传感器24与所述主控板11电连接，实现对发射机出风口温度的监控，优选地，所述温度传感器24也固定在散热器上。

进一步，所述面板背面器件组还包括风扇，所述风扇位于所述散热器和所述机箱面板3之间，散热器通过风扇固定在面板背面，所述风扇与所述主控板11电连接，风扇有助于散热器更好地散热。机箱面板3的正面右边靠中设置有风扇进风口34，机箱面板3的正面右边靠下设置有提手32。

进一步，所述面板正面器件组还包括显示屏，所述显示屏与所述主控板11电连接，所述状态指示灯27与所述主控板11电连接，所述面板正面器件组还包括设置在显示屏的旁边的状态指示灯27。图4中上部的第一显示屏25显示输入电压，下部的第二显示屏26显示温度、延时、电池5电压和电流，两个显示屏位于机箱面板3中部靠上位置，靠上的第一显示屏25上方有输入电压的文字标识，右边由上而下有三个状态指示灯27，状态指示灯27右边有对应的文字标识，靠下的第二显示屏26右边由上而下有四个状态指示灯27，状态指示灯27右边有对应的文字标识。

上面三个状态指示灯27分别显示电池5电压低、过温和过流报警，下面四个状态指示灯27分别代表左边的显示屏显示温度、延时、电池5的电压和电流。

进一步，所述面板背面器件组还包括印制板安装支架28，所述驱动板10和主控板11电连接均通过印制板安装支架28固定在机箱面板3的背面，优选在背面中部。

进一步，还包括安装在所述箱体1侧壁上的电池保险座29，所述电池保险座29与所述电池5电连接。电池保险座29安装在箱体1的后侧壁靠近电池5的位置。电池保险座29的作用安装保险丝，防止发射机内部控制电路因短路而损坏。

本发明的元器件通过以下工作过程实现地质勘探：主供电电源接口接入直流电源，激励输入接口接入外部的激励器，第一接线柱71和第二接线柱72分别接大地，打开开关6，电池5给电源检测板14供电，电源检测板14再给主控板11和驱动板10供电，按下复位功能的开关6，再按下发射功能的开关6，直流电源的直流电经电源保险座9、第一IGBT15流到第二IGBT161和第三IGBT17进行功率变换，实现功率放大并形成脉冲信号，再通过第一接线柱71和第二接线柱72(第一接线柱71和第二接线柱72连接发射天线)引入大地，在大地中产生电磁场从而实现地质勘探，所述显示屏和显示屏旁边的状态指示灯27用来监控发射状态。

参照图6，本发明具有控制电路和主电路，所述控制电路包括电源电路、单片机、故障报警电路、参数显示电路、CPLD、IGBT驱动电路和参数检测电路，主电路具有脉冲式功放电路，脉冲式功放电路主要由第一IGBT15、第二IGBT161和第三IGBT17构成，所述电源电路集成在电源检测板14上，单片机、故障报警电路、参数显示电路和CPLD集成在主控板11上，所述IGBT驱动电路集成在驱动板10上，所述参数检测电路集成在电源检测板14上，所述电池5分别与电源电路和参数检测电路电连接，所述电源电路分别与单片机、CPLD、IGBT驱动电路和参数检测电路电连接，所述单片机分别与故障报警电路、参数显示电路、参数检测电路和CPLD电连接，所述CPLD与IGBT驱动电路电连接，IGBT驱动电路用于驱动脉冲式功放电路的第一IGBT15、第二IGBT161和第三IGBT17工作，与主供电电源接口连接的直流电电源连接脉冲式功放电路的输入端，脉冲式功放电路的输出端连接发射天线；激励器输入的激励信号先进入CPLD，然后CPLD再通过IGBT驱动电路来驱动脉冲式功放电路的第一IGBT15、第二IGBT161和第三IGBT17工作形成脉冲信号，脉冲信号通过发射天线将脉冲信号发射出去。在脉冲式功放电路的输入端和输出端分别设置电压互感器(PT)和电流互感器(CT))，电压互感器和电流互感器分别连接参数检测电路，参数检测电路分别与电压传感器、电流传感器和温度传感器电连接，参数检测电路将检测到的参数发送给单片机，单片机处理后，通过故障报警电路进行故障报警和/或通过参数显示电路在显示器上进行参数显示；参数检测电路具有发射电流采样端口，发射电流采样端口处设置测试口8。

应理解，以上为本实施例的不同特征的许多不同的实施例或例子。以上描述的构件与安排的特定例子，以简化说明实施例。当然，这些仅仅是例子而不是用以限制具体的实施方式，举例来说，元件尺寸并不限于所揭露的范围或数值，而可依制程条件和/或装置所需的性质而定。

再者，在说明中，第一特征形成在第二特征的上方或之上，这可能包含第一特征与第二特征以直接接触的方式形成的实施例，这也可能包含额外特征可能形成在插入第一特征与第二特征的实施例，这使得第一特征与第二特征可能没有直接接触，为了简单与清楚说明，可依不同比例任意绘制各种特征。

再者，在此可能会使用空间相对用语，例如“底下”、“下方”、“较低”、“上方”、“较高”等等，以方便说明如附图所绘示的一元件或一特征与另一(另一些)元件或特征的关系。

这些空间上相对的用语除了涵盖在附图中所绘示的方向，也欲涵盖装置在使用或操作中不同的方向。设备可能以不同方式定位(例如旋转90度或在其他方位上)，而在此所使用的空间上相对的描述同样也可以有相对应的解释。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。