一种矿用动态定向电场激励法煤巷综掘超前探测发射系统

摘要

本发明公开了一种矿用动态定向电场激励法煤巷综掘超前探测发射系统，该系统由微处理器、基于DDS的信号发生电路、隔离驱动电路、基于IPM的逆变电路、稳流电源及相关外围电路组成。通过微处理器控制DDS芯片产生发射系统的逆变驱动信号，通过隔离驱动电路驱动基于IPM的逆变电路输出多达五路的波形稳定可控的调制方波，并保证各路输出的同相位同极性；五路输出分为一路发射输出及四路约束输出，利用电场同性相斥性质，使发射电极输出的电场得以约束，从而控制电场的传播方向，达到掘进面前方的半空间扫描。本发明内部电路设计符合煤矿安全生产技术规范和要求，输出波形稳定度好，频率分辨率高，且具有自我保护功能，操作方便快捷。

主权项

一种动态定向电场激励法煤巷综掘超前探测发射系统，包括有微处理器(1)、基于DDS的信号发生电路(2)、隔离驱动电路(3)、基于IPM的逆变电路(4)、稳流电源(5)、供电电压测量电路及供电电流测量电路(6)、多路选择开关电路(7)、A/D转换电路(8)、键盘电路(9)、显示电路(10)、报警指示电路(11)、电池欠压检测电路(12)、复位电路(13)、串口通讯电路组成(14)组成；其特征在于：系统开机成功自动检测后，通过所述键盘电路(9)控制所述微处理器(1)，以使所述微处理器(1)控制所述基于DDS的信号发生电路产生逆变驱动信号，并由所述基于DDS的信号发生电路将所述逆变驱动信号发送给所述隔离驱动电路(3)；所述隔离电路(3)用于对所述逆变驱动信号进行隔离和电平转换处理，并将处理后的逆变驱动信号发送给所述基于IPM的逆变电路(4)，以控制所述基于IPM的逆变电路(4)中开关器件的通断，从而将所述稳流电源提供给所述基于IPM的逆变电路(4)的电源逆变转换为调制方波电流；所述调制方波电流为五路且极性相位相同，其中四组所述调制方波电流由分设在掘进工作面四边的四路约束电极分别输出至所述掘进工作面上，一组所述调制方波电流由设置在所述掘进工作面中心的发射电极输出至所述掘进工作面上；所述微处理器(1)用于利用相同极性调制方波电流相斥的原理，通过控制所述四路约束电极输出的调制方波电流大小，来约束所述发射电极输出的电场，从而控制所述电场的传播方向；所述供电电压测量电路及供电电流检测电路(6)用于分别检测各路电极输出的电压和电流，所述各路电极包括所述四路约束电极和所述一路发射电极；所述微处理器(1)用于通过控制所述多路选择开关电路(7)，选择将哪路所述供电电压测量电路及供电电流检测电路(6)与所述A/D转换电路(8)导通；所述A/D转换电路(8)用于在与对应的所述供电电压测量电路及供电电流检测电路(6)导通时，将所述供电电压测量电路及供电电流检测电路(6)输出的模拟量的电压和电流转换成数字量的电压和电流，并将所述数字量的电压和电流发送给所述微处理器(1)，以使所述微处理器(1)控制所述显示电路(10)对所述数字量的电压和电流进行显示；所述报警指示电路(11)、电池欠压检测电路(12)、复位电路(13)和串口通讯电路组成(14)分别与所述微处理器(1)连接。