一种煤矿钻孔电阻率监测接收装置及信号接收方法与流程

本发明属于地球物理，涉及一种接收装置，具体是一种煤矿钻孔电阻率监测接收装置及信号接收方法。

背景技术：

1、在矿井的建设和开采过程中，煤矿的水害问题一直是煤炭开采过程中所面临的一个难题，断层构造是导致煤矿突水的主要因素，断层构造是地下水的天然通道，一旦成为含水层和煤层之间的导水通道，将对矿井的安全采掘造成很大的威胁。

2、目前，煤矿井下使用的矿井电阻率监测接收装置通常采用将接收装置放置于煤矿井下巷道中，这种接收装置容易受到外界碰撞变形或者损坏，从而使接收信号不稳定，影响探测精度。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于，提供一种煤矿钻孔电阻率监测接收装置及信号接收方法，以解决现有技术中接收装置易受外界影响导致探测精度的的技术问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：

3、一种煤矿钻孔电阻率监测接收装置，包括信号接收电路、前置放大电路、接收滤波电路、ad转换电路和信号传输电路；所述信号接收电路的输出端与前置放大电路的输入端连接，所述前置放大电路的输出端与接收滤波电路的输入端连接，所述接收滤波电路的输出端与ad转换电路的输入端连接，所述ad转换电路的输出端与信号传输电路的输入端连接；

4、所述信号接收电路用于接收钻孔地层中的电压信号，并将接收到的电压信号传输至前置放大电路；

5、所述前置放大电路用于接收来自信号接收电路的电压信号，并将该信号进行前置放大，并将放大后的电压信号传输至接收滤波电路；

6、所述接收滤波电路用于接收来自前置放大电路的电压信号，将电压信号进行滤波，并将滤波后的电压信号传输至ad转换电路；

7、所述ad转换电路接收自来接收滤波电路的电压信号，将电压信号进行数模转换，并将转换后的电压信号传输至信号传输电路；

8、所述信号传输电路用于接收来自ad转换电路的电压信号，将电压信号进行实时远程传输。

9、本发明还包括以下技术特征：

10、所述信号接收电路包括电阻r21、电阻r22、电阻r23、电阻r24、电阻r25、电阻r26、电容c21、电容c22、电容c23、电容c24、电容c25、电容c26、电源v21、电源v22、电源v23、电源v24、电源v25、电源v26、二极管d21、二极管d22、三级管q21、运算放大器ic21、运算放大器ic22；其中，电源v21与电容c21一端连接，电容c21第二端与电阻r21一端连接，电阻r21第二端与二极管d21正极和运算放大器ic21同向输入端共同连接，二极管d21负极端与电阻r23一端连接，电阻r23第二端与电容c23一端和二极管d22正极连接，二极管负极与三极管q21集电极连接，三极管q21基极与电容c23第二端和运算放大器ic21输出端共同连接，三极管q21发射极与电阻r26一端连接；电阻r26第二端与电容c26一端连接，且该连接点作为信号接收电路的输出端与前置放大电路的输入端连接，电容c26第二端与运算放大器ic22输出端连接；电容c22一端接地，电容c22第二端与电阻r22一端连接，电阻r22第二端与电阻r24一端和运算放大器ic21反向输入端共同连接，电阻r24第二端与电容c24第一端连接，电容c24第二端与运算放大器ic22同向输入端连接，电源v26与电阻r25第一端连接，电阻r25第二端与电容c25第一端连接，电容c25第二端与运算放大器ic22反向输入端连接；电源v22与运算放大器ic21第四端连接，电源v23与运算放大器ic21第五端连接，电源v24与运算放大器ic22第四端连接，电源v25与运算放大器ic22第五端连接。

11、所述前置放大电路包括电阻r31、电阻r32、电阻r33、电阻r34、电阻r35、电阻r36、电阻r37、电容c31、电容c32、电容c33、电容c34、电容c35、电容c36、电源v31、电源v32、电源v33、电源v34、电源v35、电源v36、二极管d31、运算放大器ic31、运算放大器ic32，其中，电源v31与电容c31一端连接，且该连接点作为前置放大电路的输入端与信号接收电路的输出端连接；电容c31第二端与电阻r31一端和电阻r32一端共同连接，电阻r31第二端与电阻r33一端、电容c32一端和运算放大器ic31同向输入端共同连接，电阻r33第二端与电容c32第二端、电阻r34一端和运算放大器ic31输出端共同连接，电阻r34第二端与电容c34一端和二极管d31负极共同连接，电容c34第二端与电阻r35一端连接，电阻r35第二端与电容c35一端和运算放大器ic32反向输入端共同连接，电容c35第二端与二极管d31正极、电容c33一端和电阻r32第二端共同连接，电容c33第二端与运算放大器ic31反向输入端连接；电源v34与电阻r36一端连接，电阻r36第二端与电阻r37一端、电容c36一端和运算放大器ic32同向输入端共同连接，电阻r37第二端与电容c36第二端和运算放大器ic32输出端连接，且该共同连接点作为前置放大电路的输出端与接收滤波电路的输入端共同连接；运算放大器ic31第四极与电源v32，运算放大器ic31第五极与电源v32；运算放大器ic32第四极与电源v35，运算放大器ic32第五极与电源v36。

12、所述接收滤波电路包括电阻r41、电阻r42、电阻r43、电阻r44、电阻r45、电容c41、电容c42、电容c43、电容c44、电容c45、电源v41、电源v42、电源v43、电源v44、电源v45、电源v46、电源v47、电源v48、电源v49、运算放大器ic41、运算放大器ic42，其中，电容c41一端作为接收滤波电路的输入端与前置放大电路的输出端连接，电容c41第二端与电阻r42一端和电阻r41一端共同连接，电阻r41第二端与电源v41连接，电阻r42与运算放大器ic41同向输入端连接，电阻r43一端与电源v42连接，电阻r43第二端与运算放大器ic41反向输入端连接；运算放大器ic41输出端与电阻r44一端连接，电阻r44第二端与电容c42一端连接，电容c42第二端与运算放大器ic42同向输入端连接，电容c43一端与电源v45连接，电容c43第二端与电阻r45一端和电容c44一端共同连接，电阻r45第二端与电源v46连接，电容c44第二端与电容c45一端和运算放大器ic42反向输入端共同连接，电容c45第二端与电源v47连接；运算放大器ic42输出端作为接收滤波电路的输出端与ad转换电路的输入端连接；电源v43与运算放大器ic41第四端连接，电源v44与运算放大器ic41第五端连接，电源v48与运算放大器ic42第四端连接，电源v49与运算放大器ic42第五端连接。

13、所述ad转换电路包括电阻r51、电阻r52、电阻r53、电阻r54、电阻r55、电阻r56、电源v51、电源v52、电源v53、二极管d51、集成电路u51，其中，集成电路u51管脚in作为ad转换电路的输入端与接收滤波电路的输出端连接；电源v51与电阻r51一端连接，电阻r52第二端与二极管d51负极、集成电路u51管脚avd和管脚aip共同连接，二极管d51正极与电阻r52一端连接，电阻r52第二端与集成电路u51管脚ain连接；电源v52与电阻r53一端连接，电阻r53第二端与集成电路u51管脚vcc连接；集成电路u51管脚out作为ad转换电路的输出端与信号传输电路的输入端连接；集成电路u51管脚din与电阻r54一端连接，集成电路u51管脚dim与电阻r55一端连接，集成电路u51管脚dip与电阻r56一端连接，电阻r56第二端与电阻r54第二端、电阻r55第二端和电源v53共同连接，集成电路u51管脚dgnd接地。

14、所述信号传输电路包括电阻r61、电阻r62、电阻r63、电容c61、电容c62、电源v61、电源v62、集成电路u61，其中，集成电路u61管脚in作为信号传输电路的输入端与ad转换电路的输出端连接，电源v61与电阻r61一端连接，电阻r61第二端与电阻r62一端和电容c61一端共同连接，电阻r62第二端与集成电路u61管脚fba和管脚fbb共同连接，电容c61第二端与电容c62一端连接，电容c62第二端与集成电路u61管脚fbc连接；集成电路u61管脚vdd与集成电路u61管脚vcc和电阻r63一端共同连接，电阻r63第二端与电源v62连接，集成电路u61管脚dgnd接地。

15、一种煤矿钻孔电阻率监测接收方法，采用所述煤矿钻孔电阻率监测接收装置，具体包括以下步骤：

16、步骤1，信号接收电路接收钻孔地层中的电压信号，并将接收到的电压信号传输至前置放大电路；

17、步骤2，前置放大电路接收来自信号接收电路的电压信号，并将该信号进行前置放大，并将放大后的电压信号传输至接收滤波电路；

18、步骤3，接收滤波电路接收来自前置放大电路的电压信号，将电压信号进行滤波，并将滤波后的电压信号传输至ad转换电路；

19、步骤4，ad转换电路接收自来接收滤波电路的电压信号，将电压信号进行数模转换，并将转换后的电压信号传输至信号传输电路；

20、步骤5，信号传输电路接收来自ad转换电路的电压信号，将电压信号进行实时远程传输。

21、本发明与现有技术相比，有益的技术效果是：

22、(ⅰ)本发明中的煤矿钻孔电阻率监测接收装置使在煤矿井下钻孔中接收微小电流信号成为现实，降低了人为干扰的影响，提高了接收信号能力的同时，提高了接收信号的精度，解决了现有技术中接收装置易受外界影响导致探测精度的的技术问题。

23、(ⅱ)本发明中的前置放大电路将接收电路的信号进行了有效放大，提高了接收微小信号的能力，有利于微弱信号的有效放大，为信号进一步处理提供有利前提条件。

24、(ⅲ)本发明中的接收滤波电路将接收信号进行滤波，保障了接收信号高精度的条件，保障接收信号能够提供比较好的信号质量。