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技术服务部 廖平红 供稿
我国煤炭资源丰富，而煤层赋存条件、地质构造复杂，矿井突水、煤与瓦斯突出、煤层自燃等事故时有发生，随着矿井开采技术的提高，开采深度的进一步加大，接近含水层也越来越多，煤矿生产中的水害问题在近几年中的危害性已经凸显出来，给国家和人民带来了惨重的人身伤亡和经济损失。自2008年华虹公司推出国内第一款矿用瞬变电磁仪YCS40(A)以来，瞬变仪器在各煤矿的探水工作中中被广泛使用，有效地的减少了矿井水害事故的发生。本着“人无我有，人有我优”的开发原则，福州华虹智能科技开发有限公司研发出了第二代矿用瞬变电磁仪器：YCS256矿用本安型瞬变电磁仪。
图一 YCS256主机及配件
1、显示屏的更新，一代瞬变电磁仪用的是黑白屏，二代升级成为分辨率800×480的TFT 7寸液晶彩屏;
2、发射电压和发射电流的加大，发射电压和法和电流的加大意味着仪器的发射强度增强，探测深度和分辨率增加;
3、探测时间的延长，二代仪器的工作时间延长到满负荷工作8小时以上;
4、重量减轻，仪器重量由一代的7.8Kg减轻到6Kg，减小了工作人员的负重量;
5、仪器具备了现场解析能力，这不但是相比于一代仪器的飞跃，也是国内仅有的具备现场处理能力的矿用瞬变仪器;
6、新一代仪器大大提高了抗干扰能力。仪器嵌入常用的数字滤波算法，配合时序控制技术，可以有效滤除50Hz工频干扰，大大提高了抗干扰能力。
目前国内外同类产品的解析，均是通过将仪器所采集的数据另外导入PC机后进行分析和结果成像，无法做到在仪器本机上就进行解析。该项目通过采集到的测道-电压值做反演，计算出视电阻率。根据视电阻率和测道中心时间进行时-深转换，得出不同深度的视电阻率，用地质学常用的克里格插值算法做出视电阻率剖面图。解决了其它井下瞬变电磁仪无法在煤矿井下现场解析所采集的信号，并直接显示结果的问题，提高了探测仪器的工作效率，迈出了矿用瞬变电磁仪采集、处理与现场解析功能为一体的重要一步。
图二 现场解析成果图
仪器的主要特点如下：
专用平台：仪器采用专门设计的FPGA硬件平台，系统简捷，功耗低，具高可靠性和运算能力。
专利线圈：系统采用自有知识产权的专利线圈，可以在同一线圈上设置不同发射线圈匝数和调整发射倾角，方便用户根据不同的测试现场需求进行调整，提高测试的灵敏度。
抗干扰能力强：系统嵌入专有的数字滤波算法和背景制导选频等技术，实现现场干扰抑制，大幅度提高了数据采集的质量和时长。在同场条件下提高有效的地质探测能力。
现场解析：除了提供时间电压图和测点电压图等图形显示外，还提供了现场解析功能，用户可以在测试现场得到初步解析结果。
矿用本安型瞬变电磁仪是我公司推出的新一代瞬变仪器，它实现了现场解析这一技术性的突破;大大提高了仪器的抗干扰能力;其他各项性能均得到了很大的改善，在矿用瞬变仪器上迈出了新的一步。为煤矿的安全生产提供技术保障，为广大矿井地质工作者提供了安全工作的平台!
表一：YCS256的技术指标
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硬件平台 |
专用低功耗32位嵌入式处理器平台 |
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软件平台 |
嵌入式操作系统 |
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运算处理 |
现场处理 |
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专利技术 |
6项 |
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发射电压 |
9V |
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发射电流(A) |
≤4A |
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关断时长 |
0.5-64us |
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发射频率 |
2.5Hz、6.25Hz、8.3Hz、12.5Hz、25Hz、62.5Hz |
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叠加次数 |
1-65536(可选) |
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测道数 |
20-256道(可选) |
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采样间隔 |
1us |
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A/D转换 |
16bit |
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最小信号分辨率 |
0.168 μV |
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动态范围 |
140dB |
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存储容量 |
1GB、2GB、4 GB电子硬盘可选 |
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端口 |
USB 2.0 |
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显示屏 |
TFT 7寸液晶彩屏（分辨率800×480） |
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操作界面 |
交互式全中文图形界面 |
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仪器电源 |
内置两组电池组，每组7.2V/9000mAh |
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供电时长 |
大于8小时 |
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适应环境 |
允许在有瓦斯、煤尘的矿井中使用 |
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工作温度 |
0-40° |
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外形尺寸 |
356mm× 282mm× 111mm |
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重量 |
6Kg |
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有效探测距离 |
≥100m |
