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原文传递堤防渗漏通道三维磁测电阻率探测装置及方法

专利名称：	堤防渗漏通道三维磁测电阻率探测装置及方法
摘要：	本发明所设计的堤防渗漏通道三维磁测电阻率探测装置，它的电场负极棒和电场正极棒分别设置在堤身内侧和堤身外侧，激励信号发送装置的正极激励信号通信端连接电场负极棒，激励信号发送装置的负极激励信号通信端连接电场正极棒，堤身的顶部设置磁场测量系统，磁场测量系统沿测线组运动，并在测线组的每个测点接收由于激励信号发送装置的供电电场变化所引起的全空间范围变化的磁场数据，及所在测点的位置定位数据，测线组位于堤身的顶部并沿堤防走向布置；磁场测量系统用于根据所接收到的各个测点的磁场数据和定位数据进行磁测数据处理得到各个测点位置定位信息及各个测点对应的磁电阻率值。本发明能准确得到渗漏通道位置。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	湖北;42
申请人：	长江水利委员会长江科学院
发明人：	肖国强;陈志学;周华敏;周黎明;王法刚;李玉婕;付代光;张杨;王复兴;张敏
专利状态：	有效
申请日期：	2018-12-13T00:00:00+0800
发布日期：	2019-04-23T00:00:00+0800
申请号：	CN201811525160.2
公开号：	CN109668938A
代理机构：	武汉开元知识产权代理有限公司
代理人：	潘杰;李满
分类号：	G01N27/04(2006.01);G;G01;G01N;G01N27
申请人地址：	430010 湖北省武汉市汉口后九万方
主权项：	1.一种堤防渗漏通道三维磁测电阻率探测装置，其特征在于，它包括电场负极棒(4)、电场正极棒(5)、激励信号发送装置(6)和磁场测量系统(7)，其中，所述电场负极棒(4)和电场正极棒(5)分别设置在堤身内侧(2)和堤身外侧(3)，激励信号发送装置(6)的正极激励信号通信端连接电场负极棒(4)，激励信号发送装置(6)的负极激励信号通信端连接电场正极棒(5)，堤身(1)的顶部设置磁场测量系统(7)，磁场测量系统(7)沿测线组(10)运动，并在测线组(10)的每个测点接收由于激励信号发送装置(6)的供电电场变化所引起的全空间范围变化的磁场数据，及所在测点的位置定位数据，所述测线组(10)位于堤身(1)的顶部并沿堤防走向布置；磁场测量系统(7)用于根据所接收到的各个测点的磁场数据和定位数据进行磁测数据处理得到各个测点位置定位信息及各个测点对应的磁电阻率值。 2.根据权利要求1所述的堤防渗漏通道三维磁测电阻率探测装置，其特征在于：所述激励信号发送装置(6)、电场负极棒(4)、堤内疑似渗漏通道(11)和电场正极棒(5)形成供电电场回路。 3.根据权利要求1所述的堤防渗漏通道三维磁测电阻率探测装置，其特征在于：所述磁场测量系统(7)包括数据处理器(7.1)、三维磁力仪(7.2)、GPS导航定位装置(7.3)和计算器(7.4)，所述三维磁力仪(7.2)的输出端连接数据处理器(7.1)的全空间范围变化的磁场数据输入端，GPS导航定位装置(7.3)的输出端连接计算器(7.4)的位置定位数据输入端，数据处理器(7.1)的数据输出端连接计算器(7.4)的磁电阻率分布的成像显示数据输入端。 4.根据权利要求3所述的堤防渗漏通道三维磁测电阻率探测装置，其特征在于：它还包括静态磁场接收机(8)，静态磁场接收机(8)设置在堤身(1)的顶部，所述静态磁场接收机(8)的信号输出端连接数据处理器(7.1)的静态磁场数据输入端，静态磁场接收机(8)用于监测探测区域内背景磁场在指定时间内的变化过程，并将表征背景磁场在指定时间内的变化过程的数据传输给磁场测量系统(7)用于校正磁场测量系统(7)所接收到的磁场数据。 5.根据权利要求1所述的堤防渗漏通道三维磁测电阻率探测装置，其特征在于：所述电场负极棒(4)与电场正极棒(5)之间的间距范围为600～800米。 6.根据权利要求2所述的堤防渗漏通道三维磁测电阻率探测装置，其特征在于：所述激励信号发送装置(6)向供电电场回路供以交变电流，交变电流将在周围空间产生异常磁场。 7.根据权利要求1所述的堤防渗漏通道三维磁测电阻率探测装置，其特征在于：所述测线组(10)包括沿堤防走向平行布置的多根测线，每根测线中测点间距相等且测点间距范围为0.5～1米。 8.根据权利要求1所述的堤防渗漏通道三维磁测电阻率探测装置，其特征在于：电场负极棒(4)设置在堤身内侧(2)的渗漏出水口位置，电场正极棒(5)设置在堤身外侧(3)的底部。 9.一种利用权利要求1所述装置的堤防渗漏通道探测方法，其特征在于，它包括如下步骤：步骤1：激励信号发送装置(6)向供电电场回路供以交变电流，交变电流将在周围空间产生异常磁场；步骤2：磁场测量系统(7)沿测线组(10)运动，并在测线组(10)的每个测点接收由于激励信号发送装置(6)的供电电场变化所引起的全空间范围变化的磁场数据，及所在测点的位置定位数据；步骤3：静态磁场接收机(8)监测探测区域内背景磁场在测量时间内的变化过程，并将表征背景磁场在测量时间内的变化过程的背景磁场平均值传输给磁场测量系统(7)用来校正磁场测量系统(7)所接收到的各个测点的磁场数据，具体可表示为：式中，为堤防渗漏通道探测开工前、工作中和收工时静态磁场接收机所测磁场的平均值，R为在堤防表面上静态磁场接收机(8)距离正负电极连线的垂直距离，I为供电电场回路内的供电电流，再将每个测点上观测到的磁场值乘以校正系数C，就得到经过校正的磁场强度值；当地下为均匀介质时，沿测线方向的正常磁场强度可表示为：式中，Hn为均匀介质中堤顶沿测线方向测的任意点处正常磁场理论值，I为供电电场回路内的供电电流，x为测线方向的方位坐标值，y为正电极棒和负电极棒连线方向的方位坐标值，坐标原点位于正负电极的中点位置；当堤防内部出现渗漏通道，渗漏通道位置形成良导体，堤防结构变为非均匀体，上述均匀磁场的正常分布形态就会遭到破坏，在渗漏通道部位产生异常的磁场强度，通过在堤顶测量磁场强度的变化情况，就可以确定渗漏通道的分布位置；步骤4：根据各个测点校正后的磁场值，利用如下公式计算各个测点对应的地下磁电阻率值：其中，MMR表示各个测点对应的堤防内部磁电阻率值，磁电阻率与电法勘探中所述电阻率不同，它是表示磁场强度的异常值相对于正常磁场理论值的比值，是采用百分值表示的参数，式中，Hn为上述堤防均匀介质中正常磁场理论值，为各个测点校正后的磁场值，I为供电电场回路内的供电电流值，l为电场负极棒(4)与电场正极棒(5)距离的一半；步骤5：根据每个测点的位置定位信息和每个测点对应的地下磁电阻率值得到待测区域磁电阻率值分布图，并根据待测区域磁电阻率值分布图中磁电阻率值异常值对应的位置定位信息确定渗漏通道的位置。
所属类别：	发明专利