淺談地質勘探中的機電一體化

劉增喜

（河北省地礦局 第十一地質大隊，河北 邢臺054000）

地質勘探工作是在抵制測繪的基礎上開展的，通過各種勘查手段和方法，獲得地層構造以及礦體分布情況，并確定礦體開采相關數據，是我國采礦事業的基礎保證，同時在礦體開采過程中開采技術、開采方法方面起到指導性作用。隨著我國社會經濟的發展和科學技術水平的提高，機電一體化技術在地質勘探過程中的應用在提高地質勘探設備使用性能的同時，也一定程度的保證了地質勘探工作的經濟效益和社會效益，機電一體化技術在地質勘探中的廣泛應用有力的推進了我國地質勘探事業的進步的發展。

1 地質勘探機電一體化技術概述

將電子技術應用在機械設備各組成部分例如動力、傳動、控制、信息處理等，建立由機械設備和電子設備組成的系統，我們稱之為機電一體化。 科學技術的進步推進了機電一體化技術的創新與進步，微電子技術、傳感測控技術、信息交換與處理技術、計算機技術以及相關軟件的綜合應用實現了設備的多功能化、高精度、高效率、高穩定，對于實現設備或機構的預期功能，實現設備價值具有重要意義。

地質勘探機電一體化技術是指將微電子技術和計算機控制技術應用在地質勘探設備的動力、 控制以及信息收集和處理等工作中，實現勘探設備機械化與自動化的有機結合，提高勘探設備自動化程度與使用性能，從而確保地質勘探工作的順利進行。

2 機電一體化技術的應用對地質勘探工作的重要意義

機電一體化技術對與提高地質勘探工作水平、保證勘探質量具有重要意義， 機電一體化技術在地質勘探工作中的應用意義主要體現為：（1）實現地質勘探設備多功能化。微電子技術和計算機技術在地質勘探設備中的綜合使用增加了地質勘探設備功能種類，實現地質勘探設備多功能化，有效的提高了地質勘探工作的效率。（2）提高地質勘探設備工作精度。機電一體化技術采用的微電子技術以及計算機技術可以對設備工作過程進行實時監控，及時調整設備誤差，實現了地質勘探設備高精度、高效率運行，保證了地質勘探工作質量。 （3）優化設備結構，提高設備可操作性。 傳統的地質勘探設備采用機械傳動裝置以及控制裝置， 微處理器和集成電路先進技術的應用在減小設備體積、降低設備重量的同時，也實現了設備結構的合理優化，提高設備運行性能和自動化程度，增強了設備的可操作性。 （4）提高設備穩定性。 機電一體化技術在地質勘探設備中的應用提高了設備綜合使用性能，此外，機電一體化材料不斷創新與改革提高了設備的穩定性，在地質勘探較為惡劣的環境中，有效的保證了設備的正常穩定運行。

3 地質勘探中機電一體化技術要點

3.1 系統整體技術

系統整體技術是指在設備功能和運行目的的基礎上，從系統整體出發，利用系統的觀點和方法對系統整體進行分析，確定系統各組成部分的功能并進行合理的調整，優化系統結構，保證系統各組成部分合理配合，共同發揮系統整體功能。 提高系統整體性能。

3.2 機械技術

機械設備與技術是機電一體化系統發揮自身功能的基礎保證，為保證機電一體化設備高效率、高質量的運行，必須積極引進先進機械技術，機械技術與機電一體化技術相配合，優化系統結構，提高系統綜合性能和穩定性，減小系統體積與質量，提高系統精度和運行質量，保證機電一體化滿足地質勘探工作的需求。

3.3 信息處理技術

信息處理技術是指機電一體化系統運行信息的采集、傳遞以及計算，并根據計算結果了解系統運行情況，輸出相應的指令，保證設備的正常運行。 機電一體化設備的運行是直接受控于系統命令信息的，因此，信息處理技術是設備運行的關鍵，提高信息處理技術水平，保證信息準確、及時、全面的處理，是設備正常運行的保證。

3.4 自動控制技術

自動控制技術是指對設備各部分進行控制，保證系統各部分有規律運行，確保系統不同組成部分預期功能的實現。 自動控制技術涉及到設備運行的多個部分，例如設備運行速度控制、最優控制、模糊控制以及位置控制等， 為確保控制系統實現對設備系統整體的控制作用，在完成系統設計后應進行系統仿真， 確保設備安裝方案的準確性；在設備完成安裝后，設備運行前應進行現場調試，及時調整控制系統出現的問題，避免系統運行失誤。

4 機電一體化技術在地質勘探中的應用

機電一體化技術在地質勘探中的應用具體體現為利用電路集成技術以及微處理器，將地質勘探設備的中需要用到的傳感器、信號傳輸系統、控制系統以及儀表等連接在一起，提高地質勘探設備的整體性能，保證地質勘探工作質量。地質勘探過程中，常用的機電一體化設備包括瞬變電磁儀和全液壓巖芯鉆機。

4.1 瞬變電磁儀

瞬變電磁儀是基于電磁法以及電法的原理， 具有應用范圍廣、測量精度高的優點，普遍應用于礦體勘探、石油勘探、地熱能勘探、地下水勘探等地質勘探工作中。今年來，隨著科學技術水平的提高，瞬變電磁儀也不斷進行創新與改革， 新型瞬變電磁儀的性能有了很大的提高，通過硬件與軟件的結合，實現瞬變電磁儀低噪音、高分辨率、寬頻帶、低能耗、功能強大，有效的提高了瞬變電磁儀的綜合性能與地質勘探工作的水平與質量。

4.2 全液壓巖芯鉆機

全液壓巖芯鉆機是全液壓驅動，設備結構緊湊合理，鋼履帶行走方式以及集中控制系統提高了設備的操作靈活性，是多功能化、應用范圍廣的設備，適用于山區、平原、丘陵等多種地形且溫度變化的影響小，廣泛應用于地質勘探、煤炭、冶金等多個行業。

全液壓巖芯鉆機液壓系統采用先導控制方式，實現了設備負載以及電液比例的集中控制，提高了設備的控制精度和準確度。 動力系統中，進給系統采用的油缸鏈條倍速結構有效滿足了設備運行所需的進給力和提升力， 雙馬達驅動的主軸回轉系統為設備運行提供了高轉速、大扭矩的動力。此外，在桅桿前端設置夾持卸扣器減輕了地質勘探過程中工作人員的工作強度， 提高了地質勘探工作效率和工作質量。全液壓巖芯鉆機各部分配置參數符合地質勘探工作特點，對提高地質勘探工作效率、縮短工作時間、確保地質勘探工作安全進行具有重要意義。

5 總結

機電一體化技術是將多個領域的知識集中在同一設備中，將不同技術或設備進行合理的設置，確保設備最大限度的發揮功能并提高設備的社會效益與經濟效益， 是我國自動化控制建設的重要發展方向。隨著我國地質勘探業的發展與進步，機電一體化技術在地質勘探領域中應用范圍的逐步擴大，發展方向也逐步向智能化、微型化、系統化、模塊化發展，這是實現地質勘探機電一體化建設，提高地質勘探水平與工作質量的重要保證。

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