淺談地質(zhì)勘探中的機(jī)電一體化

劉增喜

（河北省地礦局 第十一地質(zhì)大隊(duì)，河北 邢臺054000）

地質(zhì)勘探工作是在抵制測繪的基礎(chǔ)上開展的，通過各種勘查手段和方法，獲得地層構(gòu)造以及礦體分布情況，并確定礦體開采相關(guān)數(shù)據(jù)，是我國采礦事業(yè)的基礎(chǔ)保證，同時在礦體開采過程中開采技術(shù)、開采方法方面起到指導(dǎo)性作用。隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平的提高，機(jī)電一體化技術(shù)在地質(zhì)勘探過程中的應(yīng)用在提高地質(zhì)勘探設(shè)備使用性能的同時，也一定程度的保證了地質(zhì)勘探工作的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，機(jī)電一體化技術(shù)在地質(zhì)勘探中的廣泛應(yīng)用有力的推進(jìn)了我國地質(zhì)勘探事業(yè)的進(jìn)步的發(fā)展。

1 地質(zhì)勘探機(jī)電一體化技術(shù)概述

將電子技術(shù)應(yīng)用在機(jī)械設(shè)備各組成部分例如動力、傳動、控制、信息處理等，建立由機(jī)械設(shè)備和電子設(shè)備組成的系統(tǒng)，我們稱之為機(jī)電一體化。 科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步推進(jìn)了機(jī)電一體化技術(shù)的創(chuàng)新與進(jìn)步，微電子技術(shù)、傳感測控技術(shù)、信息交換與處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及相關(guān)軟件的綜合應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的多功能化、高精度、高效率、高穩(wěn)定，對于實(shí)現(xiàn)設(shè)備或機(jī)構(gòu)的預(yù)期功能，實(shí)現(xiàn)設(shè)備價值具有重要意義。

地質(zhì)勘探機(jī)電一體化技術(shù)是指將微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)應(yīng)用在地質(zhì)勘探設(shè)備的動力、 控制以及信息收集和處理等工作中，實(shí)現(xiàn)勘探設(shè)備機(jī)械化與自動化的有機(jī)結(jié)合，提高勘探設(shè)備自動化程度與使用性能，從而確保地質(zhì)勘探工作的順利進(jìn)行。

2 機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用對地質(zhì)勘探工作的重要意義

機(jī)電一體化技術(shù)對與提高地質(zhì)勘探工作水平、保證勘探質(zhì)量具有重要意義， 機(jī)電一體化技術(shù)在地質(zhì)勘探工作中的應(yīng)用意義主要體現(xiàn)為：（1）實(shí)現(xiàn)地質(zhì)勘探設(shè)備多功能化。微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)在地質(zhì)勘探設(shè)備中的綜合使用增加了地質(zhì)勘探設(shè)備功能種類，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)勘探設(shè)備多功能化，有效的提高了地質(zhì)勘探工作的效率。（2）提高地質(zhì)勘探設(shè)備工作精度。機(jī)電一體化技術(shù)采用的微電子技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)可以對設(shè)備工作過程進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，及時調(diào)整設(shè)備誤差，實(shí)現(xiàn)了地質(zhì)勘探設(shè)備高精度、高效率運(yùn)行，保證了地質(zhì)勘探工作質(zhì)量。 （3）優(yōu)化設(shè)備結(jié)構(gòu)，提高設(shè)備可操作性。 傳統(tǒng)的地質(zhì)勘探設(shè)備采用機(jī)械傳動裝置以及控制裝置， 微處理器和集成電路先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用在減小設(shè)備體積、降低設(shè)備重量的同時，也實(shí)現(xiàn)了設(shè)備結(jié)構(gòu)的合理優(yōu)化，提高設(shè)備運(yùn)行性能和自動化程度，增強(qiáng)了設(shè)備的可操作性。 （4）提高設(shè)備穩(wěn)定性。 機(jī)電一體化技術(shù)在地質(zhì)勘探設(shè)備中的應(yīng)用提高了設(shè)備綜合使用性能，此外，機(jī)電一體化材料不斷創(chuàng)新與改革提高了設(shè)備的穩(wěn)定性，在地質(zhì)勘探較為惡劣的環(huán)境中，有效的保證了設(shè)備的正常穩(wěn)定運(yùn)行。

3 地質(zhì)勘探中機(jī)電一體化技術(shù)要點(diǎn)

3.1 系統(tǒng)整體技術(shù)

系統(tǒng)整體技術(shù)是指在設(shè)備功能和運(yùn)行目的的基礎(chǔ)上，從系統(tǒng)整體出發(fā)，利用系統(tǒng)的觀點(diǎn)和方法對系統(tǒng)整體進(jìn)行分析，確定系統(tǒng)各組成部分的功能并進(jìn)行合理的調(diào)整，優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，保證系統(tǒng)各組成部分合理配合，共同發(fā)揮系統(tǒng)整體功能。 提高系統(tǒng)整體性能。

3.2 機(jī)械技術(shù)

機(jī)械設(shè)備與技術(shù)是機(jī)電一體化系統(tǒng)發(fā)揮自身功能的基礎(chǔ)保證，為保證機(jī)電一體化設(shè)備高效率、高質(zhì)量的運(yùn)行，必須積極引進(jìn)先進(jìn)機(jī)械技術(shù)，機(jī)械技術(shù)與機(jī)電一體化技術(shù)相配合，優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高系統(tǒng)綜合性能和穩(wěn)定性，減小系統(tǒng)體積與質(zhì)量，提高系統(tǒng)精度和運(yùn)行質(zhì)量，保證機(jī)電一體化滿足地質(zhì)勘探工作的需求。

3.3 信息處理技術(shù)

信息處理技術(shù)是指機(jī)電一體化系統(tǒng)運(yùn)行信息的采集、傳遞以及計(jì)算，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果了解系統(tǒng)運(yùn)行情況，輸出相應(yīng)的指令，保證設(shè)備的正常運(yùn)行。 機(jī)電一體化設(shè)備的運(yùn)行是直接受控于系統(tǒng)命令信息的，因此，信息處理技術(shù)是設(shè)備運(yùn)行的關(guān)鍵，提高信息處理技術(shù)水平，保證信息準(zhǔn)確、及時、全面的處理，是設(shè)備正常運(yùn)行的保證。

3.4 自動控制技術(shù)

自動控制技術(shù)是指對設(shè)備各部分進(jìn)行控制，保證系統(tǒng)各部分有規(guī)律運(yùn)行，確保系統(tǒng)不同組成部分預(yù)期功能的實(shí)現(xiàn)。 自動控制技術(shù)涉及到設(shè)備運(yùn)行的多個部分，例如設(shè)備運(yùn)行速度控制、最優(yōu)控制、模糊控制以及位置控制等， 為確?？刂葡到y(tǒng)實(shí)現(xiàn)對設(shè)備系統(tǒng)整體的控制作用，在完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)后應(yīng)進(jìn)行系統(tǒng)仿真， 確保設(shè)備安裝方案的準(zhǔn)確性；在設(shè)備完成安裝后，設(shè)備運(yùn)行前應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)試，及時調(diào)整控制系統(tǒng)出現(xiàn)的問題，避免系統(tǒng)運(yùn)行失誤。

4 機(jī)電一體化技術(shù)在地質(zhì)勘探中的應(yīng)用

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

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(yīng)用范圍廣、測量精度高的優(yōu)點(diǎn)，普遍應(yīng)用于礦體勘探、石油勘探、地?zé)崮芸碧?、地下水勘探等地質(zhì)勘探工作中。今年來，隨著科學(xué)技術(shù)水平的提高，瞬變電磁儀也不斷進(jìn)行創(chuàng)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(jié)合，實(shí)現(xiàn)瞬變電磁儀低噪音、高分辨率、寬頻帶、低能耗、功能強(qiáng)大，有效的提高了瞬變電磁儀的綜合性能與地質(zhì)勘探工作的水平與質(zhì)量。

4.2 全液壓巖芯鉆機(jī)

全液壓巖芯鉆機(jī)是全液壓驅(qū)動，設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊合理，鋼履帶行走方式以及集中控制系統(tǒng)提高了設(shè)備的操作靈活性，是多功能化、應(yīng)用范圍廣的設(shè)備，適用于山區(qū)、平原、丘陵等多種地形且溫度變化的影響小，廣泛應(yīng)用于地質(zhì)勘探、煤炭、冶金等多個行業(yè)。

全液壓巖芯鉆機(jī)液壓系統(tǒng)采用先導(dǎo)控制方式，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備負(fù)載以及電液比例的集中控制，提高了設(shè)備的控制精度和準(zhǔn)確度。 動力系統(tǒng)中，進(jìn)給系統(tǒng)采用的油缸鏈條倍速結(jié)構(gòu)有效滿足了設(shè)備運(yùn)行所需的進(jìn)給力和提升力， 雙馬達(dá)驅(qū)動的主軸回轉(zhuǎn)系統(tǒng)為設(shè)備運(yùn)行提供了高轉(zhuǎn)速、大扭矩的動力。此外，在桅桿前端設(shè)置夾持卸扣器減輕了地質(zhì)勘探過程中工作人員的工作強(qiáng)度， 提高了地質(zhì)勘探工作效率和工作質(zhì)量。全液壓巖芯鉆機(jī)各部分配置參數(shù)符合地質(zhì)勘探工作特點(diǎn)，對提高地質(zhì)勘探工作效率、縮短工作時間、確保地質(zhì)勘探工作安全進(jìn)行具有重要意義。

5 總結(jié)

機(jī)電一體化技術(shù)是將多個領(lǐng)域的知識集中在同一設(shè)備中，將不同技術(shù)或設(shè)備進(jìn)行合理的設(shè)置，確保設(shè)備最大限度的發(fā)揮功能并提高設(shè)備的社會效益與經(jīng)濟(jì)效益， 是我國自動化控制建設(shè)的重要發(fā)展方向。隨著我國地質(zhì)勘探業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步，機(jī)電一體化技術(shù)在地質(zhì)勘探領(lǐng)域中應(yīng)用范圍的逐步擴(kuò)大，發(fā)展方向也逐步向智能化、微型化、系統(tǒng)化、模塊化發(fā)展，這是實(shí)現(xiàn)地質(zhì)勘探機(jī)電一體化建設(shè)，提高地質(zhì)勘探水平與工作質(zhì)量的重要保證。

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