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龙图腾网获悉中国矿业大学申请的专利一种煤矿/地铁运输系统电流扩散范围测量系统及界定方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115586369B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-13发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211260363.X，技术领域涉及：G01R19/25；该发明授权一种煤矿/地铁运输系统电流扩散范围测量系统及界定方法是由王承涛;许少毅;李威;王禹桥;杨雪锋;邢方方;申冠一;管明浩;裴浩林设计研发完成，并于2022-10-14向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种煤矿/地铁运输系统电流扩散范围测量系统及界定方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种煤矿地铁运输系统电流扩散范围测量系统及界定方法，是由模拟道床、滑台导轨、步进电机、滑块、滚珠丝杠、电极阵列、过渡电阻、轨道电位控制器、二极管、细沙、钢架、可编程直流电源、多路信号采集系统、上位机、腐蚀箱外壳组成的；所述电极阵列均布于测量平面，每组电极阵列由四个相互垂直交叉分布的参比电极组成；所述滑块与滑台导轨通过螺栓连；所述轨道电位控制器一端连接滑台导轨，一端连接模拟道床；所述二极管一端连接滑台导轨，一端连接模拟道床。

本发明授权一种煤矿/地铁运输系统电流扩散范围测量系统及界定方法在权利要求书中公布了：1.一种基于煤矿地铁运输系统电流扩散范围测量系统实现的测量方法，其特征在于，所述系统包括轨道电位控制器2、二极管3、滑台导轨4、可编程直流电源5、滑块7、步进电机8、过渡电阻9、模拟道床10、腐蚀箱外壳11、多路信号采集系统12、上位机13、细沙14、电极阵列15； 所述细沙14中注入有预设浓度的氯离子溶液模拟地下土壤环境，并填充于腐蚀箱内，表面整平作为测量平面； 所述电极阵列15位于测量平面上并插入细沙14中，而且，所述电极阵列15与多路信号采集系统12连接，电极阵列15所采集的极化电位信号通过多路信号采集系统12传送至上位机13； 所述模拟道床10采用钢筋混凝土浇铸，内部包含横向和纵向钢筋用以模拟排流网，并且所述模拟道床10位于测量平面上； 所述滑台导轨4位于测量平面上方，所述模拟道床10位于所述滑台导轨4正下方，所述滑台导轨4平行于测量平面；所述滑台导轨4和模拟道床10之间设置有多个过渡电阻9，每个过渡电阻9一端连接滑台导轨4，另一端连接模拟道床10，用于模拟钢轨与道床之间的绝缘扣件； 所述滑块7位于滑台导轨4上，用于模拟在牵引区间内运行的直流电机车，所述滑块7通过步进电机8驱动以带动滑块7在滑台导轨4上模拟煤矿电机车或地铁机车在牵引区间内运动； 所述轨道电位控制器2一端连接滑台导轨4，另一端连接测量平面；所述二极管3一端连接滑台导轨4，另一端连接模拟道床10； 所述可编程直流电源5具有两组正负极，其中一组正负极分别连接于步进电机8的电流输入输出端口，另一组正负极中正极连接于滑块7，负极连接于滑台导轨4两端，构成供电回路； 该方法包括以下步骤： 步骤1：通过改变步进电机电流幅值I＝[I1,I2,…,Id,…,Ih]，每次从I中取一个电流幅值Id，且保证滑块运行间隔Δt1、细沙电阻率ρ1不变，测试任意时刻t＝[t1,t2,…,td,…,th]平面上各电极的极化电位；通过改变氯离子溶液浓度改变细沙电阻率ρ＝[ρ1,ρ2,…,ρd,…,ρh]，每次从ρ中取一个电阻率值ρd，且保证电流幅值I1、运行间隔Δt1不变，测试任意时刻t＝[t1,t2,…,td,…,th]平面上各电极的极化电位；通过控制步进电机改变运行间隔Δt＝[Δt1,Δt2,…,Δtd,…,Δth]，每次从Δt中取一个运行间隔值Δtd，且保证电流幅值为I1、细沙电阻率ρ1不变，测试任意时刻t＝[t1,t2,…,td,…,th]平面上各电极的极化电位；其中，td表示t中任意一个时刻，Id表示I中任意一个电流幅值，ρd表示ρ中任意一个电阻率值，Δtd表示Δt中任意一个运行间隔值，h表示电流幅值I、测试时刻t、细沙电阻率ρ和运行间隔Δt中测试参数的总数目，基于以上三组测试，形成电极阵列极化电位数据集合Vp＝[Vp,1t1,I1,Δt1,ρ1,…,Vp,1th,Ih,Δt1,ρ1,Vp,2t1,I1,Δt1,ρ1,…,Vp,2th,I1,Δt1,ρh,…,Vp,qtd,Id,Δtd,ρd,…,Vp,kt1,I1,Δt1,ρ1,…,Vp,kth,I1,Δth,ρ1]； 其中，Vp,qtd,Id,Δtd,ρd＝{Vp1,1td,Id,Δtd,ρd,Vp1,2td,Id,Δtd,ρd,…,Vp1,mtd,Id,Δtd,ρd,…,Vpi,1td,Id,Δtd,ρd,Vpi,2td,Id,Δtd,ρd,…,Vpi,jtd,Id,Δtd,ρd,…,Vpi,mtd,Id,Δtd,ρd,…,Vpn,1td,Id,Δtd,ρd,Vpn,2td,Id,Δtd,ρd,…,Vpn,mtd,Id,Δtd,ρd}，其中，Vpi,jtd,Id,Δtd,ρd＝[Vp,1i,jtd,Id,Δtd,ρd，Vp,2i,jtd,Id,Δtd,ρd，Vp,3i,jtd,Id,Δtd,ρd，Vp,4i,jtd,Id,Δtd,ρd]，并且，Vp,1i,jtd,Id,Δtd,ρd和Vp,3i,jtd,Id,Δtd,ρd分别为电流幅值为Id、滑块运行间隔为Δtd、电阻率为ρd时在td时刻下第i行、第j列的电极阵列在x方向上所布置的参比电极的极化电位，Vp,2i,jtd,Id,Δtd,ρd和Vp,4i,jtd,Id,Δtd,ρd分别为电流幅值为Id、滑块运行间隔为Δtd、电阻率为ρd时在td时刻下第i行、第j列的电极阵列在y方向上所布置的参比电极的极化电位；n和m分别表示电极阵列总共为n行m列； 步骤2：计算测量平面上每一电极阵列的电位梯度Vg＝[Vg,1t1,I1,Δt1,ρ1,…,Vg,1th,Ih,Δt1,ρ1,Vg,2t1,I1,Δt1,ρ1,…,Vg,2th,I1,Δt1,ρh,…,Vg,qtd,Id,Δtd,ρd,…,Vg,kt1,I1,Δt1,ρ1,…,Vg,kth,I1,Δth,ρ1]，电流幅值为Id、滑块运行间隔为Δtd、电阻率为ρd时在td时刻下测量平面上某一电极阵列在x和y方向上的电位梯度Vg,qtd,Id,Δtd,ρd＝{Vg1,1td,Id,Δtd,ρd,Vg1,2td,Id,Δtd,ρd,…,Vg1,mtd,Id,Δtd,ρd,…,Vgi,1td,Id,Δtd,ρd,Vgi,2td,Id,Δtd,ρd,…,Vgi,jtd,Id,Δtd,ρd,…,Vgi,mtd,Id,Δtd,ρd,…,Vgn,1td,Id,Δtd,ρd,Vgn,2td,Id,Δtd,ρd,…,Vgn,mtd,Id,Δtd,ρd}，其中，Vgi,jtd,Id,Δtd,ρd＝[Vg,1i,jtd,Id,Δtd,ρd，Vg,2i,jtd,Id,Δtd,ρd]，其中，Vg,1i,jtd,Id,Δtd,ρd和Vg,2i,jtd,Id,Δtd,ρd分别为第i行、第j列的电极阵列所测得电流幅值为Id、滑块运行间隔为Δtd、电阻率为ρd时在td时刻下测量平面上x和y方向上的电位梯度，计算方法如下所示： 其中，S1为x和y方向上的两对参比电极距离； 步骤3：计算测量平面上所有电极阵列在不同电流幅值、运行间隔、细沙电阻率和时刻下的绝对电位梯度值|Vg|＝[|Vg,1t1,I1,Δt1,ρ1|,…,|Vg,1th,Ih,Δt1,ρ1|,|Vg,2t1,I1,Δt1,ρ1|,…,|Vg,2th,I1,Δt1,ρh|,…,|Vg,qtd,Id,Δtd,ρd|,…,|Vg,kt1,I1,Δt1,ρ1|,…,|Vg,kth,I1,Δth,ρ1|]，电流幅值为Id、滑块运行间隔为Δtd、电阻率为ρd时在td时刻下测量平面上每一电极阵列的绝对电位梯度值为|Vg,qtd,Id,Δtd,ρd|＝{|Vg1,1td,Id,Δtd,ρd|,|Vg1,2td,Id,Δtd,ρd|,…,|Vg1,mtd,Id,Δtd,ρd|,…,|Vgi,1td,Id,Δtd,ρd|,|Vgi,2td,Id,Δtd,ρd|,…,|Vgi,jtd,Id,Δtd,ρd|,…,|Vgi,mtd,Id,Δtd,ρd|,…,|Vgn,1td,I,Δtd,ρd|,|Vgn,2td,Id,Δtd,ρd|,…,|Vgn,mtd,Id,Δtd,ρd|}，计算方法如下所示： 其中，|Vgi,jtd,Id,Δtd,ρd|为电流幅值为Id、滑块运行间隔为Δtd、电阻率为ρd时在td时刻下第i行、第j列的电极阵列所测得绝对电位梯度值； 步骤4：计算测量平面上所有电极阵列在不同电流幅值、运行间隔、细沙电阻率和时刻下的绝对电位梯度的平均值Va＝[Va,1t1,I1,Δt1,ρ1,…,Va,1th,Ih,Δt1,ρ1,Va,2t1,I1,Δt1,ρ1,…,Va,2th,I1,Δt1,ρh,…,Va,qtd,Id,Δtd,ρd,…,Va,kt1,I1,Δt1,ρ1,…,Va,kth,I1,Δth,ρ1]，电流幅值为Id、滑块运行间隔为Δtd、电阻率为ρd时在td时刻下测量平面上所有电极阵列的绝对电位梯度Va,qtd,Id,Δtd,ρd平均值计算方法如下所示： 步骤5：判断测量平面上每一个电极阵列所在的位置是否处于电流扩散范围之内，对于电流幅值为Id、滑块运行间隔为Δtd、电阻率为ρd时在td时刻下测量平面上每一个电极阵列点电位梯度值|Vg,qtd,Id,Δtd,ρd|，方法为： 分别计算测量平面上每一点电极阵列绝对电位梯度值与绝对电位梯度平均值之差，对于第i行、第j列的电极阵列绝对点位梯度值|Vgi,jtd,Id,Δtd,ρd|，进行如下计算获得ΔV： 其中，max·和min·分别表示最大值和最小值函数； 根据获得的ΔV判断第i行、第j列电极阵列所在位置是否处于电流的扩散范围之内。

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