在国家大力发展交通运输的背景之下，大量隧洞在开挖过程中需要进行地质超前预报，由于国家对炸药进行严格管制，进行超前地质预报时迫切需要能替代炸药震源的人工震源。电火花震源作为可靠的人工非炸药震源，具有能量大、频带宽的特点，用来代替炸药震源进行施工是可行的方案，为使电火花震源适用于隧道复杂施工环境，进行了便携式电火花的研制。
　　本文介绍了电火花震源的基本电路原理，对电火花震源激发地震波的机理进行分析，确立了电火花震源设计的基本能量参数；对电容充电方式进行讨论，确定了高频恒压的充电方式并进行了相关仿真；对放电回路进行数学分析，在分析结果的指导下，对控制放电的重点器件放电开关进行了选型，确定了真空触发管为放电开关，并设计了能使真空触发管稳定导通的触发源，解决了电容放电问题；进行了电火花震源控制系统的硬件设计，选用Msp430作为主控芯片，板载高、低压端采用光纤隔离的方式进行隔离控制，实现高低压的隔离，通过程序设计实现震源的充放电遥控控制，保障施工人员安全；在器件保护上，设计了反压吸收回路，消除反冲电压对各器件的影响，得到了能完成基本充放电功能的电火花震源。设计了综合的放电试验，通过对电火花震源激发的地震波信号进行处理与分析，确定了放电电缆、放电电极和地面换能器的相关设计，研制出了一台可应用于工程勘探的便携式电火花震源，并根据电极间距、电压、放电介质等试验得到了在不同条件下施工的指导。
　　将电火花震源激发的信号与锤击震源的信号通过拖缆试验做了激发效果对比，试验结果体现了本文研制的电火花震源在激发能量、频带以及勘探深度上的优势。研制的电火花震源在设计上通过各部件的精确选型和框架设计，整个装置具有质量轻、体积小特点，符合野外便捷施工要求。