CN104076403A

CN104076403A - 一种直流电测仪

Info

Publication number: CN104076403A
Application number: CN201410334225.0A
Authority: CN
Inventors: 张育文; 程立华; 张家保; 魏义敏
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-07-15
Filing date: 2014-07-15
Publication date: 2014-10-01

Abstract

本发明公开了一种直流电测仪，其技术方案要点是，它包括供电电极、测量电极和测量仪，有供电电路、控制电路和测量电路，其中供电电路是用电动车48伏电瓶直流电源经变压器升压为50伏、98伏、148伏、198伏和248伏多个输出直流电压。本发明用于深山找矿。

Description

一种直流电测仪

技术领域：

本发明涉及一种检测技术，特别适用于探测地表以下地层电性及其改变状况的直流电测仪。

背景技术：

现有检测地表的电测仪用的供电电源有两类，一类是汽油发电机带交直流变换装置。其供电容量大，但笨重。深山找矿无法携带；另一类是小型干电池组或蓄电池组，组成高电压的电池组的单个电池单元数量多，连接复杂，容易断路，需要专门制作。现有测量仪器有直流数字电测仪和电子自动补偿仪等。这类电测仪的功能齐全，但操作复杂，成本高。

发明内容：

本发明目的是提供一种成本低且便于携带的直流电测仪。

实现本发明目的的技术方案是：一种直流电测仪，包括供电电极、测量电极和测量仪，其特征在于：本发明的供电电源及升压电路是：二极管D1一端接电瓶正极端通过保险F的另一端a1，另一端接电容C1的一端、电阻R1的一端、电容C2的一端、电阻R2的一端、电容C8的一端、变压器B初级线圈的1端。电容C1的另一端接电瓶的负极a2端，电阻R1的另一端接IC1（振荡信号发生器）的供电源7脚、电容C9的一端、电阻R6的一端。电容C9的另一端与变压器B次级线圈4脚连接，接电瓶负极，电阻R6的另一端接整流二极管D3的一端, D3的另一端接变压器B次级线圈3脚，电容C2的另一端接二极管D2的一端、电阻R2的另一端，变压器B初级线圈2端、二极管D2另一端接场效应管开关管Q的漏极端，Q的栅极端接电阻R3的一端，Q的源极端接电阻R5的一端、R10的一端，电阻R3的另一端接IC1振荡信号输出6脚。R5的另一端接电瓶的负极。电阻R10的另一端接电容C7的一端、R8、R9的一端、电容C5的一端、IC1的电流反馈输入3脚。电阻R8、R9、电容C7的另一端接电瓶的负极。电容C5的另一端接IC1的4脚、电容C6的一端、电阻R4的一端，电容C6的另一端接电瓶的负极。电阻R4的另一端接IC1的8脚、电容C3的一端,电容C3的另一端接电瓶的负极，光电耦合器IC2的输出4脚接IC1振荡信号脉宽控制1脚、电容C4的一端、电阻R7的一端，电容C4 、电阻R7的另一端与IC1的2脚连接接电瓶的负极。IC1的供电源负端5脚接电瓶的负极，IC2的3脚接电瓶的负极。电容C8的另一端接变压器B的次级输出线圈5脚、阻容吸收电阻R11的一端、输出整流二极管D4的一端。R11的另一端接电容C10的一端。整流二极管D4的另一端接变换单元1输出正极端A1，此端同时与滤波电容C11的一端、C10的另一端、取样电阻R12的一端连接，抗反压二极管D5两端分别与变压器B输出级公共地端和变换单元1的输出负极端A2连接，电阻R18的两端接在A1、 A2两端。取样电阻R12的另一端接配比电阻R13的一端, 电阻R13的另一端与电阻R14、R15、电容C13的一端和IC3的稳压输入端1连接，取样分压电阻R14、R15的另一端接B输出级的公共地端，电容C13的另一端与IC3的输出端3和电阻R17的一端连接，IC3的2端接B输出级的公共地端，R17的另一端接IC2的输入2端，变压器B的次级线圈6脚接整流二极管D6的一端,D6的另一端与滤波电容C12的一端、IC2的输入1端和限流电阻R19的一端连接，C12的另一端接B输出级的公共地端，电阻R16的两端分别接在IC2的输入1、2两端，R19的另一端接发光指示二极管D7的一端，D7的另一端接输出级公共地端。变压器B次级线圈7脚为B输出级公共地端；上述电路将48伏的电瓶电压变换成50伏直流电压，此50伏输出电压与电瓶绝缘，此电路是变换单元1电路，变换单元2、3、4均与变换单元1相同，变换单元1、2、3和4的输入端a1和a2分别与电瓶的输出正、负极相接，所述相互绝缘的四个变换单元输出端和电瓶相串联，就可实现升高直流电压的目的；本发明供电的控制电路是：分流电阻R20的两端分别与V1的正输入端、供电电源的输出正极端a3和V1的负输入端、供电控制开关NK的常开端3连接，电容C14的两端分别与NK的常开端3和4连接，大地供电极A接NK的常开端4，大地供电极B接供电电源的输出负极端a2，测量电极M、N分别接测量电路的M、N端，供电控制开关NK的常闭端1、2分别与-9V电源和限流电阻R21的一端连接，R21的另一端与二极管D8的一端、继电器J的线圈一端连接，此D8、J的线圈另一端接正负9V电源公共零端，5、6为外接线引出端，在做中间梯度剖面时接线；本发明测量电路是：电容C15的一端接正负9V电源公共零端，另一端接电阻R22和R23之间的电路，电阻R22的另一端接测量电极M，电阻R23的另一端接运算放大器IC4的同相端，此运算放大器IC4的7、4脚分别接正9V和负9V电源，其输出端6与继电器J的常开触头J-1的一端连接，此J-1的另一端与电阻R28的一端连接，R28的另一端与电容C16的一端、R29的一端连接，电容C16的另一端接正负9V电源的公共零端，运算放大器IC5的同相和反相输入端分别与电阻R29的另一端和R30的一端连接，此IC5的输出端与电阻R30的另一端和R31的一端连接，电容C17的两端分别与R30的两端连接，运算放大器IC6的同相和反相输入端分别与电阻R32的一端和R31的另一端连接，电阻R32的另一端接正负9V电源公共零端，电阻R33的两端分别与运算放大器IC6的反相输入端和IC6输出端、电阻R34的一端连接，此R34的另一端与运算放大器IC7的反相输入端、电阻R38的一端、电阻R35的一端连接，此R35的另一端与运算放大器IC7的输出端和直流电压表V2的一端连接，此V2的另一端接正负9V电源的公共零端，在多项参数测量时把数字存储示波器探头夹并接在V2的两端，电阻R36的两端分别与IC7的同相输入端和正负9V电源的公共零端连接，电阻R37的两端分别与电阻R38的另一端和继电器J的常闭触头J-2的另一端连接，此常闭触头J-2的一端与常开触头J-1的一端和运算放大器IC4的输出端6及电阻R25、R26、R27的一端连接，此R25、R26、R27的另一端分别与量程开关HK1第二联4、5、6静触点连接，开关HK1第二联动触点7与运算放大器IC4反相输入端和HK1第一联的1、2静触点连接，HK1第一联动触点0与电阻R24的一端连接，此电阻R24的另一端接正负9V电源的公共零端，测量电极N接正负9V电源的公共零端。

本发明与现有技术比较具有不反向供电、读数快捷准确，成本低和便于携带的显著优点。

附图说明：

图1是本发明电测仪供电电源电路原理图，图2是电测仪供电的控制电路原理图，图3是本发明电测仪测量电路原理图。

具体实施方式：

本发明为解决现有技术存在的缺陷，采用下述技术方案，本发明的供电电源电路是：

二极管D1一端接电瓶正极端通过保险F的另一端a1，另一端接电容C1的一端、电阻R1的一端、电容C2的一端、电阻R2的一端、电容C8的一端、高频脉冲变压器B初级线圈的1端。电容C1的另一端接电瓶的负极a2端。电阻R1的另一端接IC1（振荡信号发生器）的供电源7脚、电容C9的一端、电阻R6的一端。电容C9的另一端与变压器B次级线圈4脚连接，接电瓶负极。电阻R6的另一端接整流二极管D3的一端, D3的另一端接变压器B次级线圈3脚。电容C2的另一端接二极管D2的一端、电阻R2的另一端。变压器B初级线圈2端、二极管D2另一端接场效应管开关管Q的漏极端，Q的栅极端接电阻R3的一端，Q的源极端接电阻R5的一端、R10的一端。电阻R3的另一端接IC1振荡信号输出6脚，R5的另一端接电瓶的负极。电阻R10的另一端接电容C7、电阻R8、R9、电容C5的一端和IC1的电流反馈输入3脚。电阻R8、R9、电容C7的另一端接电瓶的负极，电容C5的另一端接IC1的4脚、电容C6、电阻R4的一端，电容C6的另一端接电瓶的负极，电阻R4的另一端接IC1的8脚、电容C3的一端,电容C3的另一端接电瓶的负极。光电耦合器IC2的输出4脚接IC1振荡信号脉宽控制1脚、电容C4、电阻R7的一端，电容C4 、电阻R7的另一端与IC1的2脚连接，接电瓶的负极，IC1的供电源负端5脚接电瓶的负极，IC2的3脚接电瓶的负极。电容C8的另一端接变压器B的次级输出线圈5脚、阻容吸收电阻R11的一端、整流二极管D4的一端，R11的另一端接电容C10的一端，整流二极管D4的另一端接变换单元1输出正极端A1，此端同时与滤波电容C11的一端、C10的另一端、取样电阻R12的一端连接，抗反压二极管D5两端分别与变压器B输出级公共地端和变换单元1的输出负极端A2连接，放电电阻R18的两端分别接在A1、A2两端。取样电阻R12的另一端接配比电阻R13的一端, 电阻R13的另一端与电阻R14、R15、电容C13的一端和稳压控制器IC3的输入端1连接，取样分压电阻R14、R15的另一端接B输出级的公共地端，电容C13的另一端与IC3的输出端3和电阻R17的一端连接，IC3的2端接B输出级的公共地端。R17的另一端接IC2的输入2端。变压器B的次级线圈6脚接整流二极管D6的一端,D6的另一端与滤波电容C12的一端、IC2的输入1端和限流电阻R19的一端连接，电阻R16的两端分别接在IC2的输入1、2两端，电容C12的另一端接B输出级的公共地端，R19的另一端接发光指示二极管D7的一端，D7的另一端接输出级公共地端，变压器B次级线圈7脚为B输出级公共地端。

上述电路将48伏的电瓶电压变换成50伏直流电压，此50伏输出电压与电瓶绝缘，此电路是变换单元1电路，变换单元2、3、4均与变换单元1相同，变换单元1、2、3和4的输入端a1和a2分别与电瓶的输出正、负极相接，所述相互绝缘的四个变换单元输出端和电瓶相串联，就可实现升高直流电压的目的（参见图1）；

本发明供电的控制电路是：

分流电阻R20的两端分别与数码显示电压表V1的正输入端、供电电源的输出正极端a3和V1的负输入端、供电控制开关NK的常开端3连接，电容C14的两端分别与NK的常开端3和4连接。大地供电极A接NK的常开端4，大地供电极B接供电电源的输出负极端a2。测量电极M、N分别接测量电路的M、N端。供电控制开关NK的常闭端1、2分别与-9V电源和限流电阻R21的一端连接，R21的另一端与二极管D8的一端、直流继电器J的线圈一端连接，此D8、J的线圈另一端接正负9V电源公共零端。5、6为外接线引出端，在做中间梯度剖面时接线（参见图2）；

本发明的测量电路是：

电容C15的一端接正负9V电源公共零端，另一端接电阻R22和R23之间的电路，电阻R22的另一端接测量电极M，电阻R23的另一端接高精度运算放大器IC4的同相端。此运算放大器IC4的7、4脚分别接正9V和负9V电源，其输出端6与继电器J的常开触头J-1的一端连接，此J-1的另一端与电阻R28的一端连接，R28的另一端与电容C16的一端、R29的一端连接，电容C16的另一端接正负9V电源的公共零端。高精度运算放大器IC5的同相和反相输入端分别与电阻R29的另一端和电阻R30的一端连接，此IC5的输出端与电阻R30的另一端和R31的一端连接，电容C17的两端分别与R30的两端连接。高精度运算放大器IC6的同相和反相输入端分别与电阻R32的一端和R31的另一端连接，电阻R32的另一端接正负9V电源公共零端，电阻R33的两端分别与运算放大器IC6的反相输入端和IC6输出端、电阻R34的一端连接，此R34的另一端与高精度运算放大器IC7的反相输入端、电阻R38的一端、电阻R35的一端连接，此R35的另一端与运算放大器IC7的输出端和数码显示直流电压表V2的一端连接，此V2的另一端接正负9V电源的公共零端，在多项参数测量时把数字存储示波器探头夹并接在V2的两端，电阻R36的两端分别与IC7的同相输入端和正负9V电源的公共零端连接。电阻R37的两端分别与电阻R38的另一端和继电器J的常闭触头J-2的另一端连接，此常闭触头J-2的一端与常开触头J-1的一端和运算放大器IC4的输出端6及电阻R25、R26、R27的一端连接，此R25、R26、R27的另一端分别与量程开关HK1第二联4、5、6静触点连接，开关HK1第二联动触点7与运算放大器IC4反相输入端和HK1第一联的1、2静触点连接，HK1第一联动触点0与电阻R24的一端连接，此电阻R24的另一端接正负9V电源的公共零端。测量电极N接正负9V电源的公共零端（参见图3）。

本发明的使用方法：

1．根据测量的目的选取供电电极AB及测量电极MN的位置，把电极***大地。

2．把各电极引线接入仪器相应的接线端。

3．把测量电路工作电源开关扳到“ON”位置，量程开关旋到200毫伏档位，V2显示M、N之间的电位差，单位毫伏。如果M、N电极使用不极化电极，V2显示的就是两电极位置之间的自然电位差，否则是极化电位差。在V2两端配接数字示波器可以记录下M、N之间的电位差变化规律。在不给大地供电时V1显示数字为零。

4．在进行电测深法、电剖面法及充电法时，把外接电源插头***电瓶插座内，这时四个变换单元指示灯发出亮光，表明升压电路正常工作，按照供电压从低到高的顺序通过旋动供电压转换档位开关选定供电电压。拨动NK开关供电，电压表V1显示供电电流数值，单位为毫安，电压表V2显示供电电流在M、N之间的地质体所形成的电位差 ,单位为毫伏，读取供电电流及电位差数值，停止供电。如果读取的数值小于5毫伏，把量程开关旋到20毫伏档位测量或增加供电电压等方法，以达到测量结果在允许误差范围内。测量中做好记录。

5．激发极化电测量，V2配接数字示波器，记录从供电到断电后的过程，要求供电中V2的显示大于40毫伏。在示波器存储的波形中测出、、衰减时t，并能计算出、衰减度D、激化比J。记录波形也可进行频谱分析研究。

6．测量完成后，拔下电源插头，关闭测量电源开关。

本发明采用电动车的48伏锂电瓶和升压电路作为供电电源，其输出电压稳定，重量较轻，方便野外携带，由于采用的控制电路和测量电路无数字存储电路以及所用元器件成本低，因而本发明的直流电测仪具备成本低、携带方便、读数快捷准确的优点。

Claims

1.一种直流电测仪，包括供电电极、测量电极和测量仪，其特征在于：本发明的供电电源及升压电路是：二极管D1一端接电瓶正极端通过保险F的另一端a1，另一端接电容C1的一端、电阻R1的一端、电容C2的一端、电阻R2的一端、电容C8的一端、变压器B初级线圈的1端，电容C1的另一端接电瓶的负极a2端，电阻R1的另一端接IC1（振荡信号发生器）的供电源7脚、电容C9的一端、电阻R6的一端，电容C9的另一端与变压器B次级线圈4脚连接，接电瓶负极，电阻R6的另一端接整流二极管D3的一端, D3的另一端接变压器B次级线圈3脚，电容C2的另一端接二极管D2的一端、电阻R2的另一端，变压器B初级线圈2端、二极管D2另一端接场效应管开关管Q的漏极端，Q的栅极端接电阻R3的一端，Q的源极端接电阻R5的一端、R10的一端，电阻R3的另一端接IC1振荡信号输出6脚，R5的另一端接电瓶的负极，电阻R10的另一端接电容C7的一端、R8、R9的一端、电容C5的一端、IC1的电流反馈输入3脚，电阻R8、R9、电容C7的另一端接电瓶的负极，电容C5的另一端接IC1的4脚、电容C6的一端、电阻R4的一端，电容C6的另一端接电瓶的负极，电阻R4的另一端接IC1的8脚、电容C3的一端,电容C3的另一端接电瓶的负极，光电耦合器IC2的输出4脚接IC1振荡信号脉宽控制1脚、电容C4的一端、电阻R7的一端，电容C4 、电阻R7的另一端与IC1的2脚连接接电瓶的负极，IC1的供电源负端5脚接电瓶的负极，IC2的3脚接电瓶的负极，电容C8的另一端接变压器B的次级输出线圈5脚、阻容吸收电阻R11的一端、输出整流二极管D4的一端，R11的另一端接电容C10的一端，整流二极管D4的另一端接变换单元1输出正极端A1，此端同时与滤波电容C11的一端、C10的另一端、取样电阻R12的一端连接，抗反压二极管D5两端分别与变压器B输出级公共地端和变换单元1的输出负极端A2连接，电阻R18的两端接在A1、 A2两端，取样电阻R12的另一端接配比电阻R13的一端, 电阻R13的另一端与电阻R14、R15、电容C13的一端和IC3的稳压输入端1连接，取样分压电阻R14、R15的另一端接B输出级的公共地端，电容C13的另一端与IC3的输出端3和电阻R17的一端连接，IC3的2端接B输出级的公共地端，R17的另一端接IC2的输入2端，变压器B的次级线圈6脚接整流二极管D6的一端,D6的另一端与滤波电容C12的一端、IC2的输入1端和限流电阻R19的一端连接，C12的另一端接B输出级的公共地端，电阻R16的两端分别接在IC2的输入1、2两端，R19的另一端接发光指示二极管D7的一端，D7的另一端接输出级公共地端，变压器B次级线圈7脚为B输出级公共地端；上述电路将48伏的电瓶电压变换成50伏直流电压，此50伏输出电压与电瓶绝缘，此电路是变换单元1电路，变换单元2、3、4均与变换单元1相同，变换单元1、2、3和4的输入端a1和a2分别与电瓶的输出正、负极相接，所述相互绝缘的四个变换单元输出端和电瓶相串联，就可实现升高直流电压的目的；本发明供电的控制电路是：分流电阻R20的两端分别与V1的正输入端、供电电源的输出正极端a3和V1的负输入端、供电控制开关NK的常开端3连接，电容C14的两端分别与NK的常开端3和4连接，大地供电极A接NK的常开端4，大地供电极B接供电电源的输出负极端a2，测量电极M、N分别接测量电路的M、N端，供电控制开关NK的常闭端1、2分别与-9V电源和限流电阻R21的一端连接，R21的另一端与二极管D8的一端、继电器J的线圈一端连接，此D8、J的线圈另一端接正负9V电源公共零端，5、6为外接线引出端，在做中间梯度剖面时接线；本发明测量电路是：电容C15的一端接正负9V电源公共零端，另一端接电阻R22和R23之间的电路，电阻R22的另一端接测量电极M，电阻R23的另一端接运算放大器IC4的同相端，此运算放大器IC4的7、4脚分别接正9V和负9V电源，其输出端6与继电器J的常开触头J-1的一端连接，此J-1的另一端与电阻R28的一端连接，R28的另一端与电容C16的一端、R29的一端连接，电容C16的另一端接正负9V电源的公共零端，运算放大器IC5的同相和反相输入端分别与电阻R29的另一端和R30的一端连接，此IC5的输出端与电阻R30的另一端和R31的一端连接，电容C17的两端分别与R30的两端连接，运算放大器IC6的同相和反相输入端分别与电阻R32的一端和R31的另一端连接，电阻R32的另一端接正负9V电源公共零端，电阻R33的两端分别与运算放大器IC6的反相输入端和IC6输出端、电阻R34的一端连接，此R34的另一端与运算放大器IC7的反相输入端、电阻R38的一端、电阻R35的一端连接，此R35的另一端与运算放大器IC7的输出端和直流电压表V2的一端连接，此V2的另一端接正负9V电源的公共零端，在多项参数测量时把数字存储示波器探头夹并接在V2的两端，电阻R36的两端分别与IC7的同相输入端和正负9V电源的公共零端连接，电阻R37的两端分别与电阻R38的另一端和继电器J的常闭触头J-2的另一端连接，此常闭触头J-2的一端与常开触头J-1的一端和运算放大器IC4的输出端6及电阻R25、R26、R27的一端连接，此R25、R26、R27的另一端分别与量程开关HK1第二联4、5、6静触点连接，开关HK1第二联动触点7与运算放大器IC4反相输入端和HK1第一联的1、2静触点连接，HK1第一联动触点0与电阻R24的一端连接，此电阻R24的另一端接正负9V电源的公共零端，测量电极N接正负9V电源的公共零端。