CN203101659U - 天然电场多路同时采测物探仪 - Google Patents

天然电场多路同时采测物探仪 Download PDF

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Abstract

天然电场多路同时采测物探仪，包括显示装置(1)、主控机(2)和输入装置(3)在内的主计算机与物探集控装置(4)连接，物探集控装置(4)同时与2-n个电极（5）连接，其中，n＞3，主控机(2)内有主控电路、数据存储及导出电路和GPS模块，物探集控装置(4)上有通道切换控制电路、工频抑制电路、量程切换电路、前级信号调理电路和信号采集电路。通过采用完全隔离的多路通道进行同时采样测量方法，有效解决了天然电场类仪器的场源不稳定的缺点，使探测效率及精度显著提高，可广泛应用于快速寻找和勘探地下水源、矿藏，甚至包括解决各种工程地质问题。

Description

天然电场多路同时采测物探仪
技术领域
本实用新型涉及电或磁的勘探或探测技术，尤其是天然电场多路同时采测物探仪。 
背景技术
现有技术中，物探技术研究应用广泛，基于天然电场物探测量技术发展引人注目，尤其是其在抗干扰性能和数据的准确性方面所具有优异特性愈发突出，这类不断取得的新发展中技术以经开始基于天然电磁场作为场源，所以省略传统技术中笨重的供电设备部分，使得其装置显著轻便、快捷，这也就更进一步促进技术得到迅捷推广；然而，由于天然场源本身具有易变化、不稳定的特性，已有技术必须对此开展工作以维持测量精度和抗干扰能力，但是，这样不能根本摆脱天然场源的随时场变化的困扰。 
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种天然电场多路同时采测物探仪，利用多通道技术同时采样测量，以克服天然电场的不稳定性从而确保物探测量的准确水平。 
实现本实用新型目的措施在于：包括显示装置、主控机和输入装置在内的主计算机与物探集控装置连接，物探集控装置同时与2-n个电极连接，其中，n＞3，主控机内有主控电路、数据存储及导出电路和GPS模块，物探集控装置上有通道切换控制电路、工频抑制电路、量程切换电路、前级信号调理电路和信号采集电路。 
本实用新型的优点在于，通过采用完全隔离的多路通道进行同时采样测量方法，以得到场源的一致性，数据准确、抗干扰能力强、频率响应范围广、使用方便，在后期的相对数据处理及分析中作为稳定的场源发出的信号加以利用，有效解决了天然电场类仪器的场源不稳定的缺点，在实际使用中取得重大突破，使探测效率及精度显著提高，可广泛应用于快速寻找和勘探地下水源、矿藏，甚至包括解决各种工程地质问题。 
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图 
图2是本实用新型中工作***示意图 
图3是本实用新型中的电极5模块结构示意图 
图4是本实用新型中的多通道切换隔离电路结构示意图 
图5是本实用新型中的有源双T带阻滤波电路结构示意图 
图6是本实用新型中的无源衰减网络电路图 
图7是本实用新型中的前置放大网络原理图框图 
图8是本实用新型中的程控增益放大电路原理框图 
图9是本实用新型中的主控电路框图 
附图标记包括：显示装置1，主控机2，输入装置3，物探集控装置4，电极5。 
具体实施方式
以下通过实施例和附图进一步说明。 
包括显示装置1、主控机2和输入装置3在内的主计算机与物探集控装置4连接，物探集控装置4同时与2-n个电极5连接，其中，n＞3，主控机2内有主控电路、数据存储及导出电路和GPS模块，物探集控装置4上有通道切换控制电路、工频抑制电路、量程切换电路、前级信号调理电路和信号采集电路。 
如附图2所示，***由通道切换控制电路、工频抑制电路、量程切换电路、前级信号调理电路、信号采集电路、主控电路、人机界面及数据存储、导出模块和GPS模块组成。 
本实用新型中***各测量通道电气上完全隔离，可有效避免因通道增多，共模电压增大导致测量量程变小甚至测量结果不正确，各测量电极5在地面上可任意布置，同步方式方面采用GPS进行时钟的精确同步。 
如附图3所示，电极5由多个正、负两极电极棒组成，为了节省电极棒及连接电缆，相同的电极棒及连接电缆实现通用。 
如附图4所示，通道切换隔离电路采用完全电气隔离的隔离模块，实现通道之间的完全隔离，由主控电路实现通道的切换。 
如附图5所示：为提高整机抗干扰能力，工频抑制电路采用Q值可调的有源双T带阻滤波器，滤除50Hz和60Hz的工频干扰，衰减为50dB。 
如附图6所示：量程切换电路由衰减网络和前置放大网络组成，其中，衰减网络采用无源电容电阻网络实现衰减X0.1，X0.01；前置放大网络采用有源高精度放大器实现信号 的放大，放大倍数为：X20，X50。 
如附图7所示，无源衰减网络电路调整RG的阻值实现放大倍数的调整。 
如附图8所示，前级信号调理电路根据信号的强弱，自适应切换相应的放大倍数，分为4个放大倍数X1，X10，X100，X1000。 
如附图9显示主控制电路及信号采集、数据存储导出和GPS模块，主控电路采用32位高性能ARM芯片STM32F103，信号采集电路采用16位高精度模数转换芯片AD8329。GPS模块采用由U-BLOX公司生产的高性能GPS模块。 
本实用新型中工作***主要由1—n路通道信号输入、通道切换控制电路、工频抑制电路、量程切换电路、前级信号调理电路、信号采集电路、主控电路、人机界面及数据存储、导出模块和GPS模块组成。其中1—n路通道中的电极5部分由正负两极电极5组成，为了节省电极5及连接电缆，相同的电极5及连接电缆实现通用，这样就可以更少的电极5及连接电缆实现更多的通道，节省资源。对1—n路通道中的信号输入，使用高性能的24位△－∑Ａ／Ｄ转换器实现对微弱信号高效转换，使用高频CPU主控制器实现同时采样测量，使用大容量的硬盘存储数，人性化的人机界面。实现完全隔离的多路通道进行同时测量，在每个通道中设置信号检测和跟随，保证测量的时间和频率的一致性。在同一时间实现同时采样就可以根本解决天然电磁场随时变化的缺点，这样的测量数据进行分析判断就能实现更加精准的判断，克服目前天然电磁场类测量仪器的所使用场源的不稳定性的缺点。 
本实用新型与现有技术相比，解决场源的的时间不一致性，使用范围广，数据准确，抗干扰能力强，频率响应范围广，使用方便。 

Claims (4)

1.天然电场多路同时采测物探仪，其特征是：包括显示装置(1)、主控机(2)和输入装置(3)在内的主计算机与物探集控装置(4)连接，物探集控装置(4)同时与2-n个电极(5)连接，其中，n＞3，主控机(2)内有主控电路、数据存储及导出电路和GPS模块，物探集控装置(4)上有通道切换控制电路、工频抑制电路、量程切换电路、前级信号调理电路和信号采集电路。 
2.如权利要求1所述的天然电场多路同时采测物探仪，其特征在于，电极(5)由多个正、负两极电极棒组成，相同的电极棒及连接电缆实现通用。 
3.如权利要求1所述的天然电场多路同时采测物探仪，其特征在于，工频抑制电路采用Q值可调的有源双T带阻滤波器，滤除50Hz和60Hz的工频干扰，衰减为50dB。 
4.如权利要求1所述的天然电场多路同时采测物探仪，其特征在于，主控电路采用32位高性能ARM芯片STM32F103，信号采集电路采用16位高精度模数转换芯片AD8329。 
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