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专利名称：高密度激电相位电测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型高密度激电相位电测仪属地球物理探测领域，是用于探测大地激电效 应的高密度频率域激电探测仪。技术背景时间域的高密度电阻率仪和极化率仪，在我国已应用多年，其探测方法和原理同 医学上的CT技术，因此上述技术亦被人称之为电阻率CT技术或极化率CT技术，其具体应 用在野外一次布下数十或上百支电极，通过多路电极转换器，控制诸电极进行分层扫描式 的探测，即完成大地层析成像测量，将采集的数据通过电脑处理得到大地剖面的电阻率图 像及极化率图像。对于找矿或地层研究而言，有一直观的探测结果是很有价值的；然而由 于时间域探测极化率的方法，是依靠人工供电来激发大地的极化效应，供电功率达数千瓦， 而且必须在停止供电后来测量之，即测量由极化体激发的二次场信号，信号电平在毫伏级， 这样就希望供电能力强，被激发的二次场信号也要强，以保证可靠的测量到激发极化效应， 但是实际应用中在野外提高供电能力带来一系列问题，首先是测量仪器的装备本身承受能 力有限，其次提高供电功率其设备加大造成笨重，无论是运输、搬运都带来问题，因此限制 了此类仪器的应用；然而频率域的观测原理是建筑在测量一次场信号变化，即在供电时测 量该信号的相位变化，因为大地有激发极化效应必然对供电信号造成相位延迟，再一点，频 率域测量的是交流信号，比较容易获得，这样测量的信号电平比时间域要低两个级次，可以 检测到微伏级信号，相应的供电功率也可低两个级次，这一特点为实际应用奠定了基础，这 样采用频率域方法供电在数十瓦即可，为野外轻便化创造了条件，是本实用新型问世的技 术基础之一；其二，传统的的频率域探测仪器均是由发送与接收两个独立部分组成的系统， 结构复杂，直接用来组成高密度探测系统，过于庞大复杂，无法推广使用；因此必须设计一 种新型轻便频率域探测仪器，本实用新型提出集发送与接收为一体的便携式激电相位电测 仪，与多路电极转换器组成频率域高密度激电相位电测仪，充分利用频率域观测信号的优 越之处，使高密度电测能力提高，向更深地层探测，推进层析成像技术在地球物理探测领域 发展，用本实用新型组成频率域高密度激电相位电测仪，轻便、耗电省、可以推广使用。
实用新型内容本实用新型的目的是针对上述问题，提出一种高密度激电相位电测仪，该电测仪 是采用了供电发送单元、激电相位信号接收单元与多路电极转换器单元相结合，较好地解 决了高密度激电相位探测问题。本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的高密度激电相位电测仪，主要包括供电发送单元、驱动器、DC-AC逆变桥、电流采 样电阻，所述的激电相位信号接收单元主要由电压信号放大器，电压信号选频检测部件、电 压信号A/D转换器、转换器接口电路、CPU控制器、上位机接口电路、上位机、总线组成，其特 征在于所述的供电发送单元、激电相位信号接收单元均由所述CPU控制器控制，多路电极转换单元主要由多路电极电缆接口、供电电极、接收信号电极转换排序部件、供电输入线A、 B及信号输出线M、N组成。本实用新型在实施方案中，所述多路电极转换单元可以是集中式多路电极转换单 元；所述的电缆为集中式测量电缆。该集中式多路电极转换单元和集中式测量电缆的结构 均为现有技术。本实用新型在实施方案中，所述多路电极转换单元还可以是分布式多路电极转换 单元；所述电缆为分布式测量电缆。该分布式多路电极转换单元和分布式测量电缆的结构 也均为现有技术。本实用新型由于采用了供电发送单元、激电相位测量单元与多路电极转换单元相 结合，就很方便地实现高密度激电相位探测，实现发送与接收一体化的设计，做到轻便、高 效，使得探测激电效应时，发送功率降低到数十瓦，而探测到的有效信号电平可到微伏级， 操作人员一人即可操作；本实用新型由于采用了供电发送单元，激电相位测量单元与多路 电极相结合的结构，还可以实现多点扫描式测量，可以大量、快速地采集数据，有利于所测 地质剖面的极化体的成像处理，更直观地解释地质剖面，是矿体还是其他有激发极化效应 的物体。因此，本实用新型与已有时间域高密度极化率仪相比，明显地增加探测深度，增加 新的测量参数，为探测矿藏和研究大地结构提供新的装备。


图1.是本实用新型的结构示意图；图2.是本实用新型的工作原理示意图。
具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明，实施例1 参照附图，一种 高密度激电相位电测仪，包括供电发送单元1、激电相位信号接收单元2、多路电极转换单 元3、电缆4、电极5 ；所述的供电发送单元主要有驱动器1. 1、DC-AC逆变桥1. 2、电流采样电 阻1.3，所述的激电相位信号接收单元主要有电压信号放大器2.1、电压信号选频检测部件 2. 2、电压信号A/D转换器2. 3、电流信号放大器2. 4、电流信号选频检测部件2. 5、电流信号 A/D转换器2. 6、多路电极转换单元接口电路2. 7、CPU控制器2. 8、上位机接口电路2. 9、上 位机2. 10、总线2. 11，其特征在于供电单元、激电相位信号接收单元均由所述的CPU控制器 控制，所述多路电极转换单元，主要由多路电极电缆接口、供电电极、接收信号电极转换排 序部件、供电输入线A、B 3. 2、信号输出线M、N 3.1组成。本实施例中所述激电相位测量单元、电压信号放大器、电压信号选频检测部件、电 压信号A/D转换器、电流信号放大器、电流信号选频检测部件、电流信号A/D转换器、CPU 控制器、上位机接口电路、上位机、总线，以及所述的供电发送单元、驱动器、DC-AC逆变桥、 电流采样电阻均为市场上可以购到的通用部件，其安装和作用是一般同类技术人员所了解 的；所述的多路电极转换单元与普通时间域高密度电阻率仪及高密度极化率仪的结构相 同。本实用新型通过接口电路2.7和供电输入线A、B 3.2，信号输入M、N 3.1，将多路电极 转换器与供电发送单元、激电相位测量单元连接，在所述CPU控制器控制下完成对诸电极 的供电，测量，并经放大、选频检测及模/数转换等工作，并将测量结果通过上位机接口电路传送到上位机做进一步数据运算、图形处理，完成测量全过程。 实施例2 该实施例中的多路电极转换单元为分布式多路电极转换单元，所述的 电缆是分布式测量电缆，其他结构与实施例1相同。如图2中所示，本实用新型工作时，其 多路电极转换单元连接一条设有多个电极5的电缆4，通过它们来供电激发及接收大地电 场信号，并对这些电场信号进行运算处理，还可以获得复电阻率、幅频特性、相频特性，为探 测方法研究提供更多参数，由于其供电功率低和可检测较低信号电平的优点，应该有较好 的应用前景。
权利要求1.一种高密度激电相位电测仪，包括供电发送单元(1)、激电相位信号接收单元O)、 多路电极转换单元(3)、电缆、电极(5)；所述的供电发送单元主要有驱动器(1.1)、 DC-AC逆变桥(1.2)、电流采样电阻(1.3)，所述的激电相位信号接收单元主要有电压信号 放大器(2. 1)、电压信号选频检测部件(2. 2)、电压信号A/D转换器(2. 3)、电流信号放大器 (2. 4)、电流信号选频检测部件(2. 5)、电流信号A/D转换器(2. 6)、转换器接口电路(2. 7)、 CPU控制器O. 8)、上位机接口电路O. 9)、上位机(2. 10)、总线(2. 11)，其特征在于所述 供电发送单元、激电相位信号接收单元均由所述的CPU控制器控制，所述多路电极转换单 元，由多路电极电缆接口、供电电极、接收信号电极转换排序部件、供电输入线A、B(3. 2)、信 号输出线M、N(3. 1)组成。
2.根据权利要求1所述的高密度激电相位电测仪，其特征在于，所述多路电极转换单 元(3)为集中式多路电极转换单元；所述电缆(4)为集中式测量电缆。
3.根据权利要求1所述的高密度激电相位电测仪，其特征在于，所述多路电极转换单 元C3)为分布式多路电极转换的单元；所述电缆(4)为分布式测量电缆。
专利摘要本实用新型公开了一种高密度激电相位电测仪，包括供电发送单元、激电相位信号接收单元、多路电极转换单元、电缆、电极；供电发送单元主要有驱动器、DC-AC逆变桥、电流采样电阻，激电相位信号接收单元主要有电压信号放大器、电压信号选频检测部件、电压和电流信号A/D转换器、电流信号放大器、电流信号选频检测部件、转换器接口电路、CPU控制器、上位机接口电路、上位机、总线，供电发送单元、激电相位信号接收单元均由所述的CPU控制器控制，多路电极转换单元由多路电极电缆接口、供电电极、接收信号电极转换排序部件、供电输入线A、B、信号输出线M、N组成。是用于探测大地激电效应的高密度频率域激电探测仪，可以获得复电阻率、幅频特性、相频特性等，为探测方法研究提供更多参数。
文档编号G01R25/00GK201837729SQ20102059727
公开日2011年5月18日 申请日期2010年11月9日 优先权日2010年11月9日
发明者李志武 申请人:李志武