[实用新型]三维电阻率成像系统多通道电测装置

说明书

技术领域

本实用新型属于地球物理勘探技术领域，涉及一种三维电阻率成像系统多通道电测装置。

背景技术

电法勘探的研究工作始于十九世纪初，随着科学的发展和找矿的需要，电法勘探理论和仪器日臻完善。进入本世纪初，随着大规模集成电路的应用和计算速度的进一步提高，电法勘探已开始向三维方向发展，高密度电法仪已从第一代发展到第四代。

三维电阻率采集硬件系统由主控系统、电测装置、智能电极系统、供电系统、多芯电缆、传输电缆（总线）等组成。电测装置作为硬件系统的重要组成部分，需要满足以下几点主要任务：（1）信号调理，电测装置输入信号由外部噪声、系统噪声和有用信号叠加组成的，通过信号采样保持电路、无源低通滤波电路、可编程主放电路对前端输入电路进行处理；（2）信号转换处理，将调理电路输出的模拟量转换为数字量，输入处理器进行数字滤波，并将滤波后的信号传输到主机；（3）显示与控制，每个电测装置都独立具有用于实现人机交互功能的液晶屏和4×4标准键盘，实现参数输入、数据显示和装置控制功能。（4）同步功能，通过GPS完成多个电测装置在时间上的同步，实现同步并行数据采集与处理。

实用新型内容

本实用新型的目的就是提供一种能满足三维电阻率成像系统中硬件系统对数据电测装置要求的三维电阻率成像系统多通道电测装置。

本实用新型的三维电阻率成像系统多通道电测装置，包括模拟部分、前置调理电路、数字部分，模拟部分包括两个24位AD转换器（U49、U50），每个AD转换器采集处理8路输入信号；前置调理电路由采样保持电路（U1～U16）、低通滤波电路（U17～U32）、可编程放大电路（U33～U48）、电位平移电路和电压基准电路组成，输入信号首先通过采样保持电路（U1～U16），保证AD转换输入信号的稳定性；低通滤波电路（U17～U32）电阻和电容组成的双T低通滤波网络，它具有滤除高频干扰信号，消除噪声的作用，并让测量的直流输入信号顺利通过；可编程放大电路和AD驱动电路（U33～U48），程控增益放大器的放大倍数根据第一次供电周期A/D转换器输出电压由主控机设定，使输入到A/D转换器的信号幅度总是处于A/D转换器半量程和满量程之间,保证A/D转换的精度；数字部分为Cortex M3 -LPC1788（U51）通过SPI总线控制数据的采集与传输，通过CAN总线实现多个电测系统和主机之间的数据传输，通过GPIO口控制人机交互界面和12位数模转换器DAC8562（U52）与前端电路组成反馈控制电路，通过485总线控制智能电极的状态转换，通过串口控制GPS同步功能。

器件优选为：嵌入式微处理器Cortex M3 -LPC1788，模数转换器DAC8562，数模转换器ADS1278，可编程增益放大器PGA204，基准芯片REF525，放大器INA128，CAN总线隔离器CTM8251。

本实用新型的三维电阻率成像系统多通道电测装置，为了提高电测装置的采集速度和稳定性，采用16路并行采集方式，每路信号具有独立的前端调理电路，利用LPC1788的高速数据处理功能，采用数字滤波算法对数据进行预处理，提高了电测装置的数据可靠性和整个系统性能。

附图说明

图1为本实用新型结构示图；

图2为本实用新型实施例中模拟部分电路示意图；

图3为本实用新型实施例中数字部分电路示意图。

具体实施方案

结合附图对实例1作进一步说明：

图1中，输入信号通过采样保持电路（U1～U16）、电阻和电容组成的双T低通滤波网络低通滤波电路（U17～U32）、可编程放大电路和AD驱动电路（U33～U48），输入A/D转换器，数据通过SPI总线控制数据的采集与传输到数字部分核心为Cortex M3 -LPC1788（U51）。数字部分通过CAN总线实现多个电测系统和主机之间的数据传输，通过GPIO口控制人机交互界面（串口液晶屏和4×4键盘）和12位数模转换器DAC8562（U52）与前端电路组成反馈控制电路。