[发明专利]一种用于探测地层复电阻率的多频探测装置

权利要求书

1.一种用于探测地层复电阻率的多频探测装置，其特征在于，包括：

屏蔽电极；主探测电极；

两个监督电极，设置在所述屏蔽电极和所述主探测电极之间，用于获取所述屏蔽电极与所述主探测电极之间的电位差；

信号发生电路，用于产生探测所需的预设探测频率的方波信号；

主动屏蔽电路，与所述信号发生电路相连，用于根据所述方波信号生成屏蔽信号，输出到所述屏蔽电极；

主探测电路，分别与所述信号发生电路和监督电极相连，用于根据所述监督电极的电位差和所述方波信号生成与所述屏蔽信号同频同相位的探测信号，输出到所述主探测电极；

电压电流采集电路，用于检测所述监督电极的电位，以及检测所述主探测电极中的电流，得到探测电压信号和探测电流信号的幅度与相位信息；

数字处理电路，与所述电压电流采集电路相连，用于对所述电压信号和所述电流信号进行波形分析和处理，计算得到地层的复电阻率频谱；

其中，所述监督电极包括第一监督电极和第二监督电极，所述第一监督电极靠近主探测电极，所述第二监督电极靠近所述屏蔽电极，交流转直流电路将第一监督电极与第二监督电极之间的电位差转换为直流信号以控制所述探测信号的幅度；

所述主动屏蔽电路包括差分放大器、第一调制放大电路、第一低通滤波器、第一幅度控制电路和第一恒流源电路；

所述主探测电路包括平衡监督电路、第二调制放大电路、第二低通滤波器、第二幅度控制电路和第二恒流源电路；

其中，所述第一低通滤波器与第二低通滤波器具有相同的相频特性，所述第一恒流源电路与第二恒流源电路相同；

所述平衡监督电路与所述第一监督电极和第二监督电极相连，用于检测两个监督电极之间的电压，经过交直流转换得到所述第二调制放大电路的幅度调制信号；

所述第二调制放大电路用于根据所述幅度调制信号对所述方波信号进行调制。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电压电流采集电路包括电压采集器、与电压采集器相连的第一带通滤波器、电流采集器和与电流采集器相连的第二带通滤波器，所述第一带通滤波器与第二带通滤波器具有相同的幅频与相频特性。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述主动屏蔽电路、主探测电路中的恒流源电路、滤波器与调制放大电路具有相同的相频特性。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一恒流源电路与第二恒流源电路为输出电压24V～48V、带宽8MHz以上及输出电流1A以上的功率输出。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述数字处理电路中包括前级调理电路，混频电路，模数转换电路，所述前级调理电路、混频电路和模数转换电路均为双通道电路，且两通道的幅频与相频特性一致。

6.如权利要求1-5任一项所述的装置，其特征在于，所述探测信号是频率范围为1kHz～500kHz的正弦波信号。