[实用新型]一种基于GPS同步的CSAMT发射电流记录装置

说明书

技术领域

本实用新型属于频率域电磁领域，特别涉及一种基于GPS同步的CSAMT 发射电流记录装置。

背景技术

可控源音频大地电磁法CSAMT是一种利用可控的人工场源(电磁场)作为发射源的频率测探方法，在矿产、油田等资源的勘探方面具有广泛的应用价值。

CSAMT电磁勘探中，电流是重要计算参数也是重要反演参数。为了给后续数据处理提供依据，完整地记录发射电流波形尤为重要。发射信号频率一般为0.1-10kHz,在探测过程中，从噪声和干扰中精确地检测出微弱的信号，需要抗干扰能力强、分辨率高的数据采集系统。

CSAMT探测方法需要用到大功率电性源作为发射源，接收装置与发射装置距离为数公里以上，使用连接线提供同步信号的实现难度大。

实用新型内容

为了解决现有技术中发射电流记录装置所采集的数据与接收信号同步，存储采集到的发射信号波形供后续处理，避免发射信号波形与接收信号波形存在相位差。

一种基于GPS同步的CSAMT发射电流记录装置，包括：

上位机：作为所述记录装置的控制核心，完成数据的存储与显示；

数据采集与控制电路：与所述上位机的输出端连接，接收上位机的控制，完成与上位机之间的数据传输，对数据进行数字处理；

前置模拟调理电路：与数据采集与控制电路输入端连接，通过一电流互感器进行发射电流取样，对电流信号进行滤波和放大处理后，传输至数据采集与控制电路；

GPS同步采样模块电路：连接所述数据采集与控制电路，对电流信号进行同步采集。

优选的，所述数据采集与控制电路包括：

AD转换器，输入端与所述前置模拟调理电路连接，对电压信号进行数字处理；

USB控制器，连接所述上位机，完成与上位机之间的数据传输；

数字逻辑控制电路，作为数据采集的逻辑控制单元，与所述USB控制器连接，接收上位机的控制，连接AD转换器的输出端与GPS同步采样模块电路，将接收到的AD转换器输出的数据和GPS采集的同步数据通过USB控制器传输给上位机。

优选的，所述AD转换器的芯片采用AK5394芯片。

优选的，所述AD转换器包括一个差分放大器、一个积分器、一个比较器、一个由1bit DAC构成的反馈环以及数字滤波器，信号经过差分放大器、积分器、比较器将信号转变成脉冲信号，脉冲信号再经过数字滤波器的处理离散为数字值。

优选的，所述前置模拟调理电路，包括：

取样电路：通过一电流互感器对发射电流取样；

RC高通滤波电路：其输入端与所述取样电路的输出端连接，对信号进行过滤，确保下限频率在0.1Hz以下；

有源低通滤波电路：其输入端连接所述RC高通滤波电路输出端，对信号进行进一步过滤，去除噪声干扰和高频段强干扰信号；

工频陷波器：其输入端连接所述有源低通滤波电路输出端，抑制50Hz工频信号输入；

主放电路：其输入端连接所述工频陷波器输出端，对信号进行处理使其输出信号趋于稳定；

差分放大电路：其输入端连接所述主放电路输出端，输出端连接数据采集与控制电路，将信号变成差分放大信号，传输至数据采集与控制电路。

优选的，所述有源低通滤波电路采用两个LT1352运算放大器。

优选的，所述差分放大电路采用LT1352作为核心运算放大器。

优选的，所述主放电路采用LT1007作为主运算放大器。

本实用新型的有益效果：(1)本实用新型结合了GPS同步技术应用在 CSAMT发射电流波形记录上，实现采集发射与接收信号同步的目标，具有很好的理论意义和应用价值。

(2)本实用新型提出记录发射电流波形，在CSAMT方法上进行应用性研究，充分认识到发射电流波形记录的准确性对后续数据处理的重要，从地形复杂、环境噪声具有随机性的实际情况出发，对电流采集和数据处理进行优化处理，对于能源勘查的勘探精度的提升有重要意义。

(3)本实用新型在信号取样及调理部分进行必要的滤波，选取低噪声器件，实现提取有用信号，更好地保留了信号的细节信息，以便下一步对数据的分析。

附图说明

图1为本实用新型的模块框图；

图2为本实用新型前置模拟调理电路的模块框图；

图2(a)为本实用新型RC高通滤波电路的电路图；

图2(b)为本实用新型有源低通滤波电路的电路图；

图2(c)为本实用新型的工频陷波电路的电路图；