[发明专利]一种高密度交直流激电系统及其工作方法有效

专利信息
申请号: 201810004346.7 申请日: 2018-01-03
公开(公告)号: CN108227004B 公开(公告)日: 2019-08-09
发明(设计)人: 宗发保 申请(专利权)人: 国科(重庆)仪器有限公司
主分类号: G01V3/02 分类号: G01V3/02
代理公司: 重庆智慧之源知识产权代理事务所(普通合伙) 50234 代理人: 孙方
地址: 400021 重庆市*** 国省代码: 重庆;50
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摘要:
搜索关键词: 电缆 接收电极 发射 多路电极转换器 电线 发射电极 电系统 交直流 地球物理勘探仪器 漏电 测量系统 测量效率 测量主机 电磁耦合 发射电流 高压击穿 完全分离 信号漂移 直流激电 抗干扰 不分离 常规的 电测量 转接线 测量 交流
【权利要求书】:

1.一种高密度交直流激电系统,其特征在于:该系统包括测量主机、多路电极转换器、接收电缆、发射电缆、接收电极、发射电极和转接线;

所述多路电极转换器包括4个接口,分别是AB1、AB2、MN1、MN2,其中AB2与一根发射电缆组成一个第一单元,MN2与一根接收电缆组成一个第二单元,AB1为第一单元的首部,MN1为第二单元的首部,发射电缆和接收电缆分别为各单元的尾部;各第一单元之间串联,各第二单元之间串联,测量主机通过转接线1同时与第一单元的尾部、第二单元的尾部相连,通过转接线2同时与第一单元的首部、第二单元的首部相连;

所述发射电缆是多芯电缆,包括k+2根信号线,分别是A、B和k根抽头线,每个抽头连接一个发射电极;所述接收电缆是多芯电缆,包括2对控制线和k+2根信号线,2对控制线分别是电源+、电源-、通讯+、通讯-,其中k+2根信号线包括M、N和k根抽头线,每个抽头连接一个接收电极;

每个单元的每条电缆包含k个抽头,每个抽头连接一个电极,接收电缆与发射电缆分开。

2.根据权利要求1所述的一种高密度交直流激电系统,其特征在于:其中A和B双绞;其中电源+与电源-、通讯+与通讯-,M与N分别双绞。

3.根据权利要求1所述的一种高密度交直流激电系统,其特征在于:所述多路电极转换器由开关降压模块、RS485转换器1、RS485转换器2、微控制器、继电器阵列1、继电器阵列2及继电器驱动器组成,开关降压模块是将电缆上的直流电源降为5V电压用于驱动继电器,为微控制器和串行总线控制器供电,微控制器通过IO口控制继电器阵列1和继电器阵列2的开关;继电器阵列1实现M或N选择性地接通接收抽头1~k,继电器阵列2实现A或B选择性地接通发射抽头1~k。

4.根据权利要求1所述的一种高密度交直流激电系统,其特征在于:所述接收电极为铜电极或不极化电极;发射电极为铜电极或不锈钢电极。

5.根据权利要求1所述的一种高密度交直流激电系统,其特征在于:所述测量主机由发射模块、接收模块、控制模块及辅助模块组成;

所述发射模块产生高压恒流发射信号,由H桥、H桥驱动器、过压过流保护电路及电流采样电路组成;

接收模块发射电流信号、MN电压信号,包括发射电流采集单元与MN电压测量单元;其中,发射电流采集单元是由电流隔离放大器、第一低通滤波器、第一程控放大及第一AD级联而成;MN电压测量单元是由阻抗匹配电路、第二低通滤波器、第二程控放大及第二AD级联而成;

控制模块控制AD转换、H桥发射同步时序、人机交互及电极转换盒的控制核心,由FPGA、微控制器、人机接口及USB接口组成;

辅助模块产生高压直流电源和串行通讯信号,给各电极接线盒分布式供电及发送指令,同时产生各种恒压电源,供各功能模块供电,具体包括电源管理电路、升压电路和串行转换器;升压电路把锂电池的电压升至30-150V,采用高压传输减少电缆上的电阻损耗。

6.根据权利要求5所述的一种高密度交直流激电系统,其特征在于:所述人机接口包括键盘和液晶。

7.基于权利要求1-6任一项所述系统的工作方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:

S1:待测测线装置布置完毕后,系统上电,主机发送编码命令,对每个单元进行编码;

S2:根据设定的工作方法,主机依次发送A、B、M、N电极的切换控制命令;

S3:主机发射高压波形,通过A、B电极给大地供电,并同步记录MN电极电压、发射电流的值;

S4:对MN电极电压和发射电流进行FFT变换及计算,得到视电阻率、视相位、视相位差、视频散率和视极化率参数。

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