[发明专利]交流地电阻率观测仪

说明书

本发明是有关于一种交流地电阻率观测仪。该交流地电阻率观测仪包括：信号采集单元，用于采集供电极上流经的低频电流信号与测量极两端的低频电压信号，所述供电极流经的低频电流信号(以下简称供电电流信号)为4极对称法测量地电阻率时供电极AB上流经的输出低频交流稳流电流信号，测量极两端的低频电压信号(以下简称测量电压信号)为4极对称法测量地电阻率时测量极MN端的输入低频交流电压信号；以及主控单元、数据处理单元、通道切换单元，与所述交流供电电源及所述信号采集单元电连接，用于根据所述供电电流信号及所述测量电压信号计算视地电阻率。本发明的交流地电阻率观测仪使得利用低频交流信号(0.1～10Hz)完成对视地电阻率的测量，避开城市地铁干扰频段，从而提高对电阻率的测量精度与准确度。

技术领域

本发明涉及地震观测技术领域，特别是涉及一种交流地电阻率观测仪。

背景技术

通常，在地震地电学科中，地电仪是指地电阻率测量仪器。当前，我国地电阻率测量仪均为直流地电阻率仪，包括ZD8B、ZD8BI、ZD8M等。

随着我国国民经济和社会的发展，地电阻率观测受到越来越多的电磁干扰，导致观测数据出现较大幅度的变化，严重影响了对地震异常信息的识别。现在国内一些主要的大中城市都在建设或筹建城市地铁，观测环境已经不满足《地震台站观测环境技术要求(第2部分)：电磁观测》(GB/T 19531.2-2004)(钱家栋等，2004)的要求，严重影响了城市附近的地电阻率观测，许多地电阻率观测台站不得不选择搬迁和重建。

目前国内的直流地电阻率观测采用4极对称的方式，即两个电极作为供电极AB，两个电极作为测量极MN，ABMN在一条直线上对称分布，MN距离为AB距离的1/3～1/4，整个测量系统包括直流地电仪(中国地震局地壳应力研究所研制的ZD8M或中国地震局预测研究所生产的ZD8B地电仪)与直流稳流电源(WL6/WL-5N)。地电仪作为直流电阻率观测系统的主机，起到对系统的控制、计算、显示等功能；直流稳流电源用于提供对供电极AB进行供电，主机控制测量极进行电位的测量。

直流地电仪由上位机和下位机两部分组成。上位机为PC104工控机、下位机是以单片机80C31为核心的测量系统，整个仪器由PC104工控机管理，下位机在PC104的管理下完成测量工作。

不同测道的测量极信号(自然电位差Vsp，人工电位差ΔV)和供电电流I(经电阻转换)通过继电器输入到前置放大器，再由A/D转换器转换成数字信号。

目前国内的直流地电阻率观测的供电设备选用的是WL-5N和WL6直流稳流电源。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种交流地电阻率观测仪，使得利用低频交流信号完成对视地电阻率的测量，避开干扰频段，从而提高对视地电阻率的测量精度。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种交流地电阻率观测仪，所述系统包括：信号采集单元，用于采集供电极上流经的低频电流信号与测量极两端的低频电压信号，所述供电极流经的低频电流信号(以下简称供电电流信号)为4极对称法测量地电阻率时供电极AB上流经的输出低频交流稳流电流信号，测量极两端的低频电压信号(以下简称测量电压信号)为4极对称法测量地电阻率时测量极MN端的输入低频交流电压信号；以及主控单元、数据处理单元、通道切换单元，与所述交流供电电源及所述信号采集单元电连接，用于根据所述供电电流信号及所述测量电压信号计算视地电阻率。

作为本发明的一种改进，所述信号采集单元包括2通道同步数据采集电路，即电压通道与电流通道。每通道数据采集电路包括：低通滤波器，用于对采集到的模拟测量电信号进行低通滤波；模拟放大器，电连接至所述低通滤波器，用于对经过低通滤波的测量电信号进行放大；以及模数转换器，电连接至所述模拟放大器，用于对经过放大的测量电信号进行模数转换，并输出相应的数字测量电信号。

作为本发明的一种改进，还包括：数据处理单元，用于分频段滤除所述数字测量电信号中的带外干扰信号以及降采样。