[发明专利]工程地震地质测试仪

说明书

本发明涉及工程地震和地质探测中，使用的一种测量仪器，它广泛应用在地基评价（包括地脉动、剪切波速）、桩基测量、房屋自振、地震小区域规化、地壳浅层地质结构、石油探测、物探等方面的参数测量，为高层建筑结构和基础设计的合理性，提供可靠的依据，也为地质勘探提供资料。

目前工程地震和地质方面的测试仪很多，最常用的有两种：

1.地基评价测试仪：它用于测试地基地脉动频率，确定土质的紧密程度。这种仪器的基本原理是采用浮地输入前置放大器，经滤波器、模拟数字转换器（A/D转换器）、计算机数据处理测出速度、位移动态参数。它具有增益高（整个系统高达20万倍以上），从而放大器具有共模抑制比高、信噪比高的条件。

2.浅层地震仪（其原理同于桩基测试仪）：它用于测试浅层地质对冲击波速度和加速度的反应，测出浅层地质结构（断裂、缝隙状态等）。这种仪器的基本原理是采用单端输入放大器、经滤波器、模拟数字转换器、计算机数据处理测出速度、位移动态参数。美国浅层地震仪具有24至128通道，可以解决浅层地质剖面测量，我国桩基测试仪具有4通道，系统增益低（0.1于100倍），主要用在强振动的参数测量方面。

概括地说，上述现有的工程地震地质测试仪存在如下缺陷：

1.这些测试仪都不能直接测出加速度动态参数，如果需要测出地层加速度，必须在这类测试仪中，附加电荷放大器进行转换。

2.现有的工程地震地质测试仪中，每一种性能的测试仪，仪能完成一种功能的动态参数测量，譬如：桩基测试仪只能测出桩的动态参数。

3.在测试过程中，首先必须进行多次试探，确定仪器系统灵敏度是否适于测量被测参数，然后对仪器作相应的调查，才能进行被测参数的动态测试，所以测试工作效率较低。

实际上，工程地震机地质测试中，根据不同的测量方法、选用对应的传感器，譬如：压电晶体加速计、高灵敏度速度传感器、低灵敏度速度传感器等，通过测试仪测出各种动态参数，譬如：加速度、速度及位移。不论是建筑上对地层的测量，还是地质勘探对地层的测量都需要综合各种测量方法，得出比较全面、正确的依据，虽然上述单功能测试仪不能满足实际工作的需要。

鉴此，本发明的目的是针对上述工程地震地质测试仪存在的缺陷，提出一种多功能的工程地震地质测试仪，它采用了五种放大方式的多功能放大器、实现自动增益控制的比较增益控制器、程控滤波器，以及计算机的高速采集等，从而实现五种放大方式的功能测试，并且具有16通道，因此，本发明的测试仪大大提高测试工作效率、测试精确度、操作方便以及大幅度降低成本。

为了实现本发明的工程地震地质测试仪的目的，本发明的一个特征在于它包括：多功能放大器（2）、程控放大器（3）、程控滤波器（4）、方式控制器（5）、增益控制器（6）、滤波控制器（7）、比较增益控制器（8）、方式锁存器（9）、增益锁存器（10）、滤波锁存器（11）、地址译码器（12）、总线控制器（13）、多路转换器（14）、模拟数字转换器（15），以及计算机（16），而且多功能放大器（2）包含方式控制器（5）控制的控制端B1、B2、B3和B4，B1、B2、B3和B4的模拟开关K1、K2、K3和K4，两个运算放大器A1和一个运算放大器A2，分别为A1和A2的两个反馈电阻Rf1和两个反馈电阻Rf2，一个增益调节电阻Ri1和两个增益调节电阻Ri2，两个反馈电容C，以及两个输入电阻R。

本发明的另一个特征在于它包括：多功能放大器（2）、程控放大器（3）、程控滤波器（4）、方式控制器（5）、增益控制器（6）、滤波控制器（7）、比较增益控制器（8）、方式锁存器（9）、增益锁存器（10）、滤波锁存器（11）、地址译码器（12）、总线控制器（13）、多路转换器（14）、模拟数字转换器（15），以及计算机（16），而且比较增益控制器（8）是由整形器（8a）、积分器（8b）、多级比较器（8c）、基准源（8d）以及译码器（8c）构成。

本发明的其它特征在于：方式控制器（5）控制的控制端B4，使模拟开关K4闭合，控制端B1、B2和B3使模拟开关K1、K2和K3均断开，多功能放大器（2）的电路变成由两个运算放大器A1和一个运算入大器A2，分别为A1和A2的两个反馈电阻Rf1和两个反馈电阻Rf2，一个增益调节电阻Ri1和两个增益调节电阻Ri2，以及两个输入电阻R构成。