水下多电极间电压测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术水下多电极间电压测量装置，包括处理器、继电器驱动电路、继电器组、水下电极组、电压表和上位机；水下电极组包括一个基准电极和多个测量电极，继电器组包括多个继电器；处理器与继电器驱动电路连接，继电器驱动电路与每一个继电器的控制端连接，每个水下电极与每个继电器的一个开关连接端连接，与基准电极相连的继电器的另一个开关连接端连接电压表一端，其余继电器的另一个开关连接端连接电压表另一端，上位机与处理器和电压表连接。与现有的技术比较，本发明专利技术具有手动和自动选择电极对测量电压的功能，能够解决多个电极对间电压实时测量的问题；上位机系统使用操作简便，数据显示直观，可以更加快速地获取数据，大量节省人力物力。

【技术实现步骤摘要】
水下多电极间电压测量装置
本专利技术具体涉及一种水下多电极间电压测量装置。
技术介绍
海洋电法勘探是根据海底沉积物乃至地壳中不同物质之间存在的电磁性质差异，通过观测天然的或人工激发的电场、电磁场分布特征，来研究海底地质构造、矿产资源分布，解决工程、环境、灾害等地质问题的一类地球物理勘探方法。用于浅层勘探目的海洋直流电法工作时，一般将供电电极与测量电极在海面进行拖曳，常采用四极对称装置。随着资源的需求量的增大，我国对海洋资源勘探的效率和检测精度提出了更高的要求，其中采用更多的电极对装置是提高检测效率及精度的方法之一。但目前水下多个电极间电压都是两两测量，若电极数目较多则测量过程繁琐，测到的数据需单独处理，需花费大量人力物力，且很容易导致测量结果出错。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对上述目前水下多个电极间电压测量技术的不足，提供一种水下多电极间电压测量装置解决上述问题。水下多电极间电压测量装置，包括处理器1、继电器驱动电路2、继电器组3、水下电极组4、电压表5和上位机6；其中，水下电极组4包括一个基准电极和多个测量电极，继电器组3包括多个继电器，继电器的数量与基准电极和测量电极的总数相同，每个继电器与基准电极和每个测量电极一一对应连接；处理器1与继电器驱动电路2连接，继电器驱动电路2分别与继电器组3中的每一个继电器的控制端连接，水下电极组4中的每一个水下电极与所述每一个继电器的其中一个开关连接端连接，与基准电极相连的继电器的另一个开关连接端连接到电压表5的一端，其余继电器的另一个开关连接端均连接到电压表5的另一端，上位机6与处理器1和电压表5连接。进一步的，继电器组3用于分别控制水下电极组4中基准电极和所述多个测量电极的通断，与基准电极相连的继电器设置为常闭型继电器，与多个测量电极连接的多个继电器均设置为常开型继电器。进一步的，水下电极组4用于形成电极对进行电压测量，通过保持与基准电极连接的继电器闭合、并闭合其他任意一个继电器，电压表5就可以测量所闭合了对应的继电器的测量电极与基准电极间的电压。进一步的，处理器1用于给继电器驱动电路2发送信号，通过继电器驱动电路2控制继电器组3中的继电器通断。进一步的，上位机6用于分别与处理器1和电压表5建立通信，选择手动或自动测量模式，并对电压表5测量出的电压结果进行记录和显示。进一步的，所述处理器1手动测量模式的的方法是：在上位机6中选择一个测量电极，上位机6通过处理器1控制继电器驱动电路2闭合与选择的测量电极连接的继电器，电压表5对当前选择的测量电极和基准电极之间的电压进行测量，并将数据发送给上位机6显示、保存，完成单个水下电极的自动电压测量。进一步的，所述处理器1自动测量模式的方法是：在上位机6中设置一个预设时间，上位机6通过处理器1控制继电器驱动电路2每隔预设时间循环闭合一个与测量电极连接的继电器，电压表5对每次开启继电器时的电压数据进行采集并将数据发送给上位机6显示、保存，完成多个水下电极的自动电压测量。与现有的技术比较，本专利技术的优点是：具有自动切换及测量电极对电压的功能，能够解决多个电极对间电压实时测量的问题；上位机系统使用操作简便，数据显示直观，可以更加快速、科学地获取数据，大量节省人力物力。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1为本专利技术的水下多电极间电压测量装置结构图；图2为本专利技术的水下多电极间电压测量装置应用实例结构图；图3为本专利技术的上位机程序流程图；图4为本专利技术的处理器STM32程序流程图。具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本专利技术的具体实施方式。如图1所示，水下多电极间电压测量装置，包括处理器1、继电器驱动电路2、继电器组3、水下电极组4、电压表5和上位机6；其中，水下电极组4包括一个基准电极和多个测量电极，继电器组3包括多个继电器，继电器的数量与基准电极和测量电极的总数相同，每个继电器与基准电极和每个测量电极一一对应连接；处理器1与继电器驱动电路2连接，继电器驱动电路2分别与继电器组3中的每一个继电器的控制端连接，水下电极组4中的每一个水下电极与所述每一个继电器的其中一个开关连接端连接，与基准电极相连的继电器的另一个开关连接端连接到电压表5的一端，其余继电器的另一个开关连接端均连接到电压表5的另一端，上位机6与处理器1和电压表5连接。处理器1用于给继电器驱动电路2发送信号，通过继电器驱动电路2控制继电器组3中的继电器通断。继电器组3用于分别控制水下电极组4中基准电极和所述多个测量电极的通断，与基准电极相连的继电器设置为常闭型继电器，与多个测量电极连接的多个继电器均设置为常开型继电器。水下电极组4用于形成电极对进行电压测量，通过保持与基准电极连接的继电器闭合、并闭合其他任意一个继电器，电压表5就可以测量所闭合了对应的继电器的测量电极与基准电极间的电压。上位机6用于分别与处理器1和电压表5建立通信，选择手动或自动测量模式，并对电压表5测量出的电压结果进行记录和显示。处理器1手动测量模式的的方法是：在上位机6中选择一个测量电极，上位机6通过处理器1控制继电器驱动电路2闭合与选择的测量电极连接的继电器，电压表5对当前选择的测量电极和基准电极之间的电压进行测量，并将数据发送给上位机6显示、保存，完成单个水下电极的自动电压测量。处理器1自动测量模式的方法是：在上位机6中设置一个预设时间，上位机6通过处理器1控制继电器驱动电路2每隔预设时间循环闭合一个与测量电极连接的继电器，电压表5对每次开启继电器时的电压数据进行采集并将数据发送给上位机6显示、保存，完成多个水下电极的自动电压测量。在具体的实际操作中，处理器1选用STM32，继电器驱动电路2由驱动电路ULN2803、驱动电路ULN2003、I/O扩展器PCF8575组成。如图2所示，处理器STM32与I/O扩展器PCF8575连接，I/O扩展器PCF8575与驱动电路ULN2803和驱动电路ULN2003连接，驱动电路ULN2803和驱动电路ULN2003连接到继电器，继电器与水下电极和电压表连接，上位机与处理器STM32和电压表连接。水下多电极间电压测量装置以处理器STM32为控制核心，使用STM32F4的普通I/O口模拟IIC时序，实现和I/O扩展器PCF8575之间的双向通信，从而控制驱动电路ULN2803和驱动电路ULN2003芯片引脚电平，驱动继电器通断，继而控制电极间电压测量。上位机通过RS-232与处理器STM32和电压表建立通信，从而实现上位机对水下电击电压的实时检测与对电压表测量电压的记录。I/O扩展器PCF8575通过IIC接口(串行时钟SCL，串行数据SDA)为大多数微控制器系列提供通用远程I/O扩展。该器件具有16位准双向输入/输出(I/O)端口(P07-P00，P17-P10)，包括具有高电流驱动能力的锁存输出。通过其22、23引脚与单片机配置好的IIC接口相接后，处理器能实时控制其端口输出电平。驱动电路ULN2803，八路NPN达林顿连接晶体管阵系列特别适用于低逻辑电平数字电路(诸如TTL，CMOS或PMOS/NMOS)和较高的电流/电压要求之间的接口，广泛应用于继电器驱动电路中。驱动电路本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.水下多电极间电压测量装置，其特征在于，包括处理器(1)、继电器驱动电路(2)、继电器组(3)、水下电极组(4)、电压表(5)和上位机(6)；其中，水下电极组(4)包括一个基准电极和多个测量电极，继电器组(3)包括多个继电器，继电器的数量与基准电极和测量电极的总数相同，每个继电器与基准电极和每个测量电极一一对应连接；处理器(1)与继电器驱动电路(2)连接，继电器驱动电路(2)分别与继电器组(3)中的每一个继电器的控制端连接，水下电极组(4)中的每一个水下电极与所述每一个继电器的其中一个开关连接端连接，与基准电极相连的继电器的另一个开关连接端连接到电压表(5)的一端，其余继电器的另一个开关连接端均连接到电压表(5)的另一端，上位机(6)与处理器(1)和电压表(5)连接。

【技术特征摘要】
1.水下多电极间电压测量装置，其特征在于，包括处理器(1)、继电器驱动电路(2)、继电器组(3)、水下电极组(4)、电压表(5)和上位机(6)；其中，水下电极组(4)包括一个基准电极和多个测量电极，继电器组(3)包括多个继电器，继电器的数量与基准电极和测量电极的总数相同，每个继电器与基准电极和每个测量电极一一对应连接；处理器(1)与继电器驱动电路(2)连接，继电器驱动电路(2)分别与继电器组(3)中的每一个继电器的控制端连接，水下电极组(4)中的每一个水下电极与所述每一个继电器的其中一个开关连接端连接，与基准电极相连的继电器的另一个开关连接端连接到电压表(5)的一端，其余继电器的另一个开关连接端均连接到电压表(5)的另一端，上位机(6)与处理器(1)和电压表(5)连接。2.根据权利要求1所述的水下多电极间电压测量装置，其特征在于，继电器组(3)用于分别控制水下电极组(4)中基准电极和所述多个测量电极的通断，与基准电极相连的继电器设置为常闭型继电器，与多个测量电极连接的多个继电器均设置为常开型继电器。3.根据权利要求1所述的水下多电极间电压测量装置，其特征在于，水下电极组(4)用于形成电极对进行电压测量，通过保持与基准电极连接的继电器闭合、并闭合其他任意一个继电器，电压表(5)就可以测量所闭合...

【专利技术属性】
技术研发人员：董浩斌，杨宣，葛健，罗望，刘欢，张骋，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：湖北,42