集中式高密度电法仪扩展测量通道的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种集中式高密度电法仪扩展测量通道的装置，设有测量主机即高密度电法仪、多路电极转换器、双向覆盖电缆，在测量主机与多路电极转换器之间设置一条控制电缆，该控制电缆设有８个芯线，设有至少一个多路电极转换器，该转换器设有ＣＰＵ单板机、主机接口电路、逻辑控制接口电路、译码驱动电路和电子开关组；主机接口电路与控制电缆连接，电子开关组与探测电缆连接，该探测电缆为一双向覆盖电缆，该探测电缆与多路电极转换器的电子开关组连接；本实用新型专利技术适用于集中式高密度电法仪的地质探测，通道扩展容易，使用操作方便快捷，成本低，效果好。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于一种地球物理探测设备，具体的是集中式高密度电法仪扩展测量通道 的装置。
技术介绍
通过测量大地的高密度电阻率来探测地层结构的方法，自上世纪90年代在我国得到了 很大发展，它以多电极的电测系统覆盖剖面长，测量的数据多，可获得直观的地电剖面图像， 便于地质学家们的地质解释，所以一直受到人们的关注。这一技术的进一步发展，很自然的 趋势就是要求测量通道数的增多，可以覆盖更长的剖面和获得更深的地电信息；另则测量通 道数的增多，也有利于提高地电剖面图像的分辨率。这是该技术发展的必然要求。我国高密度电阻率探测是以集中式高密度电法仪为主，采用了60通道测量系统，使用 简单的电缆与电极相连，通过ZL92113521.1专利中公开的多路电极转换器，实现每个电极 连接状态的转换，进而检测出每个电极的数据。但每次测量位置的移动，都要将电缆与电极 的连接断开，移动后重新连接。10多年来，此种系统在我国应用最多。当推出120或更多 通道测量系统时，就暴露了这种简单连接电缆和电极连接上的弊病。ZL200620113966.7公开 了一种双向覆盖结构的电缆，成功地解决了集中式高密度电法仪简单连接电缆带来的问题， 使之野外施工情况和分布式相似，甚至更为简便，为集中式高密度电法仪的发展创建了条件。 但是在扩展测量通道方面，该电缆也必须增加芯线，增加一个通道就相应要增加一条芯线， 随着通道增多，芯线亦增多，其结果是电缆变得"粗"而"重"，这是集中式高密度电法仪 的通道扩展的主要障碍。于是人们从分布式结构上寻找出路，分布式高密度电法仪便应运而生。按照专利申请 号93107832.6公开的技术，显示出分布式高密度电法仪的布线比集中式的布线要简单，我 们设计的第一台分布式样机就是用单一线缆串接了 60个开关控制盒分别与电极相连。对于 通道数不多的情况下，其优点比较明显。现在我们的分布式仪器产品就是在单一线缆串接了 120个开关控制盒分别与电极相连。但是，如果进一步要把240通道，甚至更多通道的开 关控制盒都串接在一条线缆上， 一旦有一个环节出现问题，都会影响整个系统的正常工作； 而且开关控制盒的工作电源电压在长线缆中的阻抗衰减也是一个问题，要克服这点必然加大 线缆芯线的导电能力，这样必然使电缆笨重。
技术实现思路
本技术的目的是为了解决上述技术问题，提出一种集中式高密度电法仪扩展测量通道的装置。该装置使得测量通道的扩展更简便，操作方便，具有集中式简单连接、分布式 结构和双向覆盖电缆的优点，扩展通道多，容量大，使用便捷，检测准确。本技术的目的是通过以下技术方案来实现的集中式高密度电法仪扩展测量通道 的装置，设有测量主机即高密度电法仪、多路电极转换器、双向覆盖电缆，其特征在于在 测量主机(1)与多路电极转换器之间设置一条控制电缆(2)，该控制电缆设有8个芯线 一条高压供电线A、 一条负压线B、两条测量线M、 N、 2条控制信号线； 一条地线及一条 复位线；设有至少一个多路电极转换器，该转换器设有CPU单板机、主机接口电路、逻辑 控制接口电路、译码驱动电路和电子开关组；主机接口电路与控制电缆连接，电子开关组与 探测电缆(4)连接，该探测电缆为一双向覆盖电缆，每根电缆由数个(k)单元电缆组成， 每个单元电缆设有数个(m)电极抽头(4.1)，每根单元电缆的两端均设有一个插头(5.2、 6.2)和一个插孔插座(5.1、 6.1),每个插头或插座分别与电缆芯线总数(n)的1/2连接， 并且两端的插头插座与芯线的连接错开即移位m位，错位数与单元电缆的电极抽头个数(m) 相同，并且n^Xk,各单元电缆通过两端的插头和插座相互顺序连接，只要将后面一个单 元电缆移到前面，将插头插座插接好，就可以实现该条电缆的芯线和电极连接关系的移位， 不必将所有电极和芯线重新移位插接；该探测电缆与多路电极转换器的电子开关组连接；测量中每进行一次电极转换动作，CPU送出一组程控编码，经逻辑控制接口电路和译 码驱动电路，得到4Xn个具有驱动能量的状态控制信号，n个电子开关组中共4Xn个电子 开关按程序要求分别接通或断开，使n个测量电极中的4个分别接通控制电缆的两条供电线 A、 B和两条测量电缆M、 N，而其他电极全处于断开状态；所述电子开关组采用小型直流密封继电器，作为电极转换的执能部件，每个开关组的 接入端接至一个电极上，而输出端有4个，在CPU控制下，通过主机接口分别接到控制电 缆的A、 B、 M、 N四母线之一上接通或断开每个多路电极转换器上连接两根探测电缆， 一台多路电极转换器内包含2N个开关组阵 列电路，也就是说具有2N个电极通道的控制容量。现场勘测时将仪器在测线中点安置，并 由此点分别向两侧布设出n个芯线的双向覆盖电缆与测线上的各电极一一连接，电极总数是 2N，实现2n个探测点的探测，当多路电极转换器为两个以上为S个时，每个多路电极转换 器控制2n个探测点的探测电缆接续使用，就可以实现对SX2n个探测点的探测，而每个探 测电缆的芯线仍然只需n个；多功能电法仪作为测量主机，是主控器。管理和监控着系统中各硬件单元电路的状态 检测与动作程序，负责高压供电电流的发送、向多路电极转换器发布转换指令、进行各测点 的数据采集、实时数值显示以及剖面图绘制、数据存储等。沿测线勘测时，每进行一测点的数据采集之前，必须按照既定的装置模式从测线上排列的诸多电极中，选择出2个电极作为供电电极(A， B)，另2个作为测量电极(M， N)， 然后从A， B电极向大地供入电流，建立人工电场，再从M， N获取此电场激发出的一次电 位场和二次场电位信号。多路电极转换器就是承担选择电极任务的智能化的"多路 一〉四路"的转接开关；它 通过控制电缆与主机(测量主机)相连，另一方面又通过双向覆盖电缆与测线上的各电极一 一相连。工作时多路电极转换器按照测量主机发送来的命令码，逐步地有序地将测线上的某 四个电极接通到供电电流母线(A， B)以及测量母线(M， N)，以便测量主机进行每一测 点的数据采集；直到整个剖面的全部测点数据采集完毕。本技术具有结构完善，能够较容易地扩大探测点的容量，使用操作方便快捷，自 控程度高，探测精确的优点。附图说明图1是本技术的整体结构示意图2是本技术的多路电极转换器的结构示意图3是本技术的双向覆盖式探测电缆的两端插头插座与缆芯线连接关系示意图(以 电极总数为60个电极，每根单元电缆的电极数为12个为例)。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术作进一步的说明实施例集中式高密度电法仪 扩展测量通道的装置，设有测量主机即高密度电法仪、多路电极转换器、双向覆盖电缆，在测量主机1与三个多路电极转换器3.1、 3.2、 3.3之间设置一条控制电缆2，该控制电缆设有 8个芯线 一条高压供电线"+ "线、 一条负压线"一"线、两条测量线M、 N、 2条控制 信号线；每个多路电极转换器设有CPU单板机、主机接口电路、逻辑控制接口电路、译码 驱动电路和电子开关组；主机接口电路与控制电缆连接，电子开关组与探测电缆4连接，该 探测电缆为一双向覆盖电缆，每根电缆由5个单元电缆组成，每个单元电缆设有12个电极 抽头4.1，每根单元电缆的两端均设有一个插头5.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集中式高密度电法仪扩展测量通道的装置，设有测量主机即高密度电法仪、多路电极转换器、双向覆盖电缆，其特征在于：在测量主机（１）与多路电极转换器之间设置一条控制电缆（２），该控制电缆设有８个芯线：一条高压供电线Ａ、一条负压线Ｂ、两条测量线Ｍ、Ｎ、２条控制信号线，一条地线及一条复位线；设有至少一个多路电极转换器（３．１、３．２、３．３），该转换器设有ＣＰＵ单板机、主机接口电路、逻辑控制接口电路、译码驱动电路和电子开关组；主机接口电路与控制电缆连接，电子开关组与探测电缆（４）连接，该探测电缆为一双向覆盖电缆，每根电缆由数个（ｋ）单元电缆组成，每个单元电缆设有数个（ｍ）电极抽头（４．１），每根单元电缆的两端均设有一个插头（５．２、６．２）和一个插孔插座（５．１、６．１），每个插头或插座分别与电缆芯线总数（ｎ）的１／２连接，并且两端的插头插座与芯线的连接错开即移位ｍ位，错位数与单元电缆的电极抽头个数（ｍ）相同，并且ｎ＝ｍ×ｋ，各单元电缆通过两端的插头和插座相互顺序连接，只要将后面一个单元电缆移到前面，将插头插座插接好，就可以实现该条电缆的芯线和电极连接关系的移位，不必将所有电极和芯线重新移位插接；该探测电缆与多路电极转换器的电子开关组连接；　测量中每进行一次电极转换动作，ＣＰＵ送出一组程控编码，经逻辑控制接口电路和译码驱动电路，得到４×ｎ个具有驱动能量的状态控制信号，ｎ个电子开关组中共４×ｎ个电子开关按程序要求分别接通或断开，使ｎ个测量电极中的４个分别接通控制电缆的两条供电线Ａ、Ｂ和两个测量电缆Ｍ、Ｎ，而其他电极全处于断开状态；　所述电子开关组采用小型直流密封继电器或功率模拟开关，作为电极转换的执能部件，每个开关组的接入端接至一个电极上，而输出端有４个，在ＣＰＵ控制下，通过主机接口分别接到控制电缆的Ａ、Ｂ、Ｍ、Ｎ四母线之一上或断开；　每个多路电极转换器上连接两根探测电缆，一台多路电极转换器内包含２Ｎ个开关组阵列电路，也就是具有２Ｎ个电极通道的控制容量。现场勘测时将仪器在测线中点安置，并由此点分别向两侧布设出ｎ个芯线的双向覆盖电缆与测线上的各电极一一连接，电极总数是２Ｎ，实现２ｎ个探测点的探测，当多路电极为两个以上为Ｓ个时，每个多路电极转换器控制２ｎ个探测点的探测电缆接续使用，就可以实现对Ｓ×２ｎ个探测点的探测，而每个探测电缆的芯线仍然只需ｎ个；　多功能电法仪作为测量主机，是主控器，管理和监控着系统中各硬件单元电路的状态...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李志武，周燕云，尚岫云，刘永东，
申请(专利权)人：北京奥地探测仪器公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]