一种地震地电阻率采集模块构建方法、装置和系统制造方法及图纸

本公开提供了一种地震地电阻率采集模块构建方法、装置和系统，涉及地震勘测领域，尤其涉及一种地震地电阻率采集模块，可应用于对未来可能发生的大地震进行预测。具体实现方案为：将地震地电阻率被测信号接入信号调理电路进行阻抗变换和信号限幅，并将阻抗变换和信号限幅得到的信号传送给模数转换电路；模数转换电路将地震地电阻率被测信号转换为数字态信号，并传送给信号隔离电路；信号隔离电路对地震地电阻率采集模块中地震地电阻率被测信号和数字态信号所用到的电源和地进行隔离操作，并将数字态信号发送给主控电路；主控电路控制通讯电路将数字态信号传送至上位机进行数据处理。实现了增强抗干扰能力，同时提高了测量信号的精度的效果。信号的精度的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种地震地电阻率采集模块构建方法、装置和系统


[0001]本公开涉及地震勘测领域，尤其涉及一种地震地电阻率采集模块。

技术介绍

[0002]地震的孕育和发生是一个复杂的过程，其中地震地电阻率则是地球的电性参数之一，同时地震地电阻率方法也是一种重要的地震监测预测手段。地震地电阻率是通过在固定地点的地震地电阻率的连续测量，研究地表介质地电阻率随时间的变化规律，探寻地震地电阻率的正常变化与异常变化、异常变化与地震活动的可能关联，对未来可能发生的大地震进行预测。但是现阶段在采集地震地电阻率时存在受地表因素干扰严重、通道不足的问题。

技术实现思路

[0003]本公开要解决的技术问题在于，针对现有技术中存在的缺陷，提供一种地震地电阻率采集模块构建方法、装置、系统。
[0004]本公开提供了一种地震地电阻率采集模块构建方法，其特征在于，地震地电阻率采集模块包括信号调理电路、模数转换电路、信号隔离电路、主控电路以及通讯电路；信号调理电路与模数转换电路连接，模数转换电路与信号隔离电路连接；信号隔离电路与主控电路连接与通讯电路连接；地震地电阻率采集模块还包括报警电路，报警电路与主控电路连接；
[0005]其中，
[0006]信号调理电路，用于接收地震地电阻率被测信号，并对接收的地震地电阻率被测信号进行阻抗变换和信号限幅，之后将阻抗变换和信号限幅得到的信号传送给模数转换器；
[0007]模数转换电路，用于对接收的信号进行模数转换，得到数字态信号，并传送给信号隔离电路；
[0008]信号隔离电路，用于对地震地电阻率采集模块中地震地电阻率被测信号和数字态信号所用到的电源和地进行隔离操作，并将数字态信号发送给主控电路；
[0009]通讯电路，用于和上位机相连，并且将数字态信号传送至上位机进行数据处理；
[0010]主控电路，用于控制模数转换电路开始和停止采集数据信号，并且控制通讯电路将数字态信号传送至上位机。
[0011]报警电路，用于在地震地电阻率采集模块出现故障的时候，触发报警提示反馈给主控电路。
[0012]根据本公开的另一方面，提供了一种地震地电阻率采集装置，地震地电阻率采集装置包括信号调理电路、模数转换电路、信号隔离电路、主控电路以及通讯电路；信号调理电路与模数转换电路连接，模数转换电路与信号隔离电路连接；信号隔离电路与主控电路连接与通讯电路连接；地震地电阻率采集装置还包括报警电路，报警电路与主控电路连接；
[0013]其中，
[0014]信号调理模块：信号调理电路，用于接收地震地电阻率被测信号，并对接收的地震地电阻率被测信号进行阻抗变换和信号限幅，之后将阻抗变换和信号限幅得到的信号传送给模数转换器；
[0015]模数转换模块：模数转换电路，用于对接收的信号进行模数转换，得到数字态信号，并传送给信号隔离电路；
[0016]信号隔离模块：信号隔离电路，用于对地震地电阻率采集模块中地震地电阻率被测信号和数字态信号所用到的电源和地进行隔离操作，并将数字态信号发送给主控电路；
[0017]数字态信号传送模块：通讯电路，用于和上位机相连，并且将数字态信号传送至上位机进行数据处理；
[0018]电路控制模块：主控电路，用于控制通讯电路将数字态信号传送至上位机。
[0019]电路报警模块：报警电路，用于在地震地电阻率采集模块出现故障的时候，触发报警提示反馈给主控电路。
[0020]根据本公开的另一方面提供了一种地震地电阻率采集系统，其中，地震地电阻率采集系统上设置如上的地震地电阻率采集装置。
[0021]本公开采用以上技术方案，至少具备以下有益效果：
[0022]本公开实施例采用了模块集成度高的单片机芯片STM32F103RBT6，简化了外围电路的设计，减小了采集模块的体积，同时32位单片机芯片提高了数据处理速度；采用了较为先进的模数转换器，整个采集模块输入电压范围达到
±
2.5v，测量通道达到4个；信号调理电路采用了稳压管进行限幅，防止输入信号超出模数转换器的采集范围；增强了抗干扰能力，减少了外部干扰对地震地电阻率采集模块的干扰。
[0023]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1是本公开实施例的地震地电阻率模块的测量原理图；
[0026]图2是本公开实施例的地表两个异性点电流源电流分布示意图；
[0027]图3是本公开实施例的地震地电阻率采集模块构建方法中电路连接方式图；
[0028]图4是本公开实施例的地震地电阻率采集模块构建方法中信号调理电路图；
[0029]图5是本公开实施例的地震地电阻率采集模块构建方法中模数转换电路图；
[0030]图6是本公开实施例的地震地电阻率采集模块构建方法中信号隔离电路图；
[0031]图7是本公开实施例的地震地电阻率采集模块构建方法中主控电路图；
[0032]图8是本公开实施例的地震地电阻率采集模块构建方法中电源输入指示电路图；
[0033]图9是本公开实施例的地震地电阻率采集模块构建方法中报警电路图；
[0034]图10是本公开实施例的地震地电阻率采集模块构建方法中通讯电路图；
[0035]图11是本公开实施例的地震地电阻率采集模块构建方法中其他抗干扰设计电路图；
[0036]图12是本公开实施例的地震地电阻率采集装置的装置示意图。
具体实施方式
[0037]为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本申请所保护的范围。
[0038]本公开中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元。方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0039]如图1所示，A、B、M、N为在地球表面或内部埋设的四个电极，其中A、B为供电极，与供电电源相连；M、N为测试极，与地电阻观测仪器连接。其中，假设在地下介质无线大小、均匀、水平、各向同性的情况下，在进行地电阻率测量时，通过供电极A、B向地下介质供入电流为I，电流由电极A流入，由电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地震地电阻率采集模块构建方法，其特征在于，所述地震地电阻率采集模块包括信号调理电路、模数转换电路、信号隔离电路、主控电路以及通讯电路；所述信号调理电路与所述模数转换电路连接，所述模数转换电路与所述信号隔离电路连接；所述信号隔离电路与所述主控电路连接与所述通讯电路连接，其中，所述信号调理电路，用于接收地震地电阻率被测信号，并对接收的所述地震地电阻率被测信号进行阻抗变换和信号限幅，之后将阻抗变换和信号限幅得到的信号传送给所述模数转换器；所述模数转换电路，用于对接收的信号进行模数转换，得到数字态信号，并传送给所述信号隔离电路；所述信号隔离电路，用于对所述地震地电阻率采集模块中所述地震地电阻率被测信号和所述数字态信号所用到的电源和地进行隔离操作，并将所述数字态信号发送给所述主控电路；所述通讯电路，用于和上位机相连，并且将所述数字态信号传送至上位机进行数据处理；所述主控电路，用于控制所述模数转换电路开始采集和停止采集信号数据，并且控制所述通讯电路将所述数字态信号传送至所述上位机。2.根据权利要求1所述的地震地电阻率采集模块构建方法，所述地震地电阻率采集模块还包括报警电路，所述报警电路与所述主控电路连接；所述报警电路，用于在所述地震地电阻率采集模块出现故障的时候，触发报警提示反馈给所述主控电路。3.根据权利要求1
‑
2中任意一项方法，所述信号调理电路包括第一低通滤波结构、运算放大器、第二低通滤波结构和稳压二极管，其中；所述运算放大器的正向输出引脚接到所述运算放大器的反向输入引脚，所述地震地电阻率被测信号经过所述第一低通滤波结构通过正向输入引脚接到所述运算放大器；所述运算放大器的第一引脚接到所述反向输入引脚，所述地震地电阻率被测信号经过所述正向输出引脚输出后经过所述第二低通滤波结构传输给所述稳压二极管对所述地震地电阻率被测信号进行限幅，最后差分流入所述模数转换电路。4.根据权利要求1
‑
2中任意一项方法，所述模数转换电路包括，基准电压输入器和所述模数转换器，所述基准电压输入器与所述模数转换器连接；所述基准电压输入器，用于为所述模数转换器提供基准电压；所述模数转换器的放大倍数G＝2，输入模式为差分输入模式，转换速率设置为10Hz。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宇，娄晓宇，王兰炜，张兴国，张世中，胡哲，
申请(专利权)人：中国地震局地震预测研究所，
类型：发明
国别省市：