分布式循环电法探测仪器电极转换装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术是有关于一种分布式循环电法探测仪器电极转换装置，包括控制结构和分布式结构，所述的控制结构中，其每一输入极与分布式结构的每个输入端之间各有一个开关控制导通；分布式结构中包括多个电极，每个电极各通过一个继电器与一个分布式结构的输入端及其对应输出端连接；连接于同一分布式结构输入端的多组电极-继电器之间并联。本实用新型专利技术可在只进行单层监测及精度要求不很高的情况下，进行单数层(即：第一层，第三层，第五层......)数据监测，采用了巧妙的电路结构，节省了电极开关数量，从而节省了硬件成本和电路功耗，更适于广泛推广使用。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种高密度电法探测仪器，特别是涉及一种分布式循环电法探测仪器电极转换装置。
技术介绍
电法勘探是一种常用的物探方法，是在水文、工程与环境地质勘探和调查中应用十分广泛的一种探测手段。高密度电法是采用电极转换装置，使得电极切换自动进行，避免了人工跑极的麻烦。一般野外工作时，采用分布式高密度电法进行测试，不必每个电极用一个电缆，可以少铺设电缆。例如第200820233386. 0号中国专利“海床蚀积动态过程电阻率监测装置”，以及第200810M9769. 1号中国专利“海床蚀积动态过程电阻率监测方法及装置”，就是利用电法监测海床侵蚀淤积的实际案例。请参阅图1、图2所示，常用的高密度电法探测仪器通常采用进行多层检测，第一及第二层探测如图所示，三层及三层以上依此类推可得，通过该监测方法可获得如图3所示的地质剖面图，并获取地层深处的地质情况。请参阅图4、图5所示，2004年3月出版的《地质装备》公开了一种“分布式高密度电法仪电极转换装置设计”，文献作者为郑采君。在该装置中，每增加一个电极需要增加 4个电极转换开关，及与其配套的驱动电路。每一个分布式部分，用四个开关控制电极接到 A、M、N、B四个中的一个。上述现有的高密度电法探测仪器在实际使用中仍存在以下不足1、有时候需要采用单层监测，例如用于海洋环境等环境的电阻率测试，即图1所示情况，这种情况下，并没有专门用于监测单层电阻率的单独的电路；2、每增加一个电极就需要增加四个开关，硬件开销比较大，功耗也增加不少。由此可见，上述现有的高密度电法探测仪器在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。如何能创设一种仅针对高密度电法的一层探测，更节省硬件成本和电路功耗的新型结构的分布式循环电法探测仪器电极转换装置，是当前业界极需改进的目标。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种分布式循环电法探测仪器电极转换装置，使其仅针对高密度电法的一层探测，更节省硬件成本和电路功耗，从而克服现有的高密度电法探测仪器的不足。为解决上述技术问题，本技术一种分布式循环电法探测仪器电极转换装置， 包括控制结构和分布式结构，所述的控制结构中，其每一输入极与分布式结构的每个输入端之间各有一个开关控制导通；分布式结构中包括多个电极，每个电极各通过一个继电器与一个分布式结构的输入端及其对应输出端连接；连接于同一分布式结构输入端的多组电极-继电器之间并联。作为本技术的一种改进，其采用四极测探排列A-M-N-B。所述的继电器驱动芯片采用分立元件或ULN2003驱动。采用这样的结构后，本技术可在只进行单层监测及精度要求不很高的情况下，进行单数层(即第一层，第三层，第五层......)数据监测，采用了巧妙的电路结构，节省了电极开关数量，从而节省了硬件成本和电路功耗，更适于广泛推广使用。附图说明上述仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本技术作进一步的详细说明。图1是现有高密度电法探测仪器的第一层探测示意图。图2是现有高密度电法探测仪器的第二层探测示意图。图3是电法获得的地质剖面图例。图4是现有高密度电法探测仪器的控制部分原理图。图5是现有高密度电法探测仪器的分布式电极转换装置原理图。图6是本技术分布式循环电法探测仪器电极转换装置的总体结构示意图。图7是本技术分布式循环电法探测仪器电极转换装置的主控端控制结构示意图。图8是本技术分布式循环电法探测仪器电极转换装置一个控制单元4个电极的分布式结构示意图。图9是本技术分布式循环电法探测仪器电极转换装置一个控制单元8个电极的分布式结构示意图。图10是本技术分布式循环电法探测仪器电极转换装置一个控制单元8个电极的另一种分布式结构示意图。具体实施方式请参阅图6所示，本技术分布式循环电法探测仪器电极转换装置，包括主控部分控制结构和分布式结构。其中，控制结构的每一输入极与分布式结构的每个输入端之间各有一个开关控制导通；分布式结构中包括多个电极，每个电极各通过一个继电器与一个分布式结构的输入端及其对应输出端连接；连接于同一分布式结构输入端的多组电极-继电器之间并联。请配合参阅图7所示，以采用四极测探排列A-M-N-B为例来说，用四个开关K1-K4 控制A和端口 1-4中的一个相接；同理，用开关K5-K8控制M和端口 1-4中的一个相接；用开关K9-K12控制N和端口 1-4中的一个相接；用开关K13-K16控制B和端口 1_4中的一个相接。主控部分通过CPU控制同一输入极的4个开关同一时刻只能有一个导通，且AMNB 不能同时和端口 1-4中的同一个相接，使得接入线可以接入1、2、3及4中的任意一个出口。 采用本技术的设计，在主控部分增加一级电极开关，即给每一个接入线设置4个开关。请配合参阅图8所示，在一个控制单元4个电极的分布式结构中，使其输入端1 IN、 2IN、3IN和4IN与电极1、2、3和4之间分别有一个开关/继电器控制对应两者的接通和断开状态，一个开关控制一个电极，电极与分布式结构的输入端及其对应输出端一一对应连接用继电器RELAYl控制电极1是否和分布式结构的输入端IIN相接；同理，用RELAY2控制电极2是否和2IN相接；用RELAY3控制电极3是否和3IN相接；用RELAY4控制电极4是否和4IN相接。请配合参阅图9、图10所示，在一个控制单元8个电极的分布式结构中，仍然为一个开关控制一个电极，一个电极连接分布式结构的一个输入端及其对应输出端，而每个输入端及其对应输出端之间连接有两个相互并联的电极-继电器组用继电器RELAYl控制电极1是否和IIN相接；用RELAY2控制电极2是否和2IN相接；用RELAY3控制电极3是否和3IN相接；用RELAY4控制电极4是否和4IN相接；RELAY5控制电极5是否和IIN相接； REALY6控制电极6是否和2IN相接；REALY7控制电极7是否和3IN相接；REALY8控制电极 8是否和4IN相接。上述分布式结构，可以根据放置电极个数不同进行简单的更改，在CPU的IO 口够用的情况下，一个分布式单元可以放4的任意倍数个(如4，8，12等)电极。本技术在主控部分增加了一级开关阵列，使得AMNB四个极可以和1，2，3，4四个接口中的任意一个相连，从而使得电极可以和AMNB中的任意一个相接，并可各通过一个开关控制电极与确定接口之间导通和断开。以图7和图9所示结构为例，如果想使用电极4-7作为测试用的AMNB，则让图7中的K4、K5、K10及Κ15闭合，其他断开；同时让图9中的RELAY4-RELAY7闭合，其他断开。这样，A通过端口 4与电极4接通，M通过端口 1与电极5接通，N通过端口 2与电极6接通， B通过端口 3与电极7接通。其他可以类似得到。本技术的附图及上述实施例均以Wermer测试为例，但是也适用于其他二级、 三级及四极电阻率测试结构情况。具体来说，如果是二级情况，就只用到ΙΝ1，ΙΝ2, OUTl及 0UT2，开关只用到RELAYl，RELAT2，RELAY5及RELAY6四个，电极用和开关相连接的电极。如果一个单元里面电极数量不是8个，用到的输入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：夏欣，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：实用新型
国别省市：