CN105827234B - 面向电阻层析成像的电流激励和多电极选择一体化调理器 - Google Patents

面向电阻层析成像的电流激励和多电极选择一体化调理器 Download PDF

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Abstract

本发明属于调理器设备技术领域且公开了面向电阻层析成像的电流激励和多电极选择一体化调理器，以恒流源作为激励信号，通过译码器控制前端的多路开关给电极供电，然后经过放大电路将信号放大，再经过采样保持电路进行信号的保持，再通过译码器控制后端的多路开关将信号接入采集卡，再由采集卡输入电脑进行显示。由于输入信号比较微弱，所以本发明采用了放大电路进行放大，再通过保持电路，可以使采集到的信号具有实时同步性。该发明扩展了通用采集卡的应用范围，为面向电阻层析成像的应用提供了一种新的解决思路。为电阻成像的应用提供了一种简便、性能稳定的测试手段。

Description

面向电阻层析成像的电流激励和多电极选择一体化调理器
技术领域
本发明涉及调理器，具体涉及面向电阻层析成像的电流激励和多电极选择一体化调理器，属于调理器设备技术领域。
背景技术
电阻层析成像(Electricalresistance tomography，ERT)属于现代工业检测的前沿技术，其具有非侵入、无辐射、在线测量等优点，在地质勘探、工业过程与环境监测等方面有着广泛的应用。典型的电阻层析成像系统主要包括激励信号、开关选通、信号采集、信号分析等部分组成。在不同的应用场合，电阻层析成像的硬件构成需要根据测试对象而具体定制。导致电阻层析成像的数据采集系统的适应性较差。近几年来随着计算机技术的发展，虚拟仪器已经现代智能化仪器的发展方向。
本发明考虑到与高精度采集卡的硬件匹配问题和电阻层析成像系统与虚拟仪器采集卡之间衔接的匹配问题，提出了一种面向电阻层析成像的电流激励和多电极选择一体化调理器。
发明内容
本发明要解决的技术问题克服现有的缺陷，提供面向电阻层析成像的电流激励和多电极选择一体化调理器，扩展了通用采集卡的应用范围，为面向电阻层析成像的应用提供了一种新的解决思路。为电阻成像的应用提供了一种简便、性能稳定的测试手段，可以有效解决背景技术中的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
本发明提供面向电阻层析成像的电流激励和多电极选择一体化调理器，以恒流源作为激励信号，通过译码器控制前端的多路开关给电极供电，然后经过放大电路将信号放大，再经过采样保持电路进行信号的保持，再通过译码器控制后端的多路开关将信号接入采集卡，再由采集卡输入电脑进行显示。
作为本发明的一种优选技术方案，包括恒流源激励源、多路开关、放大电路、采样保持电路、译码器和采集卡，恒流源激励源包括变压器W，整流桥T，电容C1、C2、C3、C4，芯片IC1、IC2、IC3、IC4、IC5、IC6、IC7，电阻R1、R2和三极管VT1、VT2，变压器W的初级端连接220V交流电，变压器W的次级端连接整流桥T的1端口，变压器W的次级端的另一端连接整流桥T的3端口，整流桥T的2端口连接电容C1、C2的一端，整流桥T的4端口连接电容C1、C2的另一端，芯片IC1的2管脚连接电容C3、C4一端，芯片IC1的3管脚接地，稳压电路输出端正极连接电阻R1，再连接三极管VT2的集电极和三极管VT1的基极，三极管VT2的基极连接电阻R2和三极管VT1的发射极再一起接地，三极管VT2的集电极输出恒流信号。
作为本发明的一种优选技术方案，所述恒流源激励源分别连接四片多路开关IC2的9管脚，两个IC2为一组，它们的1、2、3、4、5、6、7、8、9管脚分别和电极的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16相连接，每两个电极接在一个放大电路IC4，然后再接入采样保持电路IC5，再接入多路开关IC6的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16管脚，多路开关IC6的17、18管脚接入电源，19管脚接入采集卡，通过采集卡的转换和传输，送入到计算机上，译码器IC3的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12管脚连接四片多路开关IC2的9、10、11、12管脚，译码器IC3的13、14、15、16管脚连接采集卡的5、6、7、8管脚，译码器IC3的17、18、19、20管脚连接多路开关IC6的20、21、22、23管脚。
本发明所达到的有益效果是：将放大电路进行放大，由于输入信号比较微弱，所以本发明采用了放大电路进行放大，再通过保持电路，可以使采集到的信号具有实时同步性，这些使得本调理器具有结果简单，测试方便，性能稳定等优点。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
在附图中：
图1是本发明实施例所述的面向电阻层析成像的电流激励和多电极选择一体化调理器组成。
图2是本发明实施例所述的面向电阻层析成像的电流激励和多电极选择一体化调理器电路示意图。
图3是图2的局部放大图。
图4是图2的局部放大图。
图5是本发明实施例所述的面向电阻层析成像的电流激励和多电极选择一体化调理器电极接法结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例：请参阅图1-5，本发明面向电阻层析成像的电流激励和多电极选择一体化调理器，以恒流源作为激励信号，通过译码器控制前端的多路开关给电极供电，然后经过放大电路将信号放大，再经过采样保持电路进行信号的保持，再通过译码器控制后端的多路开关将信号接入采集卡，再由采集卡输入电脑进行显示。
本发明的面向电阻层析成像的电流激励和多电极选择一体化调理器，包括恒流源激励源、多路开关、放大电路、采样保持电路、译码器和采集卡，恒流源激励源部分有变压器W，整流桥T，电容C1、C2、C3、C4，芯片IC1、IC2、IC3、IC4、IC5、IC6、IC7，电阻R1、R2，三极管VT1、VT2。变压器W的初级端连接220V交流电，变压器W的次端级连接整流桥T的1端口，变压器W的次级端的另一端连接整流桥T的3端口，整流桥T的2端口连接电容C1、C2的一端，整流桥T的4端口连接电容C1、C2的另一端。芯片IC1的2管脚连接电容C3、C4一端，芯片IC1的3管脚接地。稳压电路输出端正极连接电阻R1，再连接三极管VT2的集电极和三极管VT1的基极，三极管VT2的基极连接电阻R2和三极管VT1的发射极再一起接地，三极管VT2的集电极输出恒流信号。
恒流源激励源分别连接四片多路开关IC2的9管脚，两个IC2为一组，它们的1、2、3、4、5、6、7、8、9管脚分别和电极的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16相连接，每两个电极接在一个放大电路IC4，然后再接入采样保持电路IC5，再接入多路开关IC6的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16管脚，多路开关IC6的17、18管脚接入电源，19管脚接入采集卡，通过采集卡的转换和传输，送入到计算机上，译码器IC3的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12管脚连接四片多路开关IC2的9、10、11、12管脚，译码器IC3的13、14、15、16管脚连接采集卡的5、6、7、8管脚，译码器IC3的17、18、19、20管脚连接多路开关IC6的20、21、22、23管脚。
每一个电极都连接多路开关的正负极，作为信号的输入同时每两个电极连接在同一个放大器上，作为差动放大。
本发明的原理是：在接入220V交流电之后通过整流电路和稳压电路将电压降下来，然后通过横流电路将输入信号转换成一个恒流源。将此流源接入多路开关IC2中，通过芯片IC6来控制某位电极的通电和断电。电极的测试方式是相邻测量。由于信号微弱，所以在电极导通的情况下接入放大电路IC4进行放大，然后通过IC5的电路将信号保持住，再改变IC6的20，21，22，23脚值控制采集信号通过IC5的导通情况，接着将采集的信号通过IC7的模拟端转换之后从IC7的数字端传输到计算机端进行显示。其中通过计算机改变IC7不同引脚的值来控制IC2和IC4，IC5，从而实现整个系统的采集与控制功能。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了洋细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.面向电阻层析成像的电流激励和多电极选择一体化调理器，其特征在于，以恒流源作为激励信号，通过译码器控制前端的多路开关给电极供电，然后经过放大电路将信号放大，再经过采样保持电路进行信号的保持，再通过译码器控制后端的多路开关将信号接入采集卡，再由采集卡输入电脑进行显示；
包括恒流源激励源，多路开关IC2、IC6，放大电路IC4，采样保持电路IC5，译码器IC3和采集卡IC7，恒流源激励源包括变压器W，整流桥T，电容C1、C2、C3、C4，稳压芯片IC1，电阻R1、R2和三极管VT1、VT2，变压器W的初级端连接220V交流电，变压器W的次级端连接整流桥T的1端口，变压器W的次级端的另一端连接整流桥T的3端口，整流桥T的2端口连接电容C1、C2的一端，整流桥T的4端口连接电容C1、C2的另一端，稳压芯片IC1的2管脚连接电容C3、C4一端，稳压芯片IC1的3管脚接地，稳压电路输出端正极连接电阻R1，再连接三极管VT2的集电极和三极管VT1的基极，三极管VT2的基极连接电阻R2和三极管VT1的发射极再一起接地，三极管VT2的集电极输出恒流信号；
所述恒流源激励源分别连接四片多路开关IC2的9管脚，两个多路开关IC2为一组，它们的1、2、3、4、5、6、7、8、9管脚分别和电极的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16相连接，每两个电极接在一个放大电路IC4，然后再接入采样保持电路IC5，再接入多路开关IC6的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16管脚，多路开关IC6的17、18管脚接入电源，19管脚接入采集卡IC7，通过采集卡IC7的转换和传输，送入到计算机上，译码器IC3的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12管脚连接四片多路开关IC2的9、10、11、12管脚，译码器IC3的13、14、15、16管脚连接采集卡IC7的5、6、7、8管脚，译码器IC3的17、18，19、20管脚连接多路开关IC6的20、21、22、 23管脚。
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