CN108510722A - 一种电极开闭状态控制装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电极开闭状态控制装置及方法，用于远程控制电法勘探的电极开闭状态。本发明的电极开闭状态控制装置由电极转换器、信号中转站、手持操作终端组成。本发明的方法是：按电法勘探要求布置电极开闭状态控制装置，电极转换器把相关信息传送给信号中转站，再通过信号中转站传送给手持操作终端；手持操作终端根据每个电极转换器的信息，形成电极开闭状态信息表；手持操作终端利用APP将包含电极开闭状态信息表的无线控制信号传送给信号中转站；信号中转站将无线控制信息传送至电极转换器，从而实现电极开闭状态控制，开展电法勘探或电法监测工作。本发明有助于提高电法勘探、电法监测的工作效率、勘探或监测效果。

Description

一种电极开闭状态控制装置及方法

技术领域

本发明属于电法勘探领域，涉及一种电极开闭状态控制装置及电极开闭状态控制方法。

背景技术

在开展电法勘探时，需要改变供电电极及测量电极的位置，以便测出不同深度范围内的电场分布信息，从而获取勘探区的电性分布特征，有时为了提高移动供电电极和测量电极的速度，先布设供电电极和测量电极，将供电电线和测量电线直接布置到测量要求的最远距离。在中间需要连接供电电极和测量电极位置的导线上切开一小段电绝缘层，露出金属导线，需连接时把金属导线与电极连接，暂未连接电极的位置，则用绝缘胶布包好，防止漏电。由于电法勘探原理决定，不论是测深还是剖面，均需要多次移动供电电极和测量电极，故布置供电电极和测量电极的工作效率低，成本高。

20世纪90年代兴起的高密度电法实现了自动跑极，其电极阵列开关分为2种控制装置：一种是集中式，几十根电极的开关集中在一个电极转换盒，通过多芯电缆(要求电缆芯总数与电极根数一致)连接电极阵列。电极转换盒根据电法勘探信号中转站输出的控制信号，通过译码电路分别驱动不同的继电器的闭合和断开，达到相应电极与主电线的连接或断开的目的。另一种是分布式，电极的开关分布在主电缆(如6芯电缆)中的每个电极接口处，连接电极阵列；电极连接盒根据电法勘探信号中转站的命令进行电极转换，通过主电缆传输信号到分布在相应电极的开关上。

以上方式要么需要几十根导线芯的多芯电缆，要么采用分布式开关传输电缆。总体上会导致供电电缆或传输电缆笨重，从而限制高密度电法的勘探深度和勘探剖面长度。且由于是采用专用电缆，每个测点的距离是固定，从而影响了该方法的灵活性，对于障碍物多的测区，该方法收到很大的限制。

目前为了提高地面电法勘探的工作效率，有人研究了一种“电极多通道遥控器”。该遥控器采用在测深或剖面布置电极阵列，在每个电极上安装遥控接收机以便控制电极的开与关。遥控接收机与总基站的手持遥控信号中转站通过无线模式连通，手持遥控信号中转站根据电法勘探的需要发射信号到遥控接收机，从而决定哪个或哪几个电极与主电线连通或断开。目前这种遥控信号中转站能实现控制1～40根电极的开与关，而且也可以扩展到更多电极的控制。在开阔地带，其遥控收发距离可达1km。但是该种方式遥控按钮过多(十几个)，在野外实际工作中，操作不便，容易导致误操作，且随着控制电极数量的增加，特别是在开展三维电法勘探中，由于电极数量成倍增加，该种方式操作更不便，容易出现误操作，把本计划打开或关闭的电极进行反操作，而遥控系统无法识别这种误操作。且一旦遇到地形起伏、植被发育等情况，会导致其遥控距离过短，难以满足野外电法勘探要求。另一个该种方式，若需要扩展控制电极数量，则需要重新制作遥控信号中转站，灵活性不强。另外上述方式每个无线接收机必须事先确定好其布置位置，并把相关信息设置在无线信号中转站中，在后续勘探工作中若出现某个无线接收机布置位置错误，则无法识别，从而会导致电法勘探数据错误且难以发现。

发明内容：

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种电极开闭状态控制装置及方法。

电极开闭状态控制装置由具备近距离无线通信、电极开闭状态信息获取和发送功能和安装控制电极开闭状态改变的APP的手持操作终端，具备远距离和近距离无线通信、信号放大功能的信号中转站，具备远距离无线通信、控制电极开闭状态改变和、GPS位置信息获取和发送功能的电极转换器组成；所述的手持操作终端包含近距离无线通信模块、天线，并安装控制电极转换器的电极开闭状态改变的APP；所述的信号中转站由近距离无线通信功能模块、信号放大功能模块、远距离无线通信模块、天线组成；所述电极转换器由天线、远距离无线通信模块、信号解码模块、开关继电器模块、电极、导线、GPS模块组成。

一种电极开闭状态控制方法步骤如下：

a)基于电法勘探或电法监测要求布置好电极开闭状态控制装置；

b)手持操作终端通过信号中转站获取电极转换器的GPS位置信息和MAC地址信息；

c)手持操作终端根据每个电极转换器的GPS位置信息和MAC地址信息，基于电法勘探或电法监测对电极开闭状态的要求设计电极开闭状态信息表；电极开闭状态信息表包含每个电极转换器的MAC地址、电极开闭状态；

d)通过手持操作终端的控制电极开闭状态改变的APP把包含电极开闭状态信息表的无线控制信号通过手持操作终端的近距离无线通信模块传送到信号中转站；

e)信号中转站接收来自手持操作终端发送的无线控制信号，并通过信号放大功能模块把无线控制信号放大，再采用远距离无线通信方式将包含电极开闭状态信息的无线控制信号发送至电极转换器；

f)电极转换器接收来自手持操作终端、通过信号中转站放大的的无线控制信号后，对无线控制信号进行解码，并比对电极转换器的MAC地址和无线控制信号中的MAC地址信号，基于与电极转换器的MAC地址相匹配的无线控制信号中的电极开闭状态信息对电极开闭状态进行调整，并通过远距离无线通信模块把电极开闭状态信息传输给信号中转站，并最后反馈给手持操作终端；

g)手持操作终端获取电极转换器传输返回的电极开闭状态信息后，把电极开闭状态信息与设计的电极开闭状态信息进行对比，若电极开闭状态的返回信息与设计的电极开闭状态信息匹配，则开展后续的电法勘探或电法监测工作；若两者信息不匹配，则排除相关问题后再返回到第b)步骤。

该发明所提出的一种电极开闭状态控制装置及方法能实现自由控制电法电极转换器的自动开闭，并反馈电极转换器的开闭状态、GPS坐标位置等信息，从而提高电法工作中布置电极的工作效率，也能避免目前已有的电极多通道遥控器无法识别电极的状态而可能出现的电极开闭状态误操作导致的供电或测量位置错误，保证电法勘探或监测效果和提高电法勘探或监测的工作效率。

附图说明：

图1为本发明的电极开闭状态控制装置示意图；

图2为本发明的电极开闭状态控制装置的手持操作终端与信号中转站示意图；

图3为本发明的电极开闭状态控制装置的电极转换器示意图；

图4为本发明的电极开闭状态控制方法步骤图；

图中1为手持操作终端，2为信号中转站，3-1、3-2…3-n为电极转换器，4为蓝牙无线功能模块，5为信号中转站信号放大模块，6为信号中转站的433.92MHz远距离无线通信模块，7为信号中转站的天线，8为电极转换器的天线，9为电极转换器的433.92MHz远距离无线通信模块，10为电极转换器的解码功能模块，11为电极转换器的继电器模块，12为主电线，13为电极，14为GPS模块。

具体实施方式：

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合图1、图2、图3、图4对本发明实施方式作进一步地详细描述。

a)采用智能手机、平板电脑等智能终端作为手持操作终端1，按照电法勘探的设计要求，在实地部署信号中转站2、n个电极转换器(3-1、3-2…3-n)。

b)手持操作终端1通过信号中转站2获取电极转换器(3-1、3-2…3-n)的GPS模块14所获取的GPS位置信息和MAC地址信息。

c)手持操作终端1根据每个电极转换器(3-1、3-2…3-n)的GPS位置信息和MAC地址信息，基于电法勘探或电法监测对电极13开闭状态的要求设计电极13开闭状态信息表；电极13开闭状态信息表包含每个电极转换器(3-1、3-2…3-n)的MAC地址、电极13开闭状态。

d)通过手持操作终端1的电极13状态改变的APP把包含电极13开闭状态信息表的无线控制信号通过手持操作终端1的近距离无线通信方式传送到信号中转站2。

e)信号中转站2通过其蓝牙无线功能模块4接收来自手持操作终端1发送的无线控制信号，并通过信号放大功能模块5把无线控制信号放大，再采用信号中转站433.92MHz远距离无线通信模块6将包含电极13开闭状态信息的无线控制信号通过信号中转站2的天线7发送至电极转换器(3-1、3-2…3-n)。

f)电极转换器(3-1、3-2…3-n)通过其天线8和433.92MHz远距离无线通信模块9接收来自手持操作终端1、通过信号中转站2放大的的无线控制信号后，通过电极转换器(3-1、3-2…3-n)的解码功能模块10对无线控制信号进行解码，并比对电极转换器(3-1、3-2…3-n)的MAC地址和无线控制信号中的MAC地址信号，基于与电极转换器(3-1、3-2…3-n)的MAC地址相匹配的无线控制信号中的电极13开闭状态信息通过电极转换器(3-1、3-2…3-n)的继电器模块11对相应电极13开闭状态进行调整，从而控制电极13与主电线12的开闭状态，并通过电极转换器(3-1、3-2…3-n)的433.92MHz远距离无线通信模块9把电极13开闭状态信息传输给信号中转站2，并最后反馈给手持操作终端1。

g)手持操作终端1获取电极转换器(3-1、3-2…3-n)传输返回的电极13开闭状态信息后，把电极13开闭状态信息与设计的电极13开闭状态信息进行对比，若电极13开闭状态的返回信息与设计的电极13开闭状态信息匹配，则开展后续的电法勘探或电法监测工作；若两者信息不匹配，则排除相关问题后再返回到第b)步骤。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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，均应包含在本发明内。

Claims (2)

1.一种电极开闭状态控制装置及方法，其特征在于：所述的电极开闭状态控制装置由具备近距离无线通信、电极开闭状态信息获取和发送功能和安装控制电极开闭状态改变的APP的手持操作终端，具备远距离和近距离无线通信、信号放大功能的信号中转站，具备远距离无线通信、控制电极开闭状态改变、GPS位置信息获取和发送功能的电极转换器组成；所述的手持操作终端包含近距离无线通信模块、天线，并安装控制电极开闭状态改变的APP；所述的信号中转站由近距离无线通信功能模块、信号放大功能模块、远距离无线通信模块、天线组成；所述电极转换器由天线、远距离无线通信模块、信号解码模块、继电器模块、电极、导线、GPS模块组成。

2.一种电极开闭状态控制装置及方法，其特征在于：电极开闭状态控制方法步骤如下：

a)基于电法勘探或电法监测要求布置好电极开闭状态控制装置；

b)手持操作终端通过信号中转站获取电极转换器的GPS位置信息和MAC地址信息；

c)手持操作终端根据每个电极转换器的GPS位置信息和MAC地址信息，基于电法勘探或电法监测对电极开闭状态的要求设计电极开闭状态信息表；电极开闭状态信息表包含每个电极转换器的MAC地址、电极开闭状态；

d)通过手持操作终端的控制电极开闭状态改变的APP把包含电极开闭状态信息表的无线控制信号通过手持操作终端的近距离无线通信模块传送到信号中转站；

e)信号中转站接收来自手持操作终端发送的无线控制信号，并通过信号放大功能模块把无线控制信号放大，再采用远距离无线通信方式将包含电极开闭状态信息的无线控制信号发送至电极转换器；

f)电极转换器接收来自手持操作终端、通过信号中转站放大的无线控制信号后，对无线控制信号进行解码，并比对电极转换器的MAC地址和无线控制信号中的MAC地址信号，基于与电极转换器的MAC地址相匹配的无线控制信号中的电极开闭状态信息对电极开闭状态进行调整，并通过远距离无线通信模块把电极开闭状态信息传输给信号中转站，并最后反馈给手持操作终端；

g)手持操作终端获取电极转换器传输返回的电极开闭状态信息后，把电极开闭状态信息与设计的电极开闭状态信息进行对比，若电极开闭状态的返回信息与设计的电极开闭状态信息匹配，则开展后续的电法勘探或电法监测工作；若两者信息不匹配，则排除相关问题后再返回到第b)步骤。