CN109116429A - 一种多通道高密度电法仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多通道高密度电法仪。包括控制模块、n个采集通道、n个模式切换模块和n个采集模块。第k个模式切换模块的第一信号输入端与第k个采集模块的第二采集信号输出端电连接，第k个模式切换模块的第二信号输入端与第k+1个采集通道的第一采集信号输入端电连接，n个模式切换模块的第三信号输入端与无穷远极电连接。模式切换模块能够根据其控制端的控制信号切换第一信号输入端或第二信号输入端或第三信号输入端与信号输出端之间导通，从而可以通过模式切换模块的多个信号输入端与信号输出端之间导通的切换，高效的切换多通道高密度电法仪不同的跑极模式，并降低了多通道高密度电法仪的功耗。

Description

一种多通道高密度电法仪

技术领域

本发明实施例涉及地球物理勘探技术领域，尤其涉及一种多通道高密度电法仪。

背景技术

电法勘探是一种常用的物探方法，高密度电法仪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。而且，高密度电法仪可以实现多种跑极模式的转换，从而可以根据多种跑极方式采集多组数据，实现更准确的探测。

现在，高密度电法仪从单通道采集扩展到了多通道采集，可以实现同一时间多个通道同时采集数据，大幅度提高了高密度电法仪的采集效率。而采用多通道采集测量信号时，同一通道不同的跑极模式对应不同的控制模式，因此，在每个通道内的多种跑极方式互相切换时，需要实现多种跑极方式对应的控制模式的切换，导致了高密度电法仪的控制装置大大增多，功耗也增加。

发明内容

本发明提供一种多通道高密度电法仪，以实现高效的切换多通道高密度电法仪不同的跑极模式，降低了多通道高密度电法仪的功耗。

本发明实施例提供了一种多通道高密度电法仪，包括控制模块、n个采集通道、n个模式切换模块和n个采集模块；

每个所述采集通道包括第一采集信号输入端和第二采集信号输入端，每个所述采集模块包括第一采集信号输出端和第二采集信号输出端；第k个所述采集通道的第一采集信号输入端与第k个所述采集模块第一采集信号输出端电连接，其中，n为大于1的整数，k为大于或等于1，且小于或等于n的整数；

每个所述模式切换模块包括第一信号输入端、第二信号输入端和第三信号输入端；第k个所述模式切换模块的第一信号输入端与第k个所述采集模块的第二采集信号输出端电连接，第k个所述模式切换模块的第二信号输入端与第k+1个所述采集通道的第一采集信号输入端电连接，n个所述模式切换模块的第三信号输入端电连接，并与无穷远极电连接；

第k个所述采集通道的第二采集信号输入端与第k个所述模式切换模块的信号输出端电连接；

所述控制模块与n个所述模式切换模块的控制端电连接，所述模式切换模块能够根据其控制端的控制信号切换所述第一信号输入端或所述第二信号输入端或所述第三信号输入端与所述信号输出端之间导通。

具体地，所述模式切换模块包括第一切换控制单元、第二切换控制单元、第一继电器单元和第二继电器单元；

所述模式切换模块的控制端包括第一控制端和第二控制端，第k个所述第一切换控制单元的控制端电连接第k个所述模式切换模块的第一控制端，第k个所述第二切换控制单元的控制端电连接第k个所述模式切换模块的第二控制端，第k个所述第一切换控制单元的输出端与第k个所述第一继电器单元的控制端电连接，第k个所述第二切换控制单元的输出端与第k个所述第二继电器单元的控制端电连接；

第k个所述第一继电器单元的第一公共触点与第k个所述采集通道的第二采集信号输入端电连接，第k个所述第一继电器的第一触点与第k个所述第二继电器的第一公共触点电连接，第k个所述第一继电器的第二触点与第k+1个所述第一采集信号输入端电连接；

第k个所述第二继电器单元的第一触点与第k个所述采集模块的第二采集信号输出端电连接，第k个所述第二继电器单元的第二触点与所述无穷远极电连接；

所述第一继电器单元和所述第二继电器单元的第一触点为常开触触点，第二触点为常闭触点，或者所述第一继电器单元和所述第二继电器单元第一触点为常闭触点，第二触点为常开触点。

具体地，第2m+1个所述第一继电器单元与第2m+2个所述第一继电器单元集成为第一继电器，第2m+1个所述第二继电器单元与第2m+2个所述第二继电器单元集成为第二继电器；

所述第一继电器的控制端与所述第2m+1个第一切换控制单元的输出端电连接；所述第二继电器的控制端与所述第2m+1个第二切换控制单元的输出端电连接；其中，2m+1为大于或等于1，且小于或等于n的整数。

具体地，所述第一切换控制单元包括第一开关晶体管、第一电阻和第一电容；

所述第一开关晶体管的控制端、所述第一电阻的第一端和所述第一电容的第一端与所述模式切换模块的第一控制端电连接，所述第一开关晶体管的第一端、所述第一电阻的第二端和所述第一电容的第二端接地，所述第一开关晶体管的第二端与所述第一继电器单元的控制端电连接。

具体地，所述第二切换控制单元包括第二开关晶体管、第二电阻和第二电容；

所述第二开关晶体管的控制端、所述第二电阻的第一端和所述第二电容的第一端与所述模式切换模块的第二控制端电连接，所述第二开关晶体管的第一端、所述第二电阻的第二端和所述第二电容的第二端接地，所述第二开关晶体管的第二端与所述第二继电器单元的控制端电连接。

具体地，所述控制模块为面板切换开关模块，所述面板切换开关模块包括单刀双掷开关，所述单刀双掷开关的第一端与第一电压线电连接，所述单刀双掷开关的第二端与所述模式切换模块的第一控制端电连接，所述单刀双掷开关的第三端与所述模式切换模块的第二控制端电连接。

具体地，所述控制模块为微处理器，所述微处理器包括第一输出端和第二输出端，所述第一输出端与所述模式切换模块的第一控制端电连接，所述第二输出与所述模式切换模块的第二控制端电连接；所述第一输出端与所述第二输出端输出第一电平信号和/或第二电平信号。

具体地，该多通道高密度电法仪还包括第一指示灯和第一指示灯控制电路；

所述第一指示灯控制电路包括第三晶体管和第四晶体管；所述第三晶体管的控制端与所述模式切换模块的第一控制端电连接，所述第三晶体管的第一端接地，第二端与所述第四晶体管的第一端电连接；所述第四晶体管的控制端与所述模式切换模块的第二控制端电连接，所述第四晶体管的第二端与所述第一指示灯的阴极电连接，所述第一指示灯的阳极与第二电压线电连接。

具体地，该多通道高密度电法仪还包括第二指示灯和第二指示灯控制电路；

所述第二指示灯控制电路包括第五晶体管、第六晶体管和第七晶体管；所述第五晶体管的控制端与所述模式切换模块的第二控制端电连接，所述第五晶体管的第一端接地，第二端与所述第六晶体管的控制端、第三电阻的第一端和第三电容的第一端电连接；所述第六晶体管的第一端与所述第七晶体管的第二端电连接，所述第六晶体管的第二端与所述第二指示灯的阴极电连接；所述第七晶体管的控制端与所述模式切换模块的第一控制端电连接，所述第七晶体管的第一端接地；所述第二指示灯的阳极与第四电阻的第一端电连接，所述第四电阻的第二端和所述第三电阻的第二端与所述第二电压线电连接。

具体地，该多通道高密度电法仪还包括第三指示灯和第三指示灯控制电路；

所述第三指示灯控制电路包括第八晶体管和第九晶体管；所述第八晶体管的控制端与所述模式切换模块的第二控制端电连接，所述第八晶体管的第一端与所述第二电压线电连接，所述第八晶体管的第二端与所述第九晶体管的第一端电连接，所述第九晶体管的控制端与所述模式切换模块的第一控制端电连接，所述第九晶体管的第二端与所述第三指示灯的阳极电连接，所述第三指示灯的阳极与第五电阻的第一端电连接，所述第五电阻的第二端接地。

本发明的技术方案，多通道高密度电法仪包括控制模块、n个采集通道、n个模式切换模块和n个采集模块。每个采集通道包括第一采集信号输入端和第二采集信号输入端，每个采集模块包括第一采集信号输出端和第二采集信号输出端；第k个采集通道的第一采集信号输入端与第k个采集模块第一采集信号输出端电连接。每个模式切换模块包括第一信号输入端、第二信号输入端和第三信号输入端，第k个模式切换模块的第一信号输入端与第k个采集模块的第二采集信号输出端电连接，第k个模式切换模块的第二信号输入端与第k+1个采集通道的第一采集信号输入端电连接，n个模式切换模块的第三信号输入端电连接，并与无穷远极电连接。第k个采集通道的第二采集信号输入端与第k个模式切换模块的信号输出端电连接，控制模块与n个模式切换模块的控制端电连接，模式切换模块能够根据其控制端的控制信号切换第一信号输入端或第二信号输入端或第三信号输入端与信号输出端之间导通，从而可以通过模式切换模块的多个信号输入端与信号输出端之间导通的切换，高效的切换多通道高密度电法仪不同的跑极模式，并降低了多通道高密度电法仪的功耗。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种多通道高密度电法仪的部分结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种模式切换模块的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种第一继电器单元的触点和第二继电器单元的触点的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种第一继电器单元的触点和第二继电器单元的触点的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的另一种模式切换模块的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的另一种第一继电器单元的触点和第二继电器单元的触点的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的一种第一切换控制单元的电路结构示意图；

图8为本发明实施例提供的一种第二切换控制单元的电路结构示意图；

图9为本发明实施例提供的另一种多通道高密度电法仪的部分结构示意图；

图10为本发明实施例提供的一种第一指示灯控制电路结构示意图；

图11为本发明实施例提供的一种第二指示灯控制电路结构示意图；

图12为本发明实施例提供的一种第三指示灯控制电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1为本发明实施例提供的一种多通道高密度电法仪的部分结构示意图，如图1所示，该多通道高密度电法仪包括控制模块40、n个采集通道11、n个模式切换模块21和n个采集模块31。

每个采集通道11包括第一采集信号输入端和第二采集信号输入端，每个采集模块31包括第一采集信号输出端和第二采集信号输出端。第k个采集通道11的第一采集信号输入端Mk与第k个采集模块31的第一采集信号输出端Pk电连接，其中，n为大于1的整数，k为大于或等于1，且小于或等于n的整数。

每个模式切换模块21包括第一信号输入端、第二信号输入端和第三信号输入端。第k个模式切换模块21的第一信号输入端Nka与第k个采集模块31的第二采集信号输出端Qk电连接，第k个模式切换模块21的第二信号输入端Nkb与第k+1个采集通道11的第一采集信号输入端Mk+1电连接，n个模式切换模块20的第三信号输入端电连接，并与无穷远极50电连接。

第k个采集通道11的第二采集信号输入端Nk与第k个模式切换模块21的信号输出端outk电连接。

控制模块40与n个模式切换模块20的控制端电连接，模式切换模块21能够根据其控制端的控制信号切换第一信号输入端或第二信号输入端或第三信号输入端与信号输出端之间导通。

具体地，如图1所示，采集通道11的第一采集信号输入端与采集模块31第一采集信号输出端一一对应电连接。示例性地，第一个采集通道11的第一采集信号输入端M1与第一个采集模块31的第一采集信号输出P1电连接，第二个采集通道11的第一采集信号输入端M2与第二个采集模块31的第一采集信号输出P2电连接，第三个采集通道11的第一采集信号输入端M3与第三个采集模块31的第一采集信号输出P3电连接，以此类推。

每个模式切换模块21的第一信号输入端与采集模块31的第二采集信号输出端一一对应电连接，第二信号输入端与下一个采集通道11的第一采集信号输入端电连接，第三信号输入端均连接至无穷远极50。示例性地，第一个模式切换模块21的第一信号输入端N1a与第一个采集模块31的第二采集信号输出端Q1电连接，第一个模式切换模块21的第二信号输入端N1b与第二个采集通道11的第一采集信号输入端M2电连接，第一个模式切换模块21的第三信号输入端N1c与无穷远极50电连接。第二个模式切换模块21的第一信号输入端N2a与第二个采集模块31的第二采集信号输出端Q2电连接，第二个模式切换模块21的第二信号输入端N2b与第三个采集通道11的第一采集信号输入端M3电连接，第二个模式切换模块21的第三信号输入端N2c与无穷远极50电连接。第三个模式切换模块21的第一信号输入端N3a与第三个采集模块31的第二采集信号输出端Q3电连接，第三个模式切换模块21的第二信号输入端N3b与第四个采集通道11的第一采集信号输入端M4电连接，第三个模式切换模块21的第三信号输入端N3c与无穷远极50电连接。以此类推，而第n个模式切换模块21的第一信号输入端Nna与第n个采集模块31的第二采集信号输出端Qn电连接，第n个模式切换模块21的第三信号输入端Nnc与无穷远极50电连接。

而且，每个采集通道11的第二采集信号输入端与模式切换模块21的信号输出端一一对应电连接。示例性地，第一个采集通道11的第二采集信号输入端N1与第一个模式切换模块21的信号输出端out1电连接，第二个采集通道11的第二采集信号输入端N2与第二个模式切换模块21的信号输出端out2电连接，以此类推，第n个采集通道11的第二采集信号输入端Nn与第n个模式切换模块21的信号输出端outn电连接。

控制模块40用于控制模式切换模块21的模式切换。示例性地，当控制模块40输出第一控制信号时，n个模式切换模块21的第一信号输入端(N1a至Nna)与n个模式切换模块21的信号输出端(out1至outn)电连接，此时n个采集模块31的第二信号输出端N的信号通过模式切换模块21的第一信号输入端传输至模式切换模块21的信号输出端，并传输给采集通道11的第二采集信号输入端，因此多通道高密度电法仪处于1维VES电测深模式。在此模式下，n个采集通道的第二采集信号输入端(N1至Nn)相互独立。当控制模块40输出第二控制信号时，n个模式切换模块21的第二信号输入端(N1b至Nnb)与n个模式切换模块21的信号输出端(out1至outn)电连接，此时第k+1个采集模块31的第一信号输出端Pk+1的信号通过第k个模式切换模块21的第二信号输入端传输至模式切换模块21的信号输出端，并传输给第k个采集通道11的第二采集信号输入端。同时，第k+1个采集模块31的第一信号输出端Pk的信号还传输至第k+1个采集通道11的第一采集信号输入端Mk+1，因此n个采集通道11中第k个采集通道11的第二采集信号输入端Nk输入的信号与第k+1个采集通11的第一采集信号输入端Mk+1输入的信号相同，此时多通道高密度电法仪处于三维探测模式。当控制模块40输出第三控制信号时，n个模式切换模块21的第三信号输入端(N1c至Nnc)与n个模式切换模块21的信号输出端(out1至outn)电连接，此时无穷远极50的信号通过n个模式切换模块21的第三信号输入端传输至模式切换模块21的信号输出端，并传输给第n个采集通道11的第二采集信号输入端(N1至Nn)，因此多通道高密度电法仪处于2维无穷远模式。

由上述过程可知，模式切换模块21可以根据控制模块40输出的控制信号切换模式切换模块21的第一信号输入端或第二信号输入端或第三信号输入端与信号输出端之间的导通，从而可以通过模式切换模块21的多个信号输入端与信号输出端之间导通的切换，高效的切换多通道高密度电法仪不同跑极模式，降低了多通道高密度电法仪的功耗。

本实施例的技术方案，多通道高密度电法仪包括控制模块、n个采集通道、n个模式切换模块和n个采集模块。每个采集通道包括第一采集信号输入端和第二采集信号输入端，每个采集模块包括第一采集信号输出端和第二采集信号输出端；第k个采集通道的第一采集信号输入端与第k个采集模块第一采集信号输出端电连接。每个模式切换模块包括第一信号输入端、第二信号输入端和第三信号输入端，第k个模式切换模块的第一信号输入端与第k个采集模块的第二采集信号输出端电连接，第k个模式切换模块的第二信号输入端与第k+1个采集通道的第一采集信号输入端电连接，n个模式切换模块的第三信号输入端电连接，并与无穷远极电连接。第k个采集通道的第二采集信号输入端与第k个模式切换模块的信号输出端电连接，控制模块与n个模式切换模块的控制端电连接，模式切换模块能够根据其控制端的控制信号切换第一信号输入端或第二信号输入端或第三信号输入端与信号输出端之间导通，从而可以通过模式切换模块的多个信号输入端与信号输出端之间导通的切换，高效的切换多通道高密度电法仪不同的跑极模式，并降低了多通道高密度电法仪的功耗。

在上述各技术方案的基础上，图2为本发明实施例提供的一种模式切换模块的结构示意图，图3为本发明实施例提供的一种第一继电器单元的触点和第二继电器单元的触点的结构示意图，如图1至图3所示，模式切换模块21包括第一切换控制单元22、第二切换控制单元23、第一继电器单元24和第二继电器单元25。

模式切换模块21的控制端包括第一控制端和第二控制端，第k个第一切换控制单元22的控制端ctrl1电连接第k个模式切换模块21的第一控制端ck1，第k个第二切换控制单元23的控制端ctrl2电连接第k个模式切换模块21的第二控制端ck2，第k个第一切换控制单元22的输出端out2与第k个第一继电器单元24的控制端ctrl3电连接，第k个第二切换控制单元23的输出端out3与第k个第二继电器单元25的控制端ctrl4电连接。

第k个第一继电器单元24的第一公共触点K1k与第k个采集通道11的第二采集信号输入端Nk电连接，第k个第一继电器24的第一触点K1kp1与第k个第二继电器25的第一公共触点K2k电连接，第k个第一继电器24的第二触点K1kp2与第k+1个第一采集信号输入端Mk+1电连接。

第k个第二继电器单元25的第一触点K2kp1与第k个采集模块31的第二采集信号输出端Qk电连接，第k个第二继电器单元25的第二触点K2kp2与无穷远极50电连接。

第一继电器单元24和第二继电器单元25的第一触点为常开触触点，第二触点为常闭触点，或者第一继电器单元24和第二继电器单元25第一触点为常闭触点，第二触点为常开触点。

具体地，如图1至图3所示，第一继电器单元24的第一公共触点与采集通道11的第二采集信号输入端一一对应电连接，示例性地，当k为1时，第一个第一继电器单元24的第一公共触点K11与第一个采集通道11的第二采集信号输入端N1电连接，第二个第一继电器单元24的第一公共触点K21与第二个采集通道11的第二采集信号输入端N2电连接。同理，第一个第一继电器24的第一触点K11p1与第一个第二继电器25的第一公共触点K21电连接，第一个第一继电器24的第一触点K11p2与第2个第一采集信号输入端M2电连接。第一个第二继电器单元25的第一触点K21p1与第一个采集模块31的第二采集信号输出端Q1电连接，第一个第二继电器单元25的第二触点K21p2与无穷远极50电连接，以此类推。

参考图2和图3，第一继电器单元24和第二继电器单元25的第一触点为常开触触点，第二触点为常闭触点。因此，当第一切换控制单元22的输出端out2输出的信号控制第一继电器单元24上电，并且第二切换控制单元22的输出端out3输出的信号控制第二继电器单元25上电时，第k个第一继电器单元24的第一公共触点K1k与第一继电器单元24的第一触点K1kp1电连接，第k个第二继电器单元25的第一公共触点K2k与第二继电器单元25的第一触点K2kp1电连接。因此，第k个采集通道11的第二采集信号输入端Nk通过第k个第一继电器单元24的第一触点K1kp1和第k个第二继电器单元25的第一触点K2kp1与第k个采集模块31的第二采集信号输出端Qk电连接，从而实现了第k个采集通道11的第二采集信号输入端Nk采集第k个采集模块31的第二采集信号输出端Qk的信号，使多通道高密度电法仪处于1维VES电测深模式。当第一切换控制单元22的输出端out2输出的信号控制第一继电器单元24上电，并且第二切换控制单元22的输出端out3输出的信号控制第二继电器单元25掉电时，第k个第一继电器单元24的第一公共触点K1k与第一继电器单元24的第一触点K1kp1电连接，第k个第二继电器单元25的第一公共触点K2k与第二继电器单元25的第二触点K2kp2电连接。因此，第k个采集通道11的第二采集信号输入端Nk通过第k个第一继电器单元24的第一触点K1kp1和第k个第二继电器单元25的第二触点K2kp2与无穷远极50电连接，从而实现了n个采集通道11的第二采集信号输入端(N1至Nn)均采集无穷远极50的信号，此时多通道高密度电法仪处于2维无穷远模式。当第一切换控制单元22的输出端out2输出的信号控制第一继电器单元24掉电时，第k个第一继电器单元24的第一公共触点K1k与第一继电器单元24的第二触点K1kp2电连接。因此，第k个采集通道11的第二采集信号输入端Nk通过第k个第一继电器单元24的第二触点K1kp2与与第k+1个采集通11的第一采集信号输入端Mk+1电连接，从而实现了n个采集通道11中第k个采集通道11的第二采集信号输入端Nk输入的信号与第k+1个采集通11的第一采集信号输入端Mk+1输入的信号相同，此时多通道高密度电法仪处于三维探测模式。由此可知，通过第一切换控制单元22控制第一继电器单元24的上电或掉电，可以控制第一继电器单元24第一公共触点K1k与第一触点K1kp1或第二触点K1kp2电连接，以及第二切换控制单元23控制第二继电器单元25的上电或掉电，可以控制第二继电器单元25第一公共触点K2k与第一触点K2kp1或第二触点K2kp2电连接，从而高效的切换多通道高密度电法仪不同的跑极模式，降低了多通道高密度电法仪的功耗。

需要说明的是，第一继电器单元24和第二继电器单元25的上电状态为第一继电器单元24和第二继电器单元25的主体(例如线圈)通电，常开触点闭合，常闭触点断开。掉电状态则为第一继电器单元24和第二继电器单元25的主体断电，常开触点断开，常闭触点闭合。

图4为本发明实施例提供的另一种第一继电器单元的触点和第二继电器单元的触点的结构示意图，如图4所示，第一继电器单元24和第二继电器单元25的第一触点为常开触触点，第二触点为常闭触点。此时，当第一切换控制单元22的输出端out2输出的信号控制第一继电器单元24上电时，第k个第一继电器单元24的第一公共触点K1k与第一继电器单元24的第二触点K1kp2电连接，多通道高密度电法仪处于三维探测模式。当第一切换控制单元22的输出端out2输出的信号控制第一继电器单元24上掉电，并且第二切换控制单元22的输出端out3输出的信号控制第二继电器单元25上电时，第k个第一继电器单元24的第一公共触点K1k与第一继电器单元24的第一触点K1kp1电连接，第k个第二继电器单元25的第一公共触点K2k与第二继电器单元25的第二触点K2kp2电连接，多通道高密度电法仪处于2维无穷远模式1维VES电测深模式。当第一切换控制单元22的输出端out2输出的信号控制第一继电器单元24掉电，并且第二切换控制单元22的输出端out3输出的信号控制第二继电器单元25掉电时，第k个第一继电器单元24的第一公共触点K1k与第一继电器单元24的第一触点K1kp1电连接，第k个第二继电器单元25的第一公共触点K2k与第二继电器单元25的第一触点K2kp1电连接，多通道高密度电法仪处于1维VES电测深模式。

在上述各技术方案的基础上，图5为本发明实施例提供的另一种模式切换模块的结构示意图，图6为本发明实施例提供的另一种第一继电器单元的触点和第二继电器单元的触点的结构示意图。如图5和图6所示，第2m+1个第一继电器单元与第2m+2个第一继电器单元集成为第一继电器26，第2m+1个第二继电器单元与第2m+2个第二继电器单元集成为第二继电器27。

第一继电器26的控制端ctrl5与第2m+1个第一切换控制单元22的输出端out2电连接；第二继电器27的控制端ctrl6与第2m+1个第二切换控制单元23的输出端out3电连接。其中，2m+1为大于或等于1，且小于或等于n的整数。

具体地，第2m+1个第一继电器单元与第2m+2个第一继电器单元集成为第一继电器26，因此第一继电器26可以同时控制第2m+1个第一继电器单元与第2m+2个第一继电器单元的触点。同理，第二继电器27可以同时第2m+1个第二继电器单元与第2m+2个第二继电器单元的触点。因此第一继电器26和第二继电器27均包括两个公共触点，每个公共触点对应一个常开触点和一个常闭触点。因此，第一继电器26和第二继电器27可以同时控制两个采集通道。示例性地，如图5和图6所示，第一继电器26包括两个公共触点K1(2m+1)和K1(2m+2)，第一个公共触点K1(2m+1)对应一对常开触点K1(2m+1)p1和常闭触点K1(2m+1)p2，第二个公共触点K1(2m+2)对应另一对常开触点K1(2m+2)p1和常闭触点K1(2m+2)p2。第二继电器27包括两个公共触点K2(2m+1)和K2(2m+2)，第一个公共触点K2(2m+1)对应一对常开触点K2(2m+1)p1和常闭触点K2(2m+1)p2，第二个公共触点K2(2m+2)对应另一对常开触点K2(2m+2)p1和常闭触点K2(2m+2)p2。因此，第一继电器26的第一个公共触点K1(2m+1)与其对应的一对常开触点K1(2m+1)p1和常闭触点K1(2m+1)p2，以及第二继电器27的第一个公共触点K2(2m+1)与其对应的一对常开触点K2(2m+1)p1和常闭触点K2(2m+1)p2控制第2m+1个采集通道11的跑极模式，同理第一继电器26的第二个公共触点K1(2m+2)与其对应的一对常开触点K1(2m+2)p1和常闭触点K1(2m+2)p2，以及第二继电器27的第二个公共触点K2(2m+2)与其对应的一对常开触点K2(2m+2)p1和常闭触点K2(2m+2)p2控制第2m+2个采集通道11的跑极模式。因此，第一继电器26和第二继电器27可以同时两个采集通道11的跑极模式。示例性地，当m等于0时，第一个第一继电器26和第一个第二继电器27可以同时控制第一个采集通道11和第二个采集通道11。当m等于1时，第二个第一继电器26和第二个第二继电器27可以同时第三个采集通道11和第四个采集通道11。由此可知，第一继电器26和第二继电器27的数量为采集通道11的数量的一半时，即可实现对所有的采集通道11的跑极模式的控制，减少了继电器的使用数量。在继电器的数量减少的同时，可以减少控制继电器的切换控制单元，从而可以减少多通道高密度电法仪的控制元件，降低了多通道高密度电法仪的功耗。

在上述各技术方案的基础上，图7为本发明实施例提供的一种第一切换控制单元的电路结构示意图，如图2、图3和图7所示，第一切换控制单元22包括第一开关晶体管T1、第一电阻R1和第一电容C1。

第一开关晶体管T1的控制端G、第一电阻R1的第一端和第一电容C1的第一端与模式切换模块的第一控制端电连接，第一开关晶体管T1的第一端S、第一电阻R1的第二端和第一电容C1的第二端接地GND，第一开关晶体管T1的第二端D与第一继电器单元24的控制端ctrl3电连接。

具体地，第k个第一切换控制单元22中第一开关晶体管T1的控制端G作为第一切换控制单元22的控制端ctrl1通过一个电阻R11与第k个模式切换模块的第一控制端ck1电连接，模式切换模块的第一控制端的控制信号控制第一开关晶体管T1的导通或截止。第一开关晶体管T1可以是N型晶体管或P型晶体管。当第一开关晶体管T1为N型晶体管时，第一控制端的控制信号为高电平时，第一开关晶体管T1导通，此时第一开关晶体管T1的第一端S和第二端D之间导通，与地GND电连接，因此第一继电器单元24所在电路形成回路，第一继电器单元24上电。当第一控制端的控制信号为低电平时，第一开关晶体管T1截止，此时第一开关晶体管T1的第一端S和第二端D之间截止，因此第一继电器单元24所在电路不能形成回路，第一继电器单元24掉电。由此可以通过第一控制端的控制信号控制第一继电器单元24的上电或截掉电，从而实现对第一继电器单元24的触点控制。第一切换控制单元中还包括第一二极管E1，可以保证第一开关晶体管T1的第一端S和第二端D导通时第二端D的电位为零，避免受到第一继电器单元24上电的电压影响。

需要说明的是，当第一开关晶体管T1是P型晶体管时，对应的第一控制端的控制信号为高电平时，第一继电器单元24掉电，第一控制端的的控制信号为低电平时，第一继电器单元24上电。

同理，图8为本发明实施例提供的一种第二切换控制单元的电路结构示意图，如图2和图8所示，第二切换控制单元23包括第二开关晶体管T2、第二电阻R2和第二电容C2。

第二开关晶体管T2的控制端G、第二电阻R2的第一端和第二电容C2的第一端与模式切换模块的第二控制端电连接，第二开关晶体管T2的第一端S、第二电阻R2的第二端和第二电容C2的第二端接地GND，第二开关晶体管T2的第二端D与第二继电器单元25的控制端ctrl4电连接。

具体地，第k个第二切换控制单元23中第二开关晶体管T2的控制端G作为第二切换控制单元23的控制端ctrl2通过另一个电阻R12与第k个模式切换模块的第二控制端ck2电连接，模式切换模块的第一控制端的控制信号控制第二开关晶体管T2的导通或截止。第二开关晶体管T2可以是N型晶体管或P型晶体管。当第一开关晶体管T2为N型晶体管时，第二控制端的控制信号为高电平时，第二开关晶体管T2导通，对应的第二继电器单元25上电。当第二控制端的控制信号为低电平时，第二开关晶体管T2截止，对应的第二继电器单元25掉电。其具体原理与第一切换控制单元的原理类似，此处不再赘述。同样，第二切换控制单元中还包括第二二极管E2，可以保证第二开关晶体管T2的第一端S和第二端D导通时第二端D的电位为零，避免受到第二继电器单元25上电的电压影响。

需要说明的是，第二开关晶体管T2也可以是P型晶体管，对应的第二控制端的控制信号为高电平时，第二继电器单元25掉电，第二控制端的的控制信号为低电平时，第二继电器单元25上电。

在上述各技术方案的基础上，图9为本发明实施例提供的另一种多通道高密度电法仪的部分结构示意图，如图2、图3、图7至图9所示，控制模块为面板切换开关模块，面板切换开关模块包括单刀双掷开关41，单刀双掷开关41的第一端a与第一电压线V1电连接，单刀双掷开关41的第二端b与模式切换模块的第一控制端电连接，单刀双掷开关41的第三端c与模式切换模块的第二控制端电连接。

具体地，模式切换模块21中的第一切换单元22与第一控制端电连接，第二切换单元23与第二控制端电连接。单刀双掷开关41有三种位置，可以分别对应多通道高密度电法仪的三种跑极模式。示例性地，当第一开关晶体管T1和第二开关晶体管T2为P型晶体管，第一电压线V1输出高电平时，单刀双掷开关41的第一端a与第二端b电连接时，模式切换模块21的第一控制端输入高电平，第二控制端输入低电平。此时，第一开关晶体管T1截止，因此，第一继电器单元24的的第一公共触点K1k与第一继电器单元24的第二触点K1kp2电连接，多通道高密度电法仪处于三维探测模式。当单刀双掷开关41的第一端a与第三端c电连接时，模式切换模块21的第一控制端输入低电平，第二控制端输入高电平。此时，第一开关晶体管T1导通，控制第一继电器单元24上电，第二开关晶体管T2截止，控制第二继电器单元25掉电。此时，第k个第一继电器单元24的第一公共触点K1k与第一继电器单元24的第一触点K1kp1电连接，第k个第二继电器单元25的第一公共触点K2k与第二继电器单元25的第二触点K2kp2电连接，多通道高密度电法仪处于2维无穷远模式。当单刀双掷开关41的第一端a不与第二端b电连接，也不与第三端c电连接时，模式切换模块21的第一控制端输入低电平，第二控制端输入低电平。此时，第一开关晶体管T1导通，第二开关晶体管T2导通，第k个第一继电器单元24的第一公共触点K1k与第一继电器单元24的第一触点K1kp1电连接，第k个第二继电器单元25的第一公共触点K2k与第二继电器单元25的第一触点K2kp1电连接，多通道高密度电法仪处于1维VES电测深模式。

或者，控制模块为微处理器，微处理器包括第一输出端和第二输出端，第一输出端与模式切换模块的第一控制端电连接，第二输出与模式切换模块的第二控制端电连接；第一输出端与第二输出端输出第一电平信号和/或第二电平信号。

具体地，第一电平信号可以为高电平信号，第二电平信号可以为低电平信号。微处理器的第一输出端和第二输出端均可以输出高电平信号或低电平信号。因此模式切换模块的第一控制端和第二控制端可以输出高电平信号和/或低电平信号，从而实现对模式切换模块中的第一切换控制单元和第二切换控制单元进行导通或截止的控制，进一步的实现多通道高密度电法仪的跑极模式的切换。其具体过程与上述过程类似，此处不再赘述。

在上述各技术方案的基础上，图10为本发明实施例提供的一种第一指示灯控制电路结构示意图。如图10所示，多通道高密度电法仪还包括第一指示灯D1和第一指示灯控制电路。第一指示灯控制电路包括第三晶体管T3和第四晶体管T4。第三晶体管T3的控制端G与模式切换模块的第一控制端电连接，第三晶体管T3的第一端S接地，第二端D与第四晶体管T4的第一端S电连接；第四晶体管T4的控制端G与模式切换模块的第二控制端电连接，第四晶体管T4的第二端D与第一指示灯D1的阴极电连接，第一指示灯D1的阳极与第二电压线V2电连接。

具体地，第三晶体管T3和第四晶体管T4可以是N型晶体管也可以是P型晶体管，第三晶体管T3和第四晶体管T4的类型可以与第一开关晶体管T1和第二开关晶体管T2的类型相同。示例性地，当第三晶体管T3和第四晶体管T4为N型晶体管时，第k个模式切换模块的第一控制端ck1控制第三晶体管T3，第k个模式切换模块的第二控制端ck2控制第四晶体管T4。当第k个模式切换模块的第一控制端ck1和第二控制端ck2均输出高电平时，第一指示灯D1导通发光，对应多通道高密度电法仪的1维VES电测深模式。因此，可以通过第一指示灯D1指示多通道高密度电法仪的1维VES电测深模式。第一指示灯控制电路还包括一个电阻R13，串联在第一指示灯D1和第二电压线V2之间，可以对第一指示灯D1起到限流保护的作用。

在上述技术方案的基础上，图11为本发明实施例提供的一种第二指示灯控制电路结构示意图。如图11所示，多通道高密度电法仪还包括第二指示灯D2和第二指示灯控制电路。第二指示灯控制电路包括第五晶体管T5、第六晶体管T6和第七晶体管T7。第五晶体管T5的控制端G与模式切换模块的第二控制端电连接，第五晶体管T5的第一端S接地，第二端D与第六晶体管T6的控制端G、第三电阻R3的第一端和第三电容C3的第一端电连接；第六晶体管T6的第一端S与第七晶体管T7的第二端D电连接，第六晶体管T6的第二端D与第二指示灯D2的阴极电连接；第七晶体管T7的控制端G与模式切换模块的第一控制端电连接，第七晶体管T7的第一端S接地；第二指示灯D2的阳极与第四电阻R4的第一端电连接，第四电阻R4的第二端和第三电阻R3的第二端与第二电压线V2电连接。

具体地，当第五晶体管T5、第六晶体管T6和第七晶体管T7的类型与第一开关晶体管T1和第二开关晶体管T2的类型相同时，第二指示灯控制电路可以在多通道高密度电法仪为2维无穷远模式通过第二指示灯D2指示。示例性地，第五晶体管T5、第六晶体管T6和第七晶体管T7为N型晶体管，第k个模式切换模块的第一控制端ck1控制第七晶体管T7，第k个模式切换模块的第二控制端ck2控制第五晶体管T5。当第k个模式切换模块的第一控制端ck1输出高电平，第二控制端ck2输出低电平时，第二指示灯D2导通发光。

在上述技术方案的基础上，图12为本发明实施例提供的一种第三指示灯控制电路结构示意图。如图12所示，多通道高密度电法仪还包括第三指示灯D3和第三指示灯控制电路。第三指示灯控制电路包括第八晶体管T8和第九晶体管T9；第八晶体管T8的控制端与模式切换模块的第二控制端电连接，第八晶体管T8的第一端与第二电压线V2电连接，第八晶体管T8的第二端与第九晶体管T9的第一端电连接，第九晶体管T9的控制端与模式切换模块的第一控制端电连接，第九晶体管T9的第二端与第三指示灯D3的阳极电连接，第三指示灯D3的阳极与第五电阻R5的第一端电连接，第五电阻R5的第二端接地。

具体地，第八晶体管T8的控制端与第一端之间串联第四电容C4，第九晶体管T9的控制端与第一端之间串联第五电容C5。第八晶体管T8和第九晶体管T9可以为P型晶体管，与第一开关晶体管T1和第二开关晶体管T2的类型不同。第k个模式切换模块的第一控制端ck1控制第九晶体管T9，第k个模式切换模块的第二控制端ck2控制第八晶体管T8。当第k个模式切换模块的第一控制端ck1输出低电平，第二控制端ck2输出低电平时，第三指示灯D3导通发光。此时第一开关晶体管T1和第二开关晶体管T2截止，多通道高密度电法仪处于三维探测模式。因此第三指示灯D3可以指示多通道高密度电法仪的三维探测模式。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种多通道高密度电法仪，其特征在于，包括控制模块、n个采集通道、n个模式切换模块和n个采集模块；

每个所述采集通道包括第一采集信号输入端和第二采集信号输入端，每个所述采集模块包括第一采集信号输出端和第二采集信号输出端；第k个所述采集通道的第一采集信号输入端与第k个所述采集模块第一采集信号输出端电连接，其中，n为大于1的整数，k为大于或等于1，且小于或等于n的整数；

每个所述模式切换模块包括第一信号输入端、第二信号输入端和第三信号输入端；第k个所述模式切换模块的第一信号输入端与第k个所述采集模块的第二采集信号输出端电连接，第k个所述模式切换模块的第二信号输入端与第k+1个所述采集通道的第一采集信号输入端电连接，n个所述模式切换模块的第三信号输入端电连接，并与无穷远极电连接；

第k个所述采集通道的第二采集信号输入端与第k个所述模式切换模块的信号输出端电连接；

所述控制模块与n个所述模式切换模块的控制端电连接，所述模式切换模块能够根据其控制端的控制信号切换所述第一信号输入端或所述第二信号输入端或所述第三信号输入端与所述信号输出端之间导通。

2.根据权利要求1所述的多通道高密度电法仪，其特征在于，所述模式切换模块包括第一切换控制单元、第二切换控制单元、第一继电器单元和第二继电器单元；

所述模式切换模块的控制端包括第一控制端和第二控制端，第k个所述第一切换控制单元的控制端电连接第k个所述模式切换模块的第一控制端，第k个所述第二切换控制单元的控制端电连接第k个所述模式切换模块的第二控制端，第k个所述第一切换控制单元的输出端与第k个所述第一继电器单元的控制端电连接，第k个所述第二切换控制单元的输出端与第k个所述第二继电器单元的控制端电连接；

第k个所述第一继电器单元的第一公共触点与第k个所述采集通道的第二采集信号输入端电连接，第k个所述第一继电器的第一触点与第k个所述第二继电器的第一公共触点电连接，第k个所述第一继电器的第二触点与第k+1个所述第一采集信号输入端电连接；

第k个所述第二继电器单元的第一触点与第k个所述采集模块的第二采集信号输出端电连接，第k个所述第二继电器单元的第二触点与所述无穷远极电连接；

所述第一继电器单元和所述第二继电器单元的第一触点为常开触触点，第二触点为常闭触点，或者所述第一继电器单元和所述第二继电器单元第一触点为常闭触点，第二触点为常开触点。

3.根据权利要求2所述的多通道高密度电法仪，其特征在于，第2m+1个所述第一继电器单元与第2m+2个所述第一继电器单元集成为第一继电器，第2m+1个所述第二继电器单元与第2m+2个所述第二继电器单元集成为第二继电器；

所述第一继电器的控制端与所述第2m+1个第一切换控制单元的输出端电连接；所述第二继电器的控制端与所述第2m+1个第二切换控制单元的输出端电连接；其中，2m+1为大于或等于1，且小于或等于n的整数。

4.根据权利要求2或3所述的多通道高密度电法仪，其特征在于，所述第一切换控制单元包括第一开关晶体管、第一电阻和第一电容；

所述第一开关晶体管的控制端、所述第一电阻的第一端和所述第一电容的第一端与所述模式切换模块的第一控制端电连接，所述第一开关晶体管的第一端、所述第一电阻的第二端和所述第一电容的第二端接地，所述第一开关晶体管的第二端与所述第一继电器单元的控制端电连接。

5.根据权利要求2或3所述的多通道高密度电法仪，其特征在于，所述第二切换控制单元包括第二开关晶体管、第二电阻和第二电容；

所述第二开关晶体管的控制端、所述第二电阻的第一端和所述第二电容的第一端与所述模式切换模块的第二控制端电连接，所述第二开关晶体管的第一端、所述第二电阻的第二端和所述第二电容的第二端接地，所述第二开关晶体管的第二端与所述第二继电器单元的控制端电连接。

6.根据权利要求2或3所述的多通道高密度电法仪，其特征在于，所述控制模块为面板切换开关模块，所述面板切换开关模块包括单刀双掷开关，所述单刀双掷开关的第一端与第一电压线电连接，所述单刀双掷开关的第二端与所述模式切换模块的第一控制端电连接，所述单刀双掷开关的第三端与所述模式切换模块的第二控制端电连接。

7.根据权利要求2或3所述的多通道高密度电法仪，其特征在于，所述控制模块为微处理器，所述微处理器包括第一输出端和第二输出端，所述第一输出端与所述模式切换模块的第一控制端电连接，所述第二输出与所述模式切换模块的第二控制端电连接；所述第一输出端与所述第二输出端输出第一电平信号和/或第二电平信号。

8.根据权利要求2或3所述的多通道高密度电法仪，其特征在于，还包括第一指示灯和第一指示灯控制电路；

所述第一指示灯控制电路包括第三晶体管和第四晶体管；所述第三晶体管的控制端与所述模式切换模块的第一控制端电连接，所述第三晶体管的第一端接地，第二端与所述第四晶体管的第一端电连接；所述第四晶体管的控制端与所述模式切换模块的第二控制端电连接，所述第四晶体管的第二端与所述第一指示灯的阴极电连接，所述第一指示灯的阳极与第二电压线电连接。

9.根据权利要求2或3所述的多通道高密度电法仪，其特征在于，还包括第二指示灯和第二指示灯控制电路；

所述第二指示灯控制电路包括第五晶体管、第六晶体管和第七晶体管；所述第五晶体管的控制端与所述模式切换模块的第二控制端电连接，所述第五晶体管的第一端接地，第二端与所述第六晶体管的控制端、第三电阻的第一端和第三电容的第一端电连接；所述第六晶体管的第一端与所述第七晶体管的第二端电连接，所述第六晶体管的第二端与所述第二指示灯的阴极电连接；所述第七晶体管的控制端与所述模式切换模块的第一控制端电连接，所述第七晶体管的第一端接地；所述第二指示灯的阳极与第四电阻的第一端电连接，所述第四电阻的第二端和所述第三电阻的第二端与所述第二电压线电连接。

10.根据权利要求2或3所述的多通道高密度电法仪，其特征在于，还包括第三指示灯和第三指示灯控制电路；

所述第三指示灯控制电路包括第八晶体管和第九晶体管；所述第八晶体管的控制端与所述模式切换模块的第二控制端电连接，所述第八晶体管的第一端与所述第二电压线电连接，所述第八晶体管的第二端与所述第九晶体管的第一端电连接，所述第九晶体管的控制端与所述模式切换模块的第一控制端电连接，所述第九晶体管的第二端与所述第三指示灯的阳极电连接，所述第三指示灯的阳极与第五电阻的第一端电连接，所述第五电阻的第二端接地。