CN2047792U - 一种微机电法勘探装置 - Google Patents

Abstract

一种微机电法勘探装置，由曲线模拟电路，浮点放大电路，主放大器逻辑控制电路，模数转换器和微机组成。本实用新型精度高，自动进行数据采集和处理，且速度快。适用于激发极化法、瞬变电磁法，各种直流电阻率法、自然电场法以及其它接地供电与线圈供电的电法勘探方法。

Description

本实用新型属于电子测量仪器。

现有的电法勘探测量仪器中，有北京地质仪器厂投产的DWD－1型微机电测仪及DTJ－1型通用激发极化发送机，适用于激发极化法工作的测量；有地矿部物化探测研究所研制的DCM－1型电磁脉冲系统，适用于作时间域脉冲瞬变电磁法的剖面工作，但上述测量仪器有如下缺点：

1、功能少，仅适用于一种测试方法。

2、自动化程度低。

3、精度低。

本实用新型的目的在于克服上述缺点，提供一种能适用各种测试方法如：电阻率法、激发极化法、脉冲瞬变场法等，测试精度高，并实现自动化监控、数据处理。

本实用新型由曲线模拟电路、浮点放大电路、主放大器逻辑控制电路、模数转换器和微机组成。其中主放大器逻辑控制电路由阶码判别电路、阶码产生电路、钟源、时钟分配器组成；曲线模拟电路由比较器、滤波器、高增益放大器组成。

本实用新型的基本原理是对输入信号，经过特殊的放大处理，接模数转换器和微机。实现数据瞬时处理，并打印结果，同时利用软件支持作监测和自动控制。本实用新型所采取技术措施是设计新型曲线模拟电路和主放大器逻辑控制电路。曲线模拟电路把带有地电噪声的电压信号经过滤波、放大、并同时送到比较器进行比较，使其输出曲线非常逼近于输入曲线，而滤去地电噪声。主放大器逻辑控制电路，可以对输入信号的大小给出相应的放大倍数，同时实现微机与模数转换器的同步。

附图的图面说明如下：

图1为微机电法勘探系统方框图

图2为主放大器逻辑控制方框图

图3为曲线模拟电路方框图

图4为曲线模拟电路图

图5为主放大器逻辑控制电路图

图6为浮点放大器电路图

图7为模数转换器电路图

以下将结合附图对本实用新型作进一步详述：

如附图1，微机电法勘探系统由曲线模拟电路F1、浮点放大电路F2、主放大器逻辑控制电路F3、模数转换器F4、微机F5组成。

如附图2，主放大器逻辑控制电路F3由阶码判别电路G1、阶码产生电路G2、钟源G3、时钟分配器G4组成，主要是对浮点放大电路F2的放大倍数进行逻辑控制，使之放大后的信号幅值在一定范围内。

如附图3，曲线模拟电路F1由比较器H1、滤波器H2，高增益放大器H3组成。

附图4为曲线模拟电路图。本电路的目的是滤去地电噪声的同时，基本上保持着原始曲线的形态。I为输入端，O为输出端，M1、M2为微机控制端，A1、A2、A3、A4为运算放大器，其型号为OP07。比较器H1由电阻R1、R2、二极管D1、D2和运算放大器A1组成，对输入带有地电噪声的电压信号和经过滤波积分后的模拟电压信号进行比较。滤波器H2由电阻R3、R4电容C1、C2及运算放大器A2组成。高增益放大器H3由电阻R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12场效应管BG1、BG2，运算放大器A3、A4组成，电阻R5、R6、运算放大器A3构成放大器，对滤波后的电压进行放大，并通过电阻R8依移送到比较器H1和原输入电压进行比较。电阻R9、R12、运算放大器A4组成一个输出跟随器。当信号从大突然变小时，电容C3、C4上的电荷较多，为了提高仪器精度，通过微机给出信号经过微机控制端M1、M2，用场效应管BG1、BG2对电容C3、C4放电。上述曲线模拟放大电路输出的曲线不是由滤波后直接取出，而是由差值所决定的，是经放大器在比较器H1输入端跟踪的结果而形成的曲线，因而在此过程中已对比较信号电压进行一次积分，其变化规律已非常逼近输入的原始曲线形态。

附图5为主放大器逻辑控制电路图。T为集成电路，R为电阻，C为电容，H为给定高电平，I为输入信号，O为输出信号。钟源G3由集成电路T1、T2、T3，电容C5、C6，电阻R13、R14组成。集成电路T1产生频率脉冲，经集成电路T2降频后由集成电路T3整形，以保证本电路的前沿触发。时钟分配电路G4由集成电路T4、T5、T6、T7、T8、T9、T10、T11、T12，电容C7组成。I3为启动输入端，I4为清零端。当信号经I3、I4后到集成路T4，经触发后到集成电路T5，作为启动模数转换器信号，由O1作为输出端输出，O4输出端至锁存器控制端。集成电路T7为计数器，其输出脉冲由集成电路T2控制。集成电路T8消去集成电路T7的二个脉冲。O2、O3为集成电路T7的输出控制脉冲，来控制其它集成电路。集成电路T6的作用是防止漏冲。集成电路T9、T10、T11、T12最后输出到集成电路T24和T20。阶码判别电路G1由集成电路T13、T14、T15、T16、T17，电阻R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21、R22，电容C8、C9、C11组成。I2来自浮点放大器F2，经过集成电路T13放大后接到由集成电路T14、T15、T16、T17组成的比较器进行判别。阶码产生电路G2由集成电路T18、T19、T20、T21、T22、T23、T24、T25、T26、T27，电容C10，电阻R23组成。当阶码判别电路G1所判别的输入电压值在一定范围时，由集成电路T18、T19、T22、T23控制的集成电路T20控制着集成电路T24使它不接受集成电路T9的脉冲；当输入电压值不在一定范围时，则集成电路T24能接受T9的脉冲，同时改为由集成电路T21控制集成电路T24，若输入电压值大于一定范围，则集成电路T24输出阶码值减小，若输入电压值小于一定范围时，则集成电路T24输出阶码值增加。I5是微机命令信号，I1为工作或检查控制端，当工作时为高电平，检查时为低电平，并通过集成电路T26来控制集成电路T25。集成电路T24把阶码送到T25后再送到集成电路T27，输出放大倍数，由O8、O9、O10、O11、O12输入到浮点放大器。O6、O7、O8为阶码输出端。也就是当放大倍数合适后的终局阶码。阶码初值由集成电路T24的高电平H和S1、S2、S3给出。本电路通过对浮点放大器信号大小的判别，经过调整放大倍数来控制增益，使主放大器输入的48db动态信号压缩在12db范围内输出，同时启动模数转换器及其它电路，实现微机与模数转换器的同步。

附图6为浮点放大器电路图。输入端O接附图4的输出端O，F6为符号位，F7校零电压，I2输出到附图5的输入端I2和附图7的输入端I2，O8～12接到附图5的O8～12，A5～A9的型号为OP    07，GK型号AD7511。

附图7为模数转换器电路图。O13～16为控制端，I8为输入控制端，O5～7接附图5的O5～7，I7为输出端，O1、O2接附图5的O1、O2，I6为控制端，T28、T29、T30的型号分别为CC4019、AD574、LF398。

以下对集成电路T作型号说明：

T1        MC4024        二进制串行计数器

T2、T4、T18、T19        CC4013        双D触发器

T3、T20        CC4098        单稳触发器

T5        CC4011        四2输入与非门

T6、T9、T10、T11、T21        CC4081        四2输入与门

T7        CC4017        译码计数器

T12、T8        CC4071        四2输入或门

T13        OP07        运算放大器

T14、T15、T16、T17        LM311        电压比较器

T22        CC4070        四2输入异或门

T24        CC4029        可预置可逆计数器

T25        CC4019        四2选1数据选择器

T26、T23        CC4069        六反相器

T27        SN74138        3－8译码器

本发明相比现有技术具有如下优点：

（1）多功能：适用于激发极化法、瞬变电磁法、各种直流电阻率法、自然电场法以及其它接地，供电与线圈供电的电法勘探方法。

（2）高智能：可作测量控制，数据采集，监控。

（3）精度高。

Claims (5)

1、一种微机电法勘探装置，由浮点放大电路F2、模数转换器F4及微机F5组成。其特征是还包括曲线模拟电路F1、主放大器逻辑控制电路F3。

2、按照权利要求1所述的一种微机电法勘探装置，其特征是主放大器逻辑控制电路F3由阶码判别电路G1、阶码产生电路G2、钟源G3、时钟分配器G4组成。

3、按照权利要求1所述的一种微机电法勘探装置，其特征是曲线模拟电路F1由比较器H1、滤波器H2、高增益放大电路H3组成。

4、按照权利要求2所述的一种微机电法勘探装置，其特征是主放大器逻辑控制电路F3的阶码产生电路G2，由集成电路T18、T19、T20、T21、T22、T23、T24、T25、T26、T27，电容C10、电阻R23组成。

5、按照权利要求3所述的一种微机电法勘探装置，其特征是曲线模拟电路F1的高增益放大电路H3，由电阻R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12场效应管BG1、BG2，电容C3、C4，运算放大器A3、A4组成。

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