專利名稱：智能堤壩隱患探測儀的制作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種地質探測儀器，尤其是用于探測堤壩隱患的智能堤壩隱患探測儀。
現有的堤壩隱患探測儀器，雖然也能在一定程度上取得探測效果，但還是存在很多無法彌補的缺陷，最為嚴重的是測量精度不高。在測量一次場時，需要等待自電和極化穩定，而這在實踐中是很難穩定的，有時出現在同一測點重復測試測得的結果差值過大。在測量二次場時，只用幾個積分值表征二次場的衰減特性，積分窗口是固定的，而二次場的衰減情況卻隨介質的不同而變化，故與實際情況有較大出入。除此外，還存在有只適應靜態測量，不適應動態過程的測量，不能快速大量的采集數據，抗干擾性能差，靈敏度和分辨率不高，自動化程度低，操作繁瑣和記錄方式不佳等問題，另外，在測量之后的數據整理分析工作量極大。
本發明的目的，就是針對現有技術所存在的不足，而提供一種智能堤壩隱患探測儀的技術方案。
本方案是通過如下技術措施來實現的。智能堤壩隱患探測儀一般是由發射機、接收機和數據處理所組成，本方案的特點在于所述的發射機是多通道電極供電，共有AB、A1B1至A8B8九對電極供電，該九對供電通道是由電子模擬開關、恒流控制組成，所述的電子模擬開關是由VMOS場效應管M1、M2、M3、M4、M5組成，VMOS管通過三極管T1、T2、T3和變壓器B1、B2、B3組成的隔離驅動電路來驅動，恒流控制也是通過VMOS管M6來實現；所述的接收機是由前置預放大，對檢測電壓是通過N1，對檢測電流是通過N2，其輸出通過電壓與電流通道切換開關N4，再經50赫陷波器N6和低通濾波器N8組成的抗干擾電路，進入由模擬開關N5和運算放大器N7組成的程控放大電路，其輸出經絕對值電路N10和電池測量與通道測量切換開關N9，進入模數轉換器N11，另外，還有由N1和N3構成的自適應動態補償電路將自然電位“頂掉”的頂自電電路；所述的數據處理電路是采用常規的以單板機為CPU，以液晶顯示器為輸出的微處理機。
為能清楚說明本方案的技術特點，現在通過一個具體實施例，并結合其附圖，對本方案的技術特征進行詳細闡述。
圖1為本發明實施例的框圖；圖2為本發明實施例的發射機電路圖；圖3為本發明實施例的接收機電路圖；圖4為本發明實施例的微處理機電路圖；圖5為本發明實施例的微處理機所用軟件的流程圖。
由圖1和圖2可以看出，本方案的發射機是由型號為74HC00的Q3中的Q3C和Q3D兩個與非門組成振蕩器發出脈沖輸給由型號為74HC08的Q1和Q2中Q1A、Q1B及Q2A等九個與門，個與門又控制三極管T1、T2、T3等九個三極管，三極管再通過九個變壓器B1、B2、B3等和相應的整流電路組成的隔離驅動電路，去驅動由M1、M2、M3、M4、M5等VMOS場效應管組成的電子模擬開關，將電池組或高壓發生器輸入的直流電壓分配給單路供電電極AB，或多路供電電極A1B1、A2B2至A8B8共八路。另外，在發射機中還有由VMOS場效應管M6和穩壓二極管Z1和Z2及電阻R25、R26、R27組成恒流電路，給供電電極一個恒定的人工探測電場。所述的接收機如圖3所示，對電壓輸入來說，由二極管D1、D4、D7、D8和穩壓二極管D2和D3組成輸入電壓保護電路，輸入電壓經N1預放大后輸給電壓與電流通道切換開關N4、再經50赫陷波的帶阻電路N6和低通濾波器N8組成的抗干擾電路，進入由模擬切換開關N5、電阻R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21、R22組成的電阻網絡和運算放大器N7組成了可編程序放大器，將程控放大器輸出的雙極性信號經N10的絕對值電路變成單極性信號，經電池測量與通道測量的切換開關N9，輸給模數轉換器N11進行轉換，其數字信號則輸給微處理機進行處理。接收機接收的電流信號直接進入預放大器N2，其輸出也是經電壓與電流通道切換開關、50赫陷波器、低通濾波器、程控放大器、絕對值電路和電池測量與通道測量切換開關，進入模數轉換器。在接收機中還有由N1和N3組成的自適應動態補償電路，該電路用于將自然電位“頂掉”，使N1輸出為零，以此消除自電干擾，即是所說的頂自電電路。在接收機中，各器件所用的型號為前置預放大器，N1的型號為AD620，N2的型號為AD202。模擬切換開關，N4、N9的型號為ADG411，N5的型號為ADG502。運算放大器N3和N8的型號為AD711，N6和N10的型號為AD290，N7的型號為AD625。模數轉換器N11的型號為AD1674。所述的數據處理如圖4所示，是由常規的單片機型號為8751作為CPU，再配以鎖存器D2型號為74HC373、D15、D16和D18型號為74HC374，程序存儲器D4型號為27C512和數據存儲器D6、D7型號為DS1230，以及其它電路如通訊接口D3型號為MAX202、邏輯電路D5型號為GAL16V8、緩沖器D14型號為74HC138和三態門D19型號為74HC125，與作為輸出的液晶顯示器D8型號為E1330FBA和與之相配的存儲器D9型號為62256所組成的微處理機，該微處理機是按圖5的軟件流程來工作的。
由上述方案構成的智能堤壩隱患探測儀，由于采用了多通道供電的發射系統，與同步順序采樣的接收系統，在程序控制下，實現連續分層探測，便于對被測段面進行快速數據采集，并通過專用的微處理機生成視電阻率段面等值線圖、灰階圖、電阻率層析成像圖等，有利于查清堤壩隱患或地質異常分布情況。布極方式靈活，可采用等間距關系分極，也可采用對數關系分極。由于高速采樣，并經數字化處理，在測量的同時還可顯示出相應的曲線，如視電阻率的剖面曲線、測深曲線，連續探測時可顯示各深層的視電阻率曲線、自然電位曲線，在激發極化測量時的測深曲線和二次場的衰變曲線，為現場分析判斷帶來了方便，使直流電法儀從只適用于靜態測量進步到適應動態過程的測量。由于設置了恒流電路，在探測過程中，可建立穩定的探測電場，提高了探測精度，在探壩隱患作業中，可降低對電極接地電阻的要求，便于采用細小電極，使野外作業輕便快捷，從而提高了探測速度，并減輕了勞動強度。由此可見，本發明與現有技術相比具有突出的實質性特點和顯著的進步，其效果也是顯而易見的。
權利要求
1.一種智能堤壩隱患探測儀，一般是由發射機、接收機和數據處理所組成，其特征在于所述的發射機是多通道電極供電，共有AB、A1B1至A8B8九對電極供電，該九對供電通道是由電子模擬開關、恒流控制組成，所述的電子模擬開關是由VMOS場效應管M1、M2、M3、M4、M5組成，VMOS管通過三極管T1、T2、T3和變壓器B1、B2、B3組成的隔離驅動電路來驅動，恒流控制也是通過VMOS管M6來實現；所述的接收機是由前置預放大，對檢測電壓是通過N1，對檢測電流通過是N2，其輸出通過電壓與電流通道切換開關N4，再經50赫陷波器N6和低通濾波器N8組成的抗干擾電路，進入由模擬開關N5和運算放大器N7組成的程控放大電路，其輸出經絕對值電路N10和電池測量與通道測量切換開關N9，進入模數轉換器N11，另外，還有由N1和N3構成的自適應動態補償電路將自然電位“頂掉”的頂自電電路；所述的數據處理電路是采用常規的以單板機為CPU，以液晶顯示器為輸出的微處理機。
2.根據權利要求1所述的智能堤壩隱患探測儀，其特征在于所述的前置預放大器，N1的型號為AD620，N2的型號為AD202。
3.根據權利要求1所述的智能堤壩隱患探測儀，其特征在于所述的模擬切換開關，N4、N9的型號為ADG411，N5的型號為ADG502。
4.根據權利要求1所述的智能堤壩隱患探測儀，其特征在于所述的運算放大器N3和N8的型號為AD711。
5.根據權利要求1所述的智能堤壩隱患探測儀，其特征在于所述的運算放大器N6和N10的型號為AD290。
6.根據權利要求1所述的智能堤壩隱患探測儀，其特征在于所述的運算放大器N7的型號為AD625。
7.根據權利要求1所述的智能堤壩隱患探測儀，其特征在于所述的模數轉換器N11的型號為AD1674。
全文摘要
本發明提供了一種智能堤壩隱患探測儀的技術方案。該方案的特點是發射機是多通道電極供電,供電通道是由電子模擬開關、恒流控制組成。接收機是由前置預放大器接收信號,其輸出通過電壓與電流通道切換開關,再經陷波器和低通濾波器組成的抗干擾電路,進入由模擬開關和運算放大器組成的程控放大電路,其輸出經絕對值電路和電池測量與通道測量切換開關,進入模數轉換器,另外,還有自適應動態補償電路。數據處理電路是采用常規的以單板機組成的微處理機。
文檔編號G01N27/04GK1190186SQ97105740
公開日1998年8月12日 申請日期1997年3月28日 優先權日1997年3月28日
發明者劉建偉 申請人:黃河水利委員會山東河務局