[發明專利]一種單通道大地電場儀

有效

• 申請號: 201310143389.0
• 申請日: 2013-04-24
• 公開（公告）號: CN103278853A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 王肅靜;游慶瑜;郝天珧;張妍;趙春蕾;盧川;趙劍陽;胡忠義
• 申請（專利權）人: 中國科學院地質與地球物理研究所
• 主分類號: G01V3/08
• 分類號: G01V3/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種單通道大地電場儀，包括單通道大地電場儀室、尾椎、電極線纜和兩個外部測量電極；尾椎呈圓錐狀，用于將圓錐狀尾椎的細端插入土中固定整個單通道大地電場儀，尾椎位于單通道大地電場儀室下方，圓錐狀尾椎的粗端通過螺栓與單通道大地電場儀室連接，螺栓與單通道大地電場儀室之間由O型圈進行密封；在單通道大地電場儀室內部設置有采集模塊、GPS模塊和無線傳輸模塊，采集模塊由運算放大器、模數轉換器、微控制器、SD存儲卡組成；單通道大地電場儀的微控制器(核心控制部件)通過UART接口與GPS模塊相連，通過SPI接口與無線傳輸模塊連接；電極線纜自單通道大地電場儀室內部引出并連接兩個外部測量電極，電極線纜在單通道大地電場儀室內部焊接采集模塊電路板上，實現了單通道即單個采集源的電場數據采集功能。

2.根據權利要求1所述的單通道大地電場儀，其中，兩個外部測量電極之間的差分信號通過電極線纜作為一路輸入信號輸入到采集模塊電路板，實現單通道即單個采集源的電場信號采集；采集模塊中運放電路采用差分輸入輸出方式，由結構相同的正信號通道與負信號通道構成，每個信號通道都包括運算放大器以及反饋電阻，使放大倍數根據電阻大小可調。

3.根據權利要求1或2所述的單通道大地電場儀，其特征在于：利用無線傳輸技術現場檢測單通道大地電場儀，即由計算機通過無線傳輸技術與單通道大地電場儀內部無線傳輸模塊無線連接；在微控制器控制下，將采集的數據傳輸到單通道大地電場儀內部無線傳輸模塊，單通道大地電場儀內部無線傳輸模塊再通過無線傳輸技術發送到計算機上，在計算機上進行數據質量檢測。

4.根據權利要求1或2所述的單通道大地電場儀，其特征在于：通過所述無線傳輸模塊控制單通道大地電場儀的工作狀態，單通道大地電場儀處于休眠模式時，休眠模式功率消耗：0.8mW，單通道大地電場儀處于工作模式時功率消耗：0.1W；工作模式結束后自動進入休眠模式。

5.使用如上述權利要求所述的單通道大地電場儀的方法，其包括下列步驟：

(1)選擇好布設地點和方位，利用尾錐固定單通道大地電場儀。第一單通道大地電場儀和第二單通道大地電場儀布設在同一位置，兩條纜線相互垂直布放，如第一單通道大地電場儀兩條線纜正南正北布設，第二單通道大地電場儀的線纜則正東正西進行布設，實現同一地點的相互垂直方向數據采集。

(2)選擇合適第一單通道大地電場儀和第二單通道大地電場儀之間的極距，利用線纜將電極放置到合適位置。

(3)將單通道大地電場儀通過USB接口喚醒后，利用計算機連接單通道大地電場儀無線模塊。

(4)利用無線模塊設置單通道大地電場儀采集時間、采樣率等參數。

(5)單通道大地電場儀進入采集狀態后，利用無線接收實時數據，驗證數據。

(6)驗證數據結束后，關閉單通道大地電場儀無線模塊，設置下一臺單通道大地電場儀。

(7)采集結束后，利用USB接口連接計算機，通過大容量存儲設備提取數據，提取結束后再次進入休眠模式。