[發明專利]一種多功能的電磁發射儀

無效

• 申請號: 201310191464.0
• 申請日: 2013-05-22
• 公開（公告）號: CN103308950A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 王廣君;鮑衛崗;張懷;曾旭明;張鵬鍇;冀連杰
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: G01V3/00
• 分類號: G01V3/00
• 代理公司: 武漢華旭知識產權事務所 42214
• 代理人: 江釗芳

技術領域

本發明涉及一種地球物理勘探用的設備，具體地說是一種能產生不同種類的時間域和頻率域波形，將時間域與頻率域功能集成于一體的多功能的電磁發射儀。

背景技術

當今社會電磁探測的應用越來越廣，包括礦產資源勘探，石油勘探，工程勘探，地下溶洞探測，地下埋藏物和管線探測等等。特別是在能源勘察方面具有重要的意義。但是國內的很多電磁探測儀器功能較單一，例如國內公開的發明專利“一種地電場偽隨機三頻地電響應測量裝置及方法”，該裝置只能實現一種三頻偽隨機信號的發送，只實現了頻率域的單一功能。還公開了“多功能電法勘探信號發送機控制器”，該發送機只能向地下發送電信號，在地下形成電場。且該發送機能發射的波形由于存儲設備的限制，不能存儲大量波形數據，靈活性不大。基于上述存在的問題，需要開發一種新的電磁發射儀，將時間域與頻率域的功能融合在一起，實現多功能的電磁發射儀。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述的技術問題，而提供一種結構簡單易操作，能發射多種類的波形，實現時間域與頻率域發射的功能的多功能的電磁發射儀。

為了實現上述目的，本發明所采取的技術方案是：提供一種多功能的電磁發射儀，包括系統控制單元、波形合成及保護單元、功率驅動電路、H橋電路、發射單元、顯示單元、同步模塊和存儲模塊；?

所述的系統控制單元分別與存儲模塊、波形合成及保護單元和顯示單元雙向電連接；所述的同步模塊與波形合成及保護單元單向電連接；所述的波形合成及保護單元與功率驅動電路單向電連接，波形合成及保護單元輸出兩路波形，將兩路波形輸入到功率驅動電路，進行功率的放大，增加其驅動能力；所述的功率驅動電路與H橋電路單向電連接；所述的H橋電路與發射單元連接；所述的H橋電路與系統控制單元單向電連接，將電壓值送到系統控制單元；

所述的系統控制單元由微控制器組成；波形合成及保護單元包含FPGA；功率驅動電路包含2片橋電路驅動芯片；H橋電路由四個功率MOSFET管組成發射橋電路，H橋電路中還含有A/D采集單元，由霍爾電壓傳感器和微控制器內部A/D組成；發射單元含有發射接口電路和發射線圈或發射專用電極，發射線圈采用多股銅芯的電纜線制作；同步模塊采用全球定位系統GPS或北斗衛星導航系統Compass，實現電磁發射儀與電磁接收儀的時間同步功能；存儲模塊由SD卡與U盤組成，將波形數據存儲在SD卡內，將電流值數據存儲在U盤內；顯示單元采用電阻式觸摸屏。所述的A/D采集單元為模擬/數字信號轉換采集單元。

所述的系統控制單元的微控制器，用于存儲模塊、波形合成及保護單元、顯示單元的數據通信與命令控制，同時實現A/D采集的功能，當微控制器采集到的電壓值或者電流值過載時，微控制器向波形合成及保護單元發送一個報警信號，停止波形合成及保護單元繼續向功率驅動電路發送波形，停止系統工作，等待故障排除后繼續工作。?

所述的波形合成及保護單元的FPGA用于將微控制器的波形數據進行合成，并將合成處理的波形傳送到功率驅動電路。

所述的H橋電路中的霍爾電壓傳感器將發射的電流值轉換為電壓值，微控制器使用內部的A/D采集該電壓值信號，經過微控制器轉換，實現電流值的測量。

所述的顯示單元為電阻式觸摸屏，電阻式觸摸屏的指令通過串口與微控制器進行通信，同時微控制器將A/D采集到的電流值實時顯示在觸摸屏上。

所述的系統控制單元可以采用微控制器，或單片機或ARM處理器。本發明的多功能的電磁發射儀系統控制單元采用微控制器，將微控制器與存儲模塊相連，其中，SD卡與微控制器的SPI接口相連，U盤接口與微控制器的USB接口相連；微控制器與波形合成及保護單元相連，微控制器將波形數據送到波形合成及保護單元內完成波形合成；微控制器與顯示單元實現數據的雙向傳輸，可以將上位機設定的數據參數傳輸給微控制器，同時還能將A/D采集到的電壓值經過微控制器處理轉換為電流值，并送到顯示單元顯示。?

本發明的多功能的電磁發射儀所述的波形合成及保護單元選擇FPGA（Field－Programmable?Gate?Array），即現場可編程門陣列，用于實現將微控制器的波形數據進行合成，并將波形傳送到功率驅動電路，同時還對微控制器報警信號進行響應，一旦有報警信號就停止波形合成，切斷與功率驅動電路的波形信號的傳輸。

本發明的多功能的電磁發射儀，所述的發射單元含有發射接口電路和發射線圈或發射專用電極，J14為接口電路設計，發射線圈采用多股銅芯的電纜線制作，可以更換為線圈或專用電極。