[實用新型]直流電法勘探中三維電阻率采集系統在線故障檢測系統

有效

• 申請號: 201320563554.3
• 申請日: 2013-09-11
• 公開（公告）號: CN203606517U
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 劉慶成;肖慧;徐哈寧;龔育齡;黎正根;曾正軍;湯洪志;鄧居智
• 申請（專利權）人: 東華理工大學
• 主分類號: G01V13/00
• 分類號: G01V13/00;G01V3/04
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司 36115
• 代理人: 施秀瑾

技術領域

本實用新型屬于地球物理勘探技術領域，涉及應用于資源與環境勘探技術領域中的直流電法勘探中三維電阻率采集系統在線故障檢測系統。

背景技術

近年來，隨著開采年限和開采量的增加，我國現有大型礦山的淺部資源已開采殆盡。如何在隱伏區、己知礦區和其外圍尋找深部礦或盲礦將成為地質找礦工作的重點。由于三維電法勘探具有勘探深度大、分辨能力強和工作效率高等特點，在礦產勘探、地下水探測、工程勘察等領域得到廣泛應用。

電法勘探迄今已有近200年的歷史，電子技術的飛速發展促進了電法勘探儀器的不斷推陳出新；同時計算機的應用也促進了解釋水平的極大提高。上世紀八十年代以來，電法勘探開始進入二維時代。進入本世紀初，隨著大規模集成電路的應用和計算速度的進一步提高，電法勘探已開始向三維方向發展。

電法勘探儀器第一至第三代產品采用集中式電極采集系統，而第四代高密度電法儀又稱三維電阻率采集系統，它集計算機與電測儀于一體，不僅可以進行二維測量（二維CT），還可以進行三維測量（三維CT）。三維電阻率采集系統測量電極數量多，在256個以上；控制的數據采集子站多，在16個以上。主機和數據采集子站以CAN總線連接，數據采集子站和電極通過RS-485總線連接，可以看出三維電阻率采集系統是一個復雜的網絡控制與測量系統，很容易出現故障。

利用三維電阻率采集系統進行野外勘探時，經常會由于天氣或者環境惡劣而容易損壞，經常會遇到儀器需要檢測的問題，需要盡快查出問題故障，從而對儀器進行檢修，使其正常工作。而傳統的檢修方法是將懷疑被損壞的儀器搬運回實驗室，利用示波器和信號發生器及其它輔助設備進行檢測。由于三維電阻率采集系統設備數量多，電纜連線笨重，將其搬回實驗室進行檢測是一件非常消耗時間、人力、財力的事情，同時地球物理勘探是一個特殊的行業，三維電阻率采集系統工作的環境非常惡劣，因而對檢修測試設備的要求也就非常高。它不僅要滿足低功耗、體積小、易攜帶，還需要操作方便簡單，功能齊全而且強大。然而在實際工作中一般的實驗室測試儀器遠遠不能滿足野外需求。目前還沒有三維電阻率采集系統加裝在線故障檢測裝置的資料。

信號發生器是應用在三維電阻率采集系統開發在線故障檢測系統的一種重要信號源，幾乎大部分的電壓、電流等電參量測試都要用到它。任意信號發生器是信號源的一種，它具有信號源所有的特點，可以形成正弦波信號源、函數發生器、脈沖發生器、掃描發生器、任意波形發生器、合成信號源等。

研制任意信號發生器需要頻率合成技術，該技術是指由一個或多個頻率穩定度和精確度很高的參考信號源經過頻率域的線性運算，產生具有同樣穩定度和精確度的大量離散頻率的過程。實現頻率合成的電路叫頻率合成器，直接數字頻率合成?(DDS-Digital?Direct?Frequency?Synthesis)是一種新穎的頻率合成方法。隨著科學技術的日益發展，這種頻率合成方法也越來越體現出它的優越性來。DDS頻率合成器具有以下優點：(1)頻率分辨率高，輸出頻點多，可達2^N個頻點；(2)頻率切換速度快，可達μS數量級；(3)頻率切換時相位連續；(4)可以輸出寬帶正弦信號；(5)輸出相位噪聲低，對參考頻率源的相位噪聲有改善作用；(6)可以產生任意波形；(7)全數字化實現，便于集成，體積小，重量輕。

電子技術的日新月異為三維電阻率采集系統開發在線故障檢測系統提供了可靠的硬件支持。ARM是業界領先的32位嵌入式RISC處理器，集成了各種總線和外設控制器，具有很高的性價比，而ARM的I/O口很豐富，足以滿足其需求，同時還可以擴展多個外設。ARM處理器內部資源豐富，集成度很高，所以設計的儀器體積小，使用起來輕便靈活，同時減少了模塊間的相互干擾，?ARM處理器自帶LCD控制器，有專門的LCD接口，擴展顯示器件很方便，這樣可以現場實時顯示測量結果；ARM處理器集成了存儲控制器，可以擴展多種類型的存儲器。

實用新型內容

????本實用新型的目的就是提供一種分辨率極高、易于操作和控制、可靠性強的直流電法勘探中三維電阻率采集系統在線故障檢測系統。

本實用新型的三維電阻率采集系統在線故障檢測系統，包括函數信號發生器和信號檢測裝置，函數信號發生器是給電測子站輸出不同波形及不同頻率的檢測信號，信號檢測裝置是實現對三維電阻率采集系統的檢測功能。