[發明專利]室內模擬震后斷層滲流愈合過程的多物理量測量系統

在審

• 申請號: 202010569709.9
• 申請日: 2020-06-20
• 公開（公告）號: CN111579462A
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 齊文博;段慶寶;郭彥雙
• 申請（專利權）人: 中國地震局地質研究所
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08;G01N33/24
• 代理公司: 北京怡豐知識產權代理有限公司 11293
• 代理人: 遲軍

1.一種室內模擬震后斷層滲流愈合過程的多物理量測量系統包括：

混合電源系統，其包括模擬電源和數字電源；

多物理量前置放大器，其將模擬量小信號轉換為模擬量大信號；

多通道模擬數字轉換器前端差分調理電路，其將模擬信號轉換為雙端差分信號，濾除信號中的共摸噪聲；

多通道模擬數字同步轉換電路，其包括多通道模擬數字轉換器以同步采集多物理量；

中央控制器邏輯電路，其包括現場可編程邏輯門陣列芯片以實現數字邏輯控制，所述現場可編程邏輯門陣列芯片接收來自多通道模擬數字同步轉換電路的串行數字信號，并在內部將其解析成12通道數字量，并用乒乓存儲的方式將12通道數字量存儲在存儲空間，等待上行USB傳輸命令的到達，并開始傳輸數據；以及

USB傳輸電路，其可以實現用戶計算機與中央控制器邏輯電路之間的數據傳輸。

2.根據權利要求1所述的多物理量測量系統，其特征在于，所述模擬電源用于給多物理量前置放大器、多通道模擬數字轉換器前端差分調理電路和多通道模擬數字同步轉換電路供電。

3.根據權利要求1所述的多物理量測量系統，其特征在于，所述數字電源用于給中央控制器邏輯電路和USB傳輸電路供電。

4.根據權利要求1所述的多物理量測量系統，其特征在于，所述多物理量前置放大器包括位移模擬信號調理電路、流體壓力模擬信號調理電路和溫度模擬信號調理電路。

5.根據權利要求4所述的多物理量測量系統，其特征在于，所述位移模擬信號調理電路包括運算放大器芯片AD1，所述運算放大器芯片AD1將測量得到的位移模擬量小信號在內部進行運算，生產一個包含位移模擬量信息的調制信號由運算放大器芯片AD1輸出。

6.根據權利要求4所述的多物理量測量系統，其特征在于，所述流體壓力模擬信號調理電路中，運算放大器芯片AD3和電阻R25組成電壓跟隨器，電阻R26、R27、R28和電容C27、C28、C29，以及運算放大器芯片AD4組成了單位增益的二階有源低通濾波器，濾除前端來自運算放大器芯片AD3芯片的模擬信號中包含的高頻噪聲。

7.根據權利要求4所述的多物理量測量系統，其特征在于，所述溫度模擬信號調理電路包括端口P3和運算放大器芯片AD5，運算放大器芯片AD5將來自端口P3的K型熱電偶輸出的小信號轉換為溫度電壓信號，運算放大器芯片AD5的輸出電壓信號經過電阻R30、R31、R32和電容C30、C31、C32，以及運算放大器芯片AD6組成的單位增益二階有源低通濾波器濾除高頻噪聲后輸出到端口P4。

8.根據權利要求1所述的多物理量測量系統，其特征在于，所述多通道模擬數字轉換器前端差分調理電路其包括端口P5、限壓運算放大器芯片AD7和全差分運算放大器芯片AD8，所述端口P5接收前端放大后的模擬信號，所述限壓運算放大器芯片AD7與電阻R33、R34組成電壓跟隨器增強模擬信號的負載能力，所述全差分運算放大器芯片AD8與R39、R40、R43、R44組成增益為1的單端轉差分電路。

9.根據權利要求1所述的多物理量測量系統，其特征在于，所述中央控制器邏輯電路包括三部分：(1)同步運算放大器芯片啟動及串行轉換數據的并行化邏輯電路；(2)多通道物理量模擬信號的乒乓采集存儲邏輯電路；以及(3)USB2.0雙向傳輸邏輯電路。

10.根據權利要求9所述的多物理量測量系統，其特征在于，所述USB2.0雙向傳輸邏輯電路包括2個傳輸方向，采集數據的上行傳輸和控制命令的下行傳輸。