专利名称：采集海底大地电磁信号的组合电路集的制作方法
技术领域：
本实用新型属于海洋地质探测仪器领域，特别涉及到一种采集海底大地电磁信号的组合电路装置。
为了探测海洋深处地面下层的石油与各种矿藏分布及储量，我国海洋地质工作者长期以来在无际的大海中利用各种物理探测的手段和常规的物探仪器，艰难地摸索与单项探测、采集着海洋大地的各个物理参数，这种传统的装备难以探测更宽范围和更深层的海域的准确参数值。随着先进的科学探测技术的应用，使采集数据的范围更广、更深，而且物探参数采集的精确度及数据处理的准确度也日趋提高、完善。可是迄今为止，利用高科技手段对海底的电磁参数进行探测仪器的研制，我们国家还处于起步阶段，西方国家也还处于研制阶段。利用电、磁信息探测海底宝藏的大型仪器设备，不仅需要昂贵的外汇才能购置，更主要的是，这些大型设备不适用于我国现有海洋探测的具体情况。为了我国海洋地质探测的需要，不得不自行开发研制一种适合我国测量船舶使用的海底大地电磁信号采集装备，并将这项总体计划列入了国家经济建设的863计划。本设计作为信号采集装备中的组合电路集装置，就是针对这项总体计划中的一个独立的课题，该整体的电路组合装置，将放置在“五分量电、磁信号采集装备或2分量电信号采集装备的主体结构的承压舱中，后者均已另有专利申请提出。本电路组合装置将利用计算机为工具，采集电、磁信号数据进行处理，存入计算机中并送出去备用。传统的物探仪还没有如此更先进的计算机数据处理装置，所以尚没有研制过类似的采集电、磁信号的组合电路，因而也没有可参比的对象。
本实用新型的目的，是为了对更深、更广的海域进行海底大地电、磁信号的采集及快捷的数据处理，为了克服以往传统的物探仪器难以准确、快捷测量更深层和更宽阔海底处的参数，而重新设计了采集海底大地电磁信号的组合电路集。
本实用新型是依靠下述技术方案来实现的，一种采集海底大地电磁信号的组合电路集，装置整体固定在海洋大地电磁信号采集装备中的承压舱内，其特征在于，圆筒形承压舱的密封空腔内一半的位置空间安装着组合电路集的固定架，另一半的位置空间安装着提供组合电路集工作的供电电源；组合电路集固定支架上平行地支撑着电路板，电路板间连通着一组信号馈入及馈出的导线，馈入导线端与固定在电磁信号采集装备主体结构中的电场传感器组件、磁场传感器组件相连；馈出导线端通过PC104卡式计算机板连接到承压舱外的数据处理及显示部分；所述平行支撑的电路板布有4部分电子线路，它们是，将馈入的电、磁场信号进行前置放大、主放大的放大电路部分；把模拟信号进行数模转换的数字电路部分；进行信号控制及数据存贮、处理的电路部分；辅助参数测量电路部分；由这4部分电路处理的电磁信号接入PC104卡式计算机的硬盘中备用。
本方案要的积极效益是，这种组合电路集可使海洋大地电磁信号的采集及数据处理、存贮、显示工作均自动完成，可使海底深处的参数探测量更准确、快捷、探测范围更广。
以下结合附图进一步说明实施例
图1为采集海底大地电磁信号的组合电路集的总装示意图；图2为电场信号前置放大部分电路板1.1；图3为磁场信号前置放大部分电路板1.2；图4为二个电场分量及三个磁场分量的主放大部分电路板1.3；图5为24位AD转换数字电路部分的电路板1.4；图6为控制电路部分的电路板1.5；图7为辅助参数测量电路部分的电路板1.6。
图1中，组合电路集的固定架1包括四根平行的金属杆，贯串并固定着电路板1.1至1.7这7块电路板，它们共包含着4大部分电路及一块PC104卡式计算机外购电路板，第1块电路板1.1，其上布有2个电场信号的前置放大电路部分，收集到的x、y方向的电场强度数值由ECH1进入，再由运放及模拟开关组成的带通数字滤波器进行信号放大，并通过光电耦合器电路进行信号控制，放大的信号从ECHout输出。
第2块电路板1.2，其上布有三个磁场信号的前置放大电路部分，固定在承压舱外面的三个方向的磁传感器将采集到x、y、z三个坐标的磁场强度数值由MCH2进入，再由本电路板上的运算放大电路及带通数字滤波器进行放大，由MCHout输出。
第3块电路板1.3，这是经过前置放大的电场及磁场信号进行主级再次放大，并由光电耦合器电路进行控制，通过滤波及24位AD转换电路将信号输出。
第4块电路板1.4为数字板，将模拟信号转化为数字信号，这种24位AD转换的应用可以得到很高的分辨率，电位数值能精确到1/10μv数量级。
第5块电路板1.5，为逻辑电路板，也称为可编程的数字电路板，采用门阵列电路技术进行数据采集的计算机、存贮及处理，这对于海洋地质测量技术的改进是一项新的突破。
第6块电路板1.6，为提供辅助参数测量的电路板，辅助参数是指方向性，倾斜度及振动参数，由于进行海底信息的测量，不像陆地上可以把方位坐标测 得准确无误，处于海底的被测点，其方向、倾斜度及振动参数等都需经专门校准，并将被采集数据的x、y、z方向的投影值进行记录，因此就有辅助参数测量电路板的必要性。
第7块电路板1.7，为外购的PC104卡式计算机板，它发出各种采集数据的指令，并且将经过数据处理的电信息通过并口线接通到承压舱外其他计算机的显示屏上读出所探测的信号。
上述7块板的电源供电装置，是依靠固定在承压舱内腔中的锂电池来完成的，它可以提供0-5V及0-±15V两组直流电压供各部分电路板及计算机板使用，图中2代表筒形承压舱，其内壁为光滑的腔式结构，连接各电路板的馈线组3，分别包含引入信号的输入馈线及输出信号的馈线。方向测量传感器4放置在各电路板之前，测量倾斜度的传感器5及测量振动参数的传感器6分别放置在各电路板之后，锂电池7供给电路及PC104卡式计算机所需的。
权利要求1.一种采集海底大地电磁信号的组合电路集，装置整体固定在海洋大地电磁信号采集装备中的承压舱内，其特征在于，圆筒形承压舱的密封空腔内一半的位置空间安装着组合电路集的固定架，另一半的位置空间安装着提供组合电路集工作的供电电源；组合电路集固定支架上平行地支撑着电路板，电路板间连通着一组信号馈入及馈出的导线，馈入导线端与固定在电磁信号采集装备主体结构中的电场传感器组件、磁场传感器组件相连；馈出导线端通过PC104卡式计算机板连接到承压舱外的数据处理及显示部分；所述平行支撑的电路板布有4部分电子线路，它们是，将馈入的电、磁场信号进行前置放大、主放大的放大电路部分；把模拟信号进行数模转换的数字电路部分；进行信号控制及数据存贮、处理的电路部分；辅助参数测量电路部分；由这4部分电路处理的电磁信号接入PC104卡式计算机的硬盘中备用。
2.按照权利要求1所述的组合电路集，其特征在于，所包含的4部分电子线路，分布在平行支撑着的7块电路板上，它们的名称分别是，第一块板为电场信号前置放大电路板；第2块板为磁场信号前置放大电路板；第3块板为电、磁信号再次主级放大电路板；第4块板为24位AD转换数字电路板；第5块板为逻辑信号控制电路板；第6块板为提供辅助参数测量的电路板，其中辅助参数是指方向性、倾斜度、振动参数。
3.按照权利要求1所述的组合电路集，其特征在于，电源供电装置，是依靠固定在承压舱内腔中的锂电池来完成的，它可以提供0-5V及0～±15V两组直流电压供各部分电路板及计算机板使用。
专利摘要采集海底大地电磁信号的组合电路集,在承压舱的密封空腔内一半的位置空间安装着组合电路集的固定架,固定架上平行地支撑着电路板,电路板间连通着一组信号馈入及馈出的导线,所述平行支撑的电路板布有4部分电子线路,它们是,将馈入的电、磁场信号进行前置放大、主放大的放大电路部分;数模转换的数字电路部分;数据存贮、处理的电路部分;辅助参数测量电路部分;这种组合电路集可使海洋大地电磁信号的采集及数据处理、存贮、显示工作均自动完成,可使海底深处的参数探测量更准确、快捷、探测范围更广。
文档编号G01V3/36GK2439035SQ0025452
公开日2001年7月11日 申请日期2000年9月18日 优先权日2000年9月18日
发明者邓明, 董浩斌, 白宜诚, 罗维炳 申请人:中国地质大学(北京)