充电电位记录仪多电极可编程开关的制作方法

文档序号:6129399阅读:321来源:国知局
专利名称:充电电位记录仪多电极可编程开关的制作方法
技术领域
本实用新型涉及一种充电法探测地球物理探测装置的开关,具体说是一种充电电位记录仪多电极可编程开关。
随着充电法探测装置在油田、水文、工程和环保等领域应用的扩大,目前使用的仪器电极数量少,而其电极组合多为人工组合,测量时间长,限制了电极使用的数量和测量实时性。尤其是在油田开发后期,油藏分布的复杂性加剧,为了详细了解油藏,要求高密度、快速地、大容量的探测数据,如油田注水扩散速度监测等,现有的仪器(如DDC2仪器),它的电极仅能作48次组合采集,需用时1-2个小时,测量的非实时性,影响了方法的处理解释,尤其多电极非同时接收,对抗干扰带来了极大的困难,已不能满足使用要求。
本实用新型的目的是为充电电位记录仪设计一种多电极可编程开关,且使电极之间两两可任意组合,以期达到多电极实时采集所探测数据,从而提高采集速度,满足对各种作业的适应性,拓宽充电电位记录仪的应用领域。
为了实现上述目的,本实用新型采取的技术方案是包括模拟开关1、寄存器2、译码器3组成,模拟开关1的地址端与寄存器2的输入端连接,寄存器2另外的输入断和译码器3连接在一起,组成充电记录仪多电极可编程开关。其特点是模拟开关1选用16个同一型号的16选1的器件组合,每8个模拟开关构成128路开关,两组模拟开关的输入同铭端相连接,由两个寄存器2分别控制两组模拟开关的接入数据采集通道的正端和负端;寄存器2采用8位寄存器,寄存器的接头Q1-Q4分别接入模拟开关的地址端,用以选通某个模拟开关,寄存器2的接头Q5-Q8接入译码器3作为8个多路模拟开关的片选。
本实用新型实现了充电电位记录仪多电极输入,且使多电极可任意实时编程组合,在现场一次布设电极后,对128个电极所控制的区域能够迅速、准确的进行数据采集,一次完成径向梯度法测量,切向梯度法测量、电位等测量的任务,实现了取足、取准数据的目的,这三项测量可在短时间内完成128个电极的512次组合测量,拓宽了充电电位记录仪的应用范围。


图1是本实用新型的电原理图;图2是本实用新型测量接地电阻的示意图;图3是本实用新型使用状态的框图。
以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。
实施例1参见图1、图3。拟定电极数n=128。该128电极分为4环排列,每环32个电极,为了实现128个电极两两任意组合,为公用通道放大器的差分输入端(正负两端)各设一个128路的多路开关,两个开关的输入同名端依次并接在一起,128个电极分别接在并联端上,为了控制多路开关的选通,用两个寄存器2(REG1和REG2)分别控制正负两个多路开关,多路开关对寄存器2的数据进行译码,实现开关的选通,数据采集时,由PC机控制向REG1和REG2装入数据,每当装入一组新数据就实现了一对电极的新的组合。在PC机内,为REG1和REG2分别开辟一个数据区,根据探测方法要求的电极组合规律,在数据区内存放数据。数据采集时,依次从该数据区取数,装入REG1和REG2,这样就实现了方法要求的电极组合形式。
如果在内存中开辟多个REG1和REG2的数据区,该数据区均按探测方法对电极组合的要求安排数据,这样就为多种方法的电极组合提供了组合手段。
上述两个128路多路开关,使用多个多路模拟开关。该开关是一个16选1的开关,即可构成一个128路的多路开关,具体方案如下M1-M8是8个MAX396的模拟开关1,寄存器2(REG)是一个8位寄存器,数据装入寄存器后,其Q1-Q4分别接MAX396开关的地址端,用以选通某个模拟开关;Q5-Q8通过译码器3(74HC138)译码,作为8个多路开关的片选。
+M1到+M8和-M1到-M8两组多路开关的同名输入端,分别并联接128个电极,两组开关的COM端分别并联,接至数据采集公共通道。寄存器2(REG1和REG2)的Q1-Q4分别接至两组MAX396的地址端,用于选通MAX396的某一个开关。译码器3(Msel1和Msel2)的输入分别接寄存器2(REG1和REG2)的Q5-Q8端,经译码,其输出端分别做为两组MAX396的片选。这样REG1和REG2每接收一组数码,就确定了唯一的开关选通,被选通的电极接至数据采集公用通道。若REG1和REG2置入的数值是按照充电法要求的电极组合规律依次置入,这样就实现了各种电极组合,分时采样的目的。
图3所示的原理框图中的选道控制实际上就是由译码器Msel1、寄存器REG1、译码器Msel2、寄存器REG2电路实现。在PC机的内存中,分别为寄存器(REG1和REG2)开辟两个参数区,参数区存的数据,就是方法要求的电极组合规律,每有一种方法,对寄存器(REG1和REG2)就开辟一组参数区。本设计为寄存器(REG1和REG2)开辟了三组数据区,一组数据区是径向梯度法电极的组合规律,另一组是切向梯度法电极组合规律,这两个参数区的数据,操作员不能修改,是仪器厂出厂配备的功能。第三组数据区是为电位法和新方法开辟的参数区,该参数区电极组合规律是以人机对话的方式置入的,即操作员可根据电位法参考的电极的位置或新方法的电极组合规律,对参数区置数,该参数置入后不经修改是永久保留在该参数区的,下表列出了径向梯度和切向梯度参数区的电极组合参数。
切向梯度测量,径向梯度测量电极组合参数区内容列表
实施例2参见图2。该实施例是测量两电极组合后的接地电阻。仪器接地电阻的测量是通过128电极任意可编程开关和恒流源构成,其原理图参见图2。M+和M-是128电极任意可编程开关,当开关选通某一对电极接通时,并且PC机也向G寄存器的Q1位置入“0”则DG411接通,此时恒流源DH905的200μA恒定电流通过已选通的两个电极,在电极的接地电阻上产生电位差,该电位差和接地电阻成正比。将该电位差经过数据采集公用通道数字化后,送入PC机,在PC机内做极化补偿校正,再乘以电阻转换系数,得出接地电阻值。
实际工作中,仪器对全部电极组合的接地电阻均进行测量,并保存在内存中,做为一个参数供解释参考。
利用该方案测量128对电极的接地电阻仅需2-3分钟,而且这种测量完全是在电极进入数据采集状态下测量,对所有的联线不做任何更改,2-3分钟即可测完128对电极的接地电阻,这是常规仪器无法实现的。
本实施例中的放大器采用PGA205,低通滤波器采用两级MAX280,A/D转换器采用ADS7805。
本实用新型各种电极组合产生的模拟量是在PC机的控制下,分时进入数据采集公用通道,公用通道对分时进入的模拟量,有一定的滞后,即对上一个模拟量的消失、当前模拟量的建立,有一定的延迟时间。因此在编程序时对电极组合切换后,要安排一定的延迟时间,以便使公用通道精确地跟踪所进入的模拟量,避免道间干扰。切换延迟后再对模拟量进行采样、保持、数字化。
权利要求1.一种充电电位记录仪多电极可编程开关,包括模拟开关[1]、寄存器[2]、译码器[3]组成,模拟开关[1]的地址端接入寄存器[2]的输入端,寄存器[2]另外的输入端与译码器[3]连接,其特征在于模拟开关[1]采用16个同型号的16选1的器件组合,每8个模拟开关构成128路开关,两组模拟开关的输入同铭端相连接,由两个寄存器[2]的输出端分别控制两组模拟开关接入数据采集通道的正端和负端。
2.根据权利要求1所述的充电电位记录仪多电极可编程开关,其特征在于所述的寄存器[2]采用8位寄存器,其接头Q1-Q4分别接入模拟开关[1]的地址端,用以选通某个模拟开关,接头Q5-Q9接入译码器[3],作为8个多路模拟开关的片选。
专利摘要本实用新型公开了一种充电电位记录仪多电极可编程开关,它由模拟开关,寄存器、译码器连接组成128路开关,通过寄存器的控制,实现开关的选通,经译码器作为模拟开关的片选,实现了充电电位记录仪多电极输入,使多电极可任意实时可编程组合。采用本实用新型,在现场一次布设电极后,对128个电极控制的区域能够迅速、准确的进行数据采集,可一次完成径向梯度法测量、切向梯度法测量、电位等测量的任务。
文档编号G01V3/18GK2476825SQ01240349
公开日2002年2月13日 申请日期2001年4月28日 优先权日2001年4月28日
发明者刘洪亮, 杜其江, 严济盛, 杨德香 申请人:西安市思坦电子科技有限公司
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