专利名称：竖直地电场仪及其观测方法
技术领域：
本发明涉及一种观测大地电场的仪器及观测方法，具体的说通过用竖直地电场仪来测量地震孕育前大地电场变化的一种观测方法。
背景技术：
目前所用的地电场观测方法就是20世界80年代中期所使用数字化地电场仪对大地电场的观测，由测量电极、测量线路、测量仪器以及数据处理部分组成。其观测装置系统是按照“多方向、多极距”的观测方法进行布设。一般测量电极分别以南北、东西、北西进行布局，每个测项都有一长一短两个测道。现有的地电场仪观测的不不足之处是对地震台站的观测场地要求比较大，所布电极越多占用的场地就越大，另外最大的缺点就是抗干扰能力比较弱。易受如超高压输电系统、轨道交通系统、大型用电设备、类金属管道系统以及对地表电性结构产生改变的类金属管线干扰等。·
发明内容
本发明就是针对以上不足提供一种结构简单、抗干扰能力强、所占观测场地小的竖直地电场仪，本发明还提供一种利用该竖直地电场仪的观测方法。本发明所采用的技术方案是一种竖直地电场仪，通过打一口观测井，井口安装屏蔽环、观测井中放置五个不极化电极并通过PCV管进行辅助固定安装。该五个电极分为标定电极和感应电极。所述的屏蔽环是安装在井口附近的一个金属圆环，用来屏蔽外界干扰对大地电场的影响。所述的标定电极就是安装在观测井下的电极E和电极A。在这两个电极间输入一定的电压检测感应电极安装是否合理以及对感应电极进行标定。所述的感应电极就是安装在井下的电极D、电极C、电极B三个电极，其中电极C作为差分输入的参考电极。一种利用利用该竖直地电场仪的观测方法，竖直地电场仪包含五个接地电极，这五个接地电极按一定距离依次竖直埋入观测井中，把感应过来的电信号送到竖直地电场仪中。其中电极E和电极A作为标定电极，实现对地电场仪的标定，保证仪器正常工作，中间的D、C、B三个电极为感应电极，其中电极C作为差分输入的参考电极，这三个电极把感应过来的电压信号通过差分的方式的送到输入端进行滤波放大。PCV管是用来支撑电极的以便于按规定的极距进行安装，屏蔽环直接与地电场仪信号地相连接是用来屏蔽干扰信号的。感应电极把感应过来的信号接入差分输入放大模块，然后再通过标定电极进行标定。采用差分输入是为了减小感应电极产生的极化电压对后级电路的影响。本发明的有益效果是对地震观测台站的观测场地大小要不高；采用电极差分输入能有效地减去极化电压对后级电路的影响；电极采用深井竖直安装能有效避免高压输电系统、轨道交通系统、大型用电设备、类金属管道系统以及对地表电性结构产生改变的类金属管线干扰和人为干扰等
附图I中为本发明的电极布极方式示意图。I、观测井2、屏蔽环3、PVC管4、电极5、信号线6、标定电极7、感应电极差分放大输入。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步描述如图I所示该竖直地电场仪包含五个接地电极4，这五个接地电极按一定距离依 次竖直埋入观测井中,把感应过来的电信号送到竖直地电场仪中。其中电极E和电极A作为标定电极6，实现对地电场仪的标定，保证仪器正常工作，中间的D、C、B三个电极为感应电极7，其中电极C作为差分输入的参考电极,这三个电极把感应过来的电压信号通过差分的方式的送到输入端进行滤波放大。PCV管3是用来支撑电极的以便于按规定的极距进行安装，屏蔽环2直接与地电场仪信号地相连接是用来屏蔽干扰信号的。感应电极把感应过来的信号接入差分输入放大模块，然后再通过标定电极进行标定。采用差分输入是为了减小感应电极产生的极化电压对后级电路的影响。
权利要求
1.一种竖直地电场仪，其特征在于把五个电极4垂直按一定距离依次埋在观测井中I，其中电极E和电极A的作为标定电极，D、C、B三个电极为感应电极，此安装方式对观测场地大小基本上没有要求，屏蔽环2直接与地电场仪相连接是用来屏蔽干扰信号的。
2.如权利要求I所述的竖直地电场仪，其特征在于标定电极E和A是通过PVC管进行固定然后对其密封安装连接，最后通入一定的电压来对感应电极进行标定。
3.如权利要求I所述的竖直地电场仪，其特征在于感应电极D、C和B是通过PVC管进行固定然后对其密封安装连接，其中感应电极C作为差分输入的参考电极。感应电极所感应的电压通过差分可减少极化电压对后级电路的影响。
4.如权利要求I或2或3或4所述的利用该竖直地电场仪的观测方法，竖直地电场仪包含五个接地电极，这五个接地电极按一定距离依次竖直埋入观测井中，把感应过来的电信号送到竖直地电场仪中。其中电极E和电极A作为标定电极，实现对地电场仪的标定，保证仪器正常工作，中间的D、C、B三个电极为感应电极,其中电极C作为差分输入的参考电 极，这三个电极把感应过来的电压信号通过差分的方式的送到输入端进行滤波放大。PCV管是用来支撑电极的以便于按规定的极距进行安装，屏蔽环直接与地电场仪信号地相连接是用来屏蔽干扰信号的。感应电极把感应过来的信号接入差分输入放大模块，然后再通过标定电极进行标定。采用差分输入是为了减小感应电极产生的极化电压对后级电路的影响。
全文摘要
本发明公开一种竖直地电场仪及其观测方法，该竖直地电场仪包含观测井、屏蔽环、五个电极、PVC管、信号线标定模块和差分输入模块。其中五个电极按一定距离依次垂直埋入观测井中，中电极E和电极A作为标定电极，实现对地电场仪的标定，保证仪器正常工作，中间的D、C、B三个电极为感应电极，其中电极C作为差分输入的参考电极，这三个电极把感应过来的电压信号通过差分的方式的送到输入端进行滤波放大。以上采用电极竖直安装方式、信号标定和差分输入模式可实现对观测场地要求小并效避免外界干扰、使后级电路得到正确有效的电压信号。用PCV管支撑电极便于按规定的极距进行安装，屏蔽环直接与地电场仪相连接是用来屏蔽干扰信号的。
文档编号G01R29/12GK102841266SQ20111016990
公开日2012年12月26日 申请日期2011年6月23日 优先权日2011年6月23日
发明者丁跃军, 刘美丽, 郑文鹏 申请人:郑州晶微电子科技有限公司