专利名称：智能堤坝隐患探测仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种地质探测仪器，尤其是用于探测堤坝隐患的智能堤坝隐患探测仪。
现有的堤坝隐患探测仪器，虽然也能在一定程度上取得探测效果，但还是存在很多无法弥补的缺陷，最为严重的是测量精度不高。在测量一次场时，需要等待自电和极化稳定，而这在实践中是很难稳定的，有时出现在同一测点重复测试测得的结果差值过大。在测量二次场时，只用几个积分值表征二次场的衰减特性，积分窗口是固定的，而二次场的衰减情况却随介质的不同而变化，故与实际情况有较大出入。除此外，还存在有只适应静态测量，不适应动态过程的测量，不能快速大量的采集数据，抗干扰性能差，灵敏度和分辨率不高，自动化程度低，操作繁琐和记录方式不佳等问题，另外，在测量之后的数据整理分析工作量极大。
本发明的目的，就是针对现有技术所存在的不足，而提供一种智能堤坝隐患探测仪的技术方案。
本方案是通过如下技术措施来实现的。智能堤坝隐患探测仪一般是由发射机、接收机和数据处理所组成，本方案的特点在于所述的发射机是多通道电极供电，共有AB、A1B1至A8B8九对电极供电，该九对供电通道是由电子模拟开关、恒流控制组成，所述的电子模拟开关是由VMOS场效应管M1、M2、M3、M4、M5组成，VMOS管通过三极管T1、T2、T3和变压器B1、B2、B3组成的隔离驱动电路来驱动，恒流控制也是通过VMOS管M6来实现；所述的接收机是由前置预放大，对检测电压是通过N1，对检测电流是通过N2，其输出通过电压与电流通道切换开关N4，再经50赫陷波器N6和低通滤波器N8组成的抗干扰电路，进入由模拟开关N5和运算放大器N7组成的程控放大电路，其输出经绝对值电路N10和电池测量与通道测量切换开关N9，进入模数转换器N11，另外，还有由N1和N3构成的自适应动态补偿电路将自然电位“顶掉”的顶自电电路；所述的数据处理电路是采用常规的以单板机为CPU，以液晶显示器为输出的微处理机。
为能清楚说明本方案的技术特点，现在通过一个具体实施例，并结合其附图，对本方案的技术特征进行详细阐述。
图1为本发明实施例的框图；图2为本发明实施例的发射机电路图；图3为本发明实施例的接收机电路图；图4为本发明实施例的微处理机电路图；图5为本发明实施例的微处理机所用软件的流程图。
由图1和图2可以看出，本方案的发射机是由型号为74HC00的Q3中的Q3C和Q3D两个与非门组成振荡器发出脉冲输给由型号为74HC08的Q1和Q2中Q1A、Q1B及Q2A等九个与门，个与门又控制三极管T1、T2、T3等九个三极管，三极管再通过九个变压器B1、B2、B3等和相应的整流电路组成的隔离驱动电路，去驱动由M1、M2、M3、M4、M5等VMOS场效应管组成的电子模拟开关，将电池组或高压发生器输入的直流电压分配给单路供电电极AB，或多路供电电极A1B1、A2B2至A8B8共八路。另外，在发射机中还有由VMOS场效应管M6和稳压二极管Z1和Z2及电阻R25、R26、R27组成恒流电路，给供电电极一个恒定的人工探测电场。所述的接收机如图3所示，对电压输入来说，由二极管D1、D4、D7、D8和稳压二极管D2和D3组成输入电压保护电路，输入电压经N1预放大后输给电压与电流通道切换开关N4、再经50赫陷波的带阻电路N6和低通滤波器N8组成的抗干扰电路，进入由模拟切换开关N5、电阻R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21、R22组成的电阻网络和运算放大器N7组成了可编程序放大器，将程控放大器输出的双极性信号经N10的绝对值电路变成单极性信号，经电池测量与通道测量的切换开关N9，输给模数转换器N11进行转换，其数字信号则输给微处理机进行处理。接收机接收的电流信号直接进入预放大器N2，其输出也是经电压与电流通道切换开关、50赫陷波器、低通滤波器、程控放大器、绝对值电路和电池测量与通道测量切换开关，进入模数转换器。在接收机中还有由N1和N3组成的自适应动态补偿电路，该电路用于将自然电位“顶掉”，使N1输出为零，以此消除自电干扰，即是所说的顶自电电路。在接收机中，各器件所用的型号为前置预放大器，N1的型号为AD620，N2的型号为AD202。模拟切换开关，N4、N9的型号为ADG411，N5的型号为ADG502。运算放大器N3和N8的型号为AD711，N6和N10的型号为AD290，N7的型号为AD625。模数转换器N11的型号为AD1674。所述的数据处理如图4所示，是由常规的单片机型号为8751作为CPU，再配以锁存器D2型号为74HC373、D15、D16和D18型号为74HC374，程序存储器D4型号为27C512和数据存储器D6、D7型号为DS1230，以及其它电路如通讯接口D3型号为MAX202、逻辑电路D5型号为GAL16V8、缓冲器D14型号为74HC138和三态门D19型号为74HC125，与作为输出的液晶显示器D8型号为E1330FBA和与之相配的存储器D9型号为62256所组成的微处理机，该微处理机是按图5的软件流程来工作的。
由上述方案构成的智能堤坝隐患探测仪，由于采用了多通道供电的发射系统，与同步顺序采样的接收系统，在程序控制下，实现连续分层探测，便于对被测段面进行快速数据采集，并通过专用的微处理机生成视电阻率段面等值线图、灰阶图、电阻率层析成像图等，有利于查清堤坝隐患或地质异常分布情况。布极方式灵活，可采用等间距关系分极，也可采用对数关系分极。由于高速采样，并经数字化处理，在测量的同时还可显示出相应的曲线，如视电阻率的剖面曲线、测深曲线，连续探测时可显示各深层的视电阻率曲线、自然电位曲线，在激发极化测量时的测深曲线和二次场的衰变曲线，为现场分析判断带来了方便，使直流电法仪从只适用于静态测量进步到适应动态过程的测量。由于设置了恒流电路，在探测过程中，可建立稳定的探测电场，提高了探测精度，在探坝隐患作业中，可降低对电极接地电阻的要求，便于采用细小电极，使野外作业轻便快捷，从而提高了探测速度，并减轻了劳动强度。由此可见，本发明与现有技术相比具有突出的实质性特点和显著的进步，其效果也是显而易见的。
权利要求
1.一种智能堤坝隐患探测仪，一般是由发射机、接收机和数据处理所组成，其特征在于所述的发射机是多通道电极供电，共有AB、A1B1至A8B8九对电极供电，该九对供电通道是由电子模拟开关、恒流控制组成，所述的电子模拟开关是由VMOS场效应管M1、M2、M3、M4、M5组成，VMOS管通过三极管T1、T2、T3和变压器B1、B2、B3组成的隔离驱动电路来驱动，恒流控制也是通过VMOS管M6来实现；所述的接收机是由前置预放大，对检测电压是通过N1，对检测电流通过是N2，其输出通过电压与电流通道切换开关N4，再经50赫陷波器N6和低通滤波器N8组成的抗干扰电路，进入由模拟开关N5和运算放大器N7组成的程控放大电路，其输出经绝对值电路N10和电池测量与通道测量切换开关N9，进入模数转换器N11，另外，还有由N1和N3构成的自适应动态补偿电路将自然电位“顶掉”的顶自电电路；所述的数据处理电路是采用常规的以单板机为CPU，以液晶显示器为输出的微处理机。
2.根据权利要求1所述的智能堤坝隐患探测仪，其特征在于所述的前置预放大器，N1的型号为AD620，N2的型号为AD202。
3.根据权利要求1所述的智能堤坝隐患探测仪，其特征在于所述的模拟切换开关，N4、N9的型号为ADG411，N5的型号为ADG502。
4.根据权利要求1所述的智能堤坝隐患探测仪，其特征在于所述的运算放大器N3和N8的型号为AD711。
5.根据权利要求1所述的智能堤坝隐患探测仪，其特征在于所述的运算放大器N6和N10的型号为AD290。
6.根据权利要求1所述的智能堤坝隐患探测仪，其特征在于所述的运算放大器N7的型号为AD625。
7.根据权利要求1所述的智能堤坝隐患探测仪，其特征在于所述的模数转换器N11的型号为AD1674。
全文摘要
本发明提供了一种智能堤坝隐患探测仪的技术方案。该方案的特点是发射机是多通道电极供电,供电通道是由电子模拟开关、恒流控制组成。接收机是由前置预放大器接收信号,其输出通过电压与电流通道切换开关,再经陷波器和低通滤波器组成的抗干扰电路,进入由模拟开关和运算放大器组成的程控放大电路,其输出经绝对值电路和电池测量与通道测量切换开关,进入模数转换器,另外,还有自适应动态补偿电路。数据处理电路是采用常规的以单板机组成的微处理机。
文档编号G01N27/04GK1190186SQ97105740
公开日1998年8月12日 申请日期1997年3月28日 优先权日1997年3月28日
发明者刘建伟 申请人:黄河水利委员会山东河务局