一种大功率频谱激电探测系统主控的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种大功率频谱激电探测系统主控机，数字输出单元为数字输出卡，和发送机通过航插接口连接；模拟信号同步采集单元为模拟信号同步采集卡，和发送机、接收电极通过航插接口连接；数字输出卡和模拟信号同步采集卡分别通过DB9接口与同步卡槽连接，同步卡槽和PC上位机进行通信连接；数字输出卡、模拟信号同步采集卡、同步卡槽封装在机箱中，机箱中设置电池供电单元为数字输出卡、模拟信号同步采集卡、同步卡槽供电。本实用新型中采用的数字输出卡和模拟信号同步采集卡集成度高，可以有效缩小系统体积，并且本实用新型还实现了大功率频谱激电探测系统主控机的模块化，更便于组建采集站。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于地球物理数据采集系统【技术领域】，更为具体地讲，涉及一种大功 率频谱激电探测系统主控机。 一种大功率频谱激电探测系统主控机
【背景技术】
[0002] 随着全球矿产资源消耗量快速增长，地表及浅部矿产资源已越来越少，向第二深 度空间（500-2000m)寻找矿产资源成为各国的发展趋势。利用先进的勘察和探测装备进行 地下油气、矿产、地下水资源探查，工程探测和环境（地质灾害）监测，是解决第二深度空间 矿产资源的勘探问题的重要途径，研究与发展先进的地下目标探测技术及仪器装备就显得 十分重要。
[0003] 目前大功率频谱激电探测系统主控机一般包括PC上位机、数字输出单元、模拟信 号同步采集单元和发送机，数字输出单元根据PC上位机控制信号生成发送控制信号和发 送波形输出至发送机，发送机根据发送控制信号和发送波形通过发送电极发送探测信号， 模拟信号同步采集单元根据PC上位机的控制信号采集发送端电流信号和接收电极电压信 号并返回给PC上位机，PC上位机根据返回信号进行分析得到探测结果。
[0004] 但是国内的大功率频谱激电探测设备（包括配套的主控机设备）还相当缺乏，现 有的主控机也都是使用大量硬件电路，系统结构复杂，装置笨重，功能单一，只能与相应的 主控制器和发送机相配合。并且大功率频谱激电探测系统仪器之间的连接采用电缆连接， 可靠性低，要形成采集站时布线繁琐，工作量大。 实用新型内容
[0005] 本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种大功率频谱激电探测系统 主控机，解决大功率频谱激电探测系统结构臃肿问题。
[0006] 为实现上述目的，本实用新型提供一种大功率频谱激电探测系统主控机，包括PC 上位机、数字输出单元、模拟信号同步采集单元和发送机，PC上位机向数字输出单元输出发 送控制信号，数字输出单元生成发送控制信号和发送波形输出至发送机，发送机通过发送 电极发送探测信号，PC上位机向模拟信号同步采集单元输出采集控制信号，模拟信号同步 采集单元采集发送端电流信号和接收电极电压信号返回给PC上位机，其中：
[0007] 所述数字输出单元为数字输出卡，和发送机通过航插接口连接；
[0008] 所述模拟信号同步采集单元为模拟信号同步采集卡，和发送机、接收电极通过航 插接口连接；
[0009] 数字输出卡和模拟信号同步采集卡分别通过DB9接口与同步卡槽连接，同步卡槽 和PC上位机进行通信连接；
[0010] 数字输出卡、模拟信号同步采集卡、同步卡槽封装在机箱中，机箱中设置电池供电 单元为数字输出卡、模拟信号同步采集卡、同步卡槽供电。
[0011] 本实用新型大功率频谱激电探测系统主控机，通过采用集成度高的数字输出卡作 为数字输出单元、模拟信号同步采集卡作为模拟信号同步采集单元，可以有效缩小系统体 积，解决大功率频谱激电探测系统结构臃肿问题。通过将数字输出卡、模拟信号同步采集 卡、同步卡槽、电池供电单元集成在机箱内部，使主控机实现了模块化，使采集站布置更加 灵活。
【专利附图】
【附图说明】
[0012] 图1是本实用新型大功率频谱激电探测系统主控机的一种【具体实施方式】的结构 示意图；
[0013] 图2是图1中数字输出卡与发送机间7芯航插接口示意图；
[0014] 图3是图1中模拟信号同步采集卡与发送机间4芯航插接口示意图。
【具体实施方式】
[0015] 下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行描述，以便本领域的技术人员更 好地理解本实用新型。需要特别提醒注意的是，在以下的描述中，当已知功能和设计的详细 描述也许会淡化本实用新型的主要内容时，这些描述在这里将被忽略。
[0016] 图1是本实用新型大功率频谱激电探测系统主控机的一种【具体实施方式】的结构 示意图。如图1所示，本实用新型大功率频谱激电探测系统主控机包括PC上位机1、发送机 2、数字输出卡3、模拟信号同步采集卡4、同步卡槽5、锂电池6、充电器7、机箱8。
[0017] PC上位机1，可以使用台式电脑、笔记本等，为了满足野外工作需要，通常使用便 携性更高的笔记本。本实施例中，PC上位机1安装有LabVIEW程序编写的SIP (频谱激电 法）软件，发送控制信号、接收采集信号并分析，完成地下目标探测。
[0018] 数字输出卡3作为数字输出单元，接收PC上位机1的发送控制信号，生成发送控 制信号和发送波形输出至发送机，发送控制信号包括发送机2的开关和发送电压大小信号 等，数字输出卡3和发送机2通过航插接口连接。本实施例中，数字输出卡3具有8个输出 通道，每个通道均设置了过压保护、过流保护和短路保护电路，以增强安全性。图2是图1 中数字输出卡与发送机间接口示意图。如图2所示，数字输出卡3和发送机2的航插接口 采用7芯航插。
[0019] 模拟信号同步采集卡4作为模拟信号同步采集单元，接收PC上位机1的采集控制 信号，采集发送端电流信号和接收电极电压信号并返回给PC上位机1，模拟信号同步采集 卡4和发送机2、接收电极10通过航插接口连接。本实施例中，模拟信号同步采集卡4采用 16位模拟信号同步采集卡，最多可同时采集16个差分通道，最大电压范围可以达到± 10V。 图3是图1中模拟信号同步采集卡与发送机间4芯航插接口示意图。如图3所示，模拟信 号同步采集卡4和发送机2采用4芯航插。如图1所示，模拟信号同步采集卡4和接收电 极10采用单芯航插。
[0020] 数字输出卡3和模拟信号同步采集卡4分别通过DB9接口与同步卡槽5连接，同 步卡槽5对模拟采集和数字输出进行同步。在实际应用中，同步卡槽5的槽口数量可以大 于2,这样在数字输出或模拟采集的通道数不够时通过增加数字输出卡或模拟信号同步采 集卡即可实现扩展。
[0021] 同步卡槽5和PC上位机1设置有对应的通信接口进行连接，一般通信接口可以采 用为标准RJ45网口，此时连接线为网线。为了方便野外环境下采集点的布局，同步卡槽5 和PC上位机1也可以采用无线通信连接，此时通信接口即为无线信号收发器。可见，同步 卡槽5还作为PC上位机1和数字输出卡3、模拟信号同步采集卡4的通信中继。
[0022] 本实用新型中，为了使大功率频谱激电探测系统主控机模块化，将数字输出卡3、 模拟信号同步采集卡4、同步卡槽5封装在机箱中。采用这种方式，可以使大功率频谱激电 探测系统主控机分为三大模块，PC上位机、机箱模块和发送机。在实际应用中，可以通过各 模块间接口数量的配置，扩大或缩小采集站的规模，从而更灵活地实现采集站的布置。
[0023] 为了减少外界信号的干扰，机箱可以采用屏蔽机箱。在机箱内，增加电池供电单 元，对数字输出卡3、模拟信号同步采集卡4、同步卡槽5进行供电。本实施例中，电池供电 单元采用KXD-12V20AH磷酸铁锂电池组，电池容量可以根据实际需要进行调节。电池供电 单元可以配置充电器进行充电，充电器与电池供电单元通过航插接口连接。本实施例中， HJ-1205J2L型充电器，输入电压范围是AC100-240V，恒充电压是14. 6V± 1 %，恒充电流是 5A±10%。KXD-12V20AH磷酸铁锂电池组的充电和供电采用单刀双掷开关进行控制，DC供 电时将切换开关使KXD-12V20AH磷酸铁锂电池组与供电电路连接，不工作时切换开关使 KXD-12V20AH磷酸铁锂电池组与充电电路连接，此时可以通过充电器给电池充电。本实施例 中，选用的数字输出卡3、模拟信号同步采集卡4、同步卡槽5的总功率小于5KW，可以使电池 供电单元的续航时间更长。
[0024] 本实施例中，机箱上还配备了多个指示灯，对主控机的工作状态进行指示。指示灯 包括充电指示灯（设置在充电电路中，充电电路连接时点亮）、上电指示灯（设置在供电电 路中，供电电路连接时点亮）、工作状态灯（与数字输出卡3连接，随数字输出卡3的发送波 形信号闪烁，闪烁频率和发送波形信号频率一致）、电量指示灯（与数字输出卡3连接，数字 输出卡3采集锂电池电压信号，小于阈值时，发送控制信号点亮电量指示灯）。
[0025] 尽管上面对本实用新型说明性的【具体实施方式】进行了描述，以便于本【技术领域】的 技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于【具体实施方式】的范围，对本技术 领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精 神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的发明创造均在保护之列。
【权利要求】
1. 一种大功率频谱激电探测系统主控机，包括PC上位机、数字输出单元、模拟信号同 步采集单元和发送机，PC上位机向数字输出单元输出发送控制信号，数字输出单元生成发 送控制信号和发送波形输出至发送机，发送机通过发送电极发送探测信号，PC上位机向模 拟信号同步采集单元输出采集控制信号，模拟信号同步采集单元采集发送端电流信号和接 收电极电压信号返回给PC上位机，其特征在于： 所述数字输出单元为数字输出卡，和发送机通过航插接口连接； 所述模拟信号同步采集单元为模拟信号同步采集卡，和发送机、接收电极通过航插接 口连接； 数字输出卡和模拟信号同步采集卡分别通过DB9接口与同步卡槽连接，同步卡槽和PC 上位机进行通信连接； 数字输出卡、模拟信号同步采集卡、同步卡槽封装在机箱中，机箱中设置电池供电单元 为数字输出卡、模拟信号同步采集卡、同步卡槽供电。
2. 根据权利要求1所述的大功率频谱激电探测系统主控机，其特征在于，所述同步卡 槽槽口数量大于2。
3. 根据权利要求1所述的大功率频谱激电探测系统主控机，其特征在于，所述电池供 电单元为磷酸铁锂电池组。
4. 根据权利要求1所述的大功率频谱激电探测系统主控机，其特征在于，所述电池供 电单元配置有充电器进行充电，充电器与电池供电单元通过航插接口连接。
5. 根据权利要求1所述的大功率频谱激电探测系统主控机，其特征在于，所述机箱为 屏蔽机箱。
6. 根据权利要求1所述的大功率频谱激电探测系统主控机，其特征在于，所述PC上位 机和同步卡槽的通信接口为标准RJ45网口，连接线为网线。
7. 根据权利要求1所述的大功率频谱激电探测系统主控机，其特征在于，所述PC上位 机和同步卡槽可以采用无线通信连接。
8. 根据权利要求1所述的大功率频谱激电探测系统主控机，其特征在于，所述数字输 出卡、模拟信号同步采集卡、同步卡槽的总功率小于5KW。
【文档编号】G05B19/042GK203849580SQ201420167396
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年4月8日 优先权日:2014年4月8日
【发明者】谭永杰, 李志华, 昌彦君, 孙帮雄 申请人:资阳金贝机电有限公司