三维激电测量系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了三维激电测量系统，包括用于根据预存指令生成指示命令的控制器；指示命令用于选择目标测量电极；与控制器电连接用于根据指示命令，生成控制指令的计算机；与计算机连接的，用于测量数据的不极化电极；与控制器电连接用于采集不极化电极的极化率和电阻率信息的激电仪。将不极化电极根据工作需要埋置好，应用计算机通过控制指令控制不极化电极工作，通过激电仪采集不极化电极的极化率和电阻率数据信息，根据不极化电极相对固定的特点，通过有目的设置供电电极的位置，可以充分的获取各类地电数据，对数据进行整理，形成二、三维激电测量成果。工作中不需要人工跑动去移动测量不极化电极，大大降低了工作人员的劳动强度且效率高。
【专利说明】三维激电测量系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及矿产勘查地球物理勘查中激发极化法领域，具体而言，涉及三维激发极化法的三维激电测量系统。
【背景技术】
[0002]传统的激电勘探方法，包括:一维测深、二维测深和三维测深；其中，单点测深称为一维测深；由多个测深点构成测深断面称为二维测深；由多个测深点构成多条测深断面称之为三维测深。
[0003]随着地质工作对物探工作的要求越来越高，当地表工作能提供的信息较少时，则要求物探工作提供较多较完善的地质体的信息；而为了获取这些信息，需要投入大量的物探工作量。常规的做法是应用电测深的方法，而电测深方法是物探工作中比较繁杂的方法，具体为:工作人员首先要根据地电结构推断地下地质结构，然后根据需要在待检测位置的一条剖面上实施几个测深点，这时跑极员、操作员将在一定的区域内反复跑动，来测量金属的极化率和电阻率，以便完成该区域的勘探工作。
[0004]但是，常规的做法，工作人员反复跑动，从而使得劳动强度大、且效率低下，从而形成了物探工作量与全方位提供地质信息间的矛盾。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的在于提供三维激电测量系统，以解决上述的问题。
[0006]在本实用新型的实施例中提供了一种三维激电测量系统，包括:
[0007]用于根据预存指令生成指示命令的控制器；其中，指示命令用于选择目标测量电极；
[0008]与控制器电连接的，用于根据指示命令，生成控制指令的计算机；
[0009]与计算机连接的多个不极化电极；其中，控制指令用于控制不极化电极工作；
[0010]以及，与控制器电连接的，用于采集不极化电极的极化率和电阻率信息的激电仪。
[0011]进一步的，该系统还包括多级并联连接的电极开关；
[0012]电极开关分别与控制器和不极化电极电联接；
[0013]每个电极开关均对应连接至少一个不极化电极。
[0014]进一步的，该系统还包括电缆；
[0015]控制器和计算机之间，控制器和激电仪之间，计算机、电极开关和不极化电极之间均是通过电缆电连接。
[0016]进一步的，该系统中，电缆为多芯电缆；
[0017]多芯电缆的两端均设置有水晶头；多芯电缆通过水晶头分别与控制器、计算机、激电仪和电极开关电连接。
[0018]进一步的，该系统中，控制器上设置有LAN接口、USB接口、用于指示控制器工作的指示灯和工作状态开关Test ；
[0019]控制器通过LAN接口与电极开关电连接；
[0020]控制器通过USB接口分别与计算机和打印机相连接；
[0021]控制器通过工作状态开关Test确定其当前状态；其中，当前状态包括检测状态和工作状态。
[0022]进一步的，该系统中，控制器上还设置有接口 S1-S6 ；
[0023]控制器通过接口 S1-S6与激电仪电连接。
[0024]进一步的，该系统中，每一个电极开关上均设置有LAN进线接口和LAN出线接口 ；
[0025]电极开关通过LAN进线接口与控制器的LAN接口连接；
[0026]电极开关通过LAN出线接口与其下级的电极开关的LAN进线接口连接。
[0027]进一步的，该系统中，激电仪为多通道激电仪；多芯电缆包括9个电缆芯；电极开关内部包括程控电路、继电器开关和电池；
[0028]程控电路分别通过三根电缆芯与控制器电连接；
[0029]程控电路分别与继电器开关和电池电连接；继电器开关的一端通过六根电缆芯分别和多通道激电仪连接；继电器开关的另一端与不极化电极电连接；其中，六根电缆芯与接口 S1-S6相对应。
[0030]进一步的，该系统中，电极开关上设置有用于选择测量电极的选择开关SW、用于与不极化电极连接的接口 IN以及与电池电连接的电源开关Power。
[0031]进一步的,该系统中，电极开关上还设置有LED灯；
[0032]LED灯，用于根据控制器中的预设的指令显示电极开关的工作状态；
[0033]预设的指令包括:20s间隔显示为测量工作状态，1s间隔显示为检查工作状态。
[0034]本实用新型实施例提供的三维激电测量系统，与现有技术中的勘探技术中，需要工作人员反复跑动，从而使得劳动强度大、且效率低下，从而形成了物探工作量与全方位提供地质信息间的矛盾的方案相比，其包括:用于根据预存指令生成指示命令的控制器；其中，指示命令用于选择目标测量电极；与控制器电连接的，用于根据指示命令，生成控制指令的计算机；与计算机连接的，用于测量数据不极化电极；其中，控制指令用于控制不极化电极工作；以及，与控制器电连接的，用于采集不极化电极的极化率和电阻率信息的激电仪。本实用新型中的计算器通过控制器发送的控制指令控制不极化电极工作，然后通过激电仪采集不极化电极的极化率和电阻率数据，在对数据进行整理，形成三维激电测量成果，不需要人工跑动去测量不极化电极的数据，大大降低了工作人员的劳动强度，且工作效率闻。
【专利附图】
【附图说明】
[0035]图1示出了本实用新型实施例提供的一种三维激电测量系统的结构示意图；
[0036]图2示出了本实用新型实施例提供的另一种三维激电测量系统的结构示意图；
[0037]图3示出了本实用新型实施例提供的另一种三维激电测量系统的结构示意图三维激电工作方案；
[0038]图4示出了本实用新型实施例提供的三维激电测量系统中控制器的结构示意图；
[0039]图5示出了本实用新型实施例提供的三维激电测量系统中电极开关的结构示意图。
【具体实施方式】
[0040]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0041]本实用新型实施例提供了一种三维激电测量系统，如图1和图4所示，包括:用于根据预存指令生成指示命令的控制器102 ;其中，指示命令用于选择目标测量电极；与控制器102电连接的，用于根据指示命令，生成控制指令的计算机101 ;其中，控制指令用于控制电极开关105的打开与关闭；与计算机101连接的多个不极化电极103 ;其中，控制指令用于控制不极化电极103工作；以及，与控制器102电连接的，用于采集不极化电极103的极化率和电阻率信息的激电仪104。
[0042]本实用新型实施例提供的三维激电测量系统，与现有技术中的勘探技术中，需要工作人员反复跑动，从而使得劳动强度大、且效率低下，从而形成了物探工作量与全方位提供地质信息间的矛盾的方案相比，其包括:用于根据预存指令生成指示命令的控制器102 ；其中，指示命令用于选择目标测量电极；与控制器102电连接的，用于根据指示命令，生成控制指令的计算机101 ;与计算机101连接的，用于测量数据的不极化电极103 ;其中，控制指令用于控制不极化电极103工作；以及，与控制器102电连接的，用于采集不极化电极103的极化率和电阻率信息的激电仪104。本实用新型中的计算器通过控制器102发送的控制指令控制不极化电极103工作，然后通过激电仪104采集不极化电极103的极化率和电阻率数据，在对数据进行整理，形成三维激电测量成果，不需要人工跑动去测量不极化电极103的数据，大大降低了工作人员的劳动强度，且工作效率高。
[0043]本实用新型实施例中所说的控制器102内部为一电路板，电路板中预先存储有预存指令，而控制器102本身在工作时，能将预存指令转换为指示命令，其中，控制器102将预存指令转换为指示命令为电路板本身的工作特性。具体的，控制器102本身的预存指令为预先设置好的选址方式，即预先设置好的选择目标测量电极的选择方式，然后计算机101根据控制器102的选址方式的指示命令控制不极化电极103工作。
[0044]另外，计算机101可以是带有处理功能和显示功能的电子设备，例如电脑等；本实施例中的不极化电极103是勘测中用来接收信号的装置，将其与激电仪104连接，当其工作时，通过激电仪104测量不极化电极103间的响应，并对测量数据进行整理，从而形式三维激电测量成果。
[0045]另外，需要说明的是，激电仪104为市场上现有的激电仪104，其本身具有采集不极化电极103间的响应并且对测量数据进行整理的特性，故激电仪104对采集到的数据进行处理和整理的过程为现有技术，并非本实用新型的保护范围。
[0046]进一步的，如图1和图5所示，该系统还包括多级并联连接的电极开关105 ;电极开关105分别与控制器102和不极化电极103电联接；每个电极开关105均对应连接至少一个不极化电极103。
[0047]具体的，多个电极开关105之间级联连接，每一个电极开关105均与控制器102直接或者间接电联接；例如，第一个电极开关105与控制器102直接电连接，则后面的电极开关105与第一电极开关105级联连接，则与控制器102间接电联接；而每一个电极开关105可以对应连接一个不极化电极103，节省了资源；每一个电极开关105也可以对应连接多个不极化电极103，目的是能够使测量结果更准确。
[0048]进一步的，如图1所示，该系统还包括电缆；控制器102和计算机101之间，控制器102和激电仪104之间，计算机101、电极开关105和不极化电极103之间均是通过电缆电连接。
[0049]具体的，使用电缆连接上述设备，使使用者用电的安全性得到了很大提高。
[0050]进一步的，该系统中，电缆为多芯电缆；多芯电缆的两端均设置有水晶头；多芯电缆通过水晶头分别与控制器102、计算机101、激电仪104和电极开关105电连接。
[0051]具体的，为了使电缆对占用空间和敷设场合的要求降低，使用多芯电力电缆。每一根电缆的两头均设置有水晶头；具体的，每一根电缆的一端的水晶头与计算机101相连接，另一端的水晶头与控制器102相连接，用以将计算机101和控制器102连接起来；同理，控制器102和电极开关105，控制器102和激电仪104等。
[0052]进一步的，如图1所示，该系统中，控制器102上设置有LAN接口、USB接口、用于指示控制器102工作的指示灯和工作状态开关Test ;控制器102通过LAN接口与电极开关105电连接；控制器102通过USB接口分别与计算机101和打印机相连接；控制器102通过工作状态开关Test确定其当前状态；其中，当前状态包括检测状态和工作状态。
[0053]控制器102是测量系统的核心，计算机101通过控制器102的选址方式将控制指令发送至各个电极开关105，根据需要控制各个电极开关105的开关；
[0054]本实施例中使用的控制器102内的电路板的规格具体如下，长:100mm ;宽52mm ；厚度约16mm ;工作电压:+9V?+18VDC ；
[0055]与计算机101通信接口:USB全速接口和RS-232C串行接口 ；
[0056]与电极开关105接口:6线(电源线两根、通信线两根)；
[0057]工作湿度:5%?90%;
[0058]工作温度:-25O ?+55 O。
[0059]具体的，US接口:用于连接计算机101，与打印机等设备连接线通用；
[0060]LAN接口:连接电极开关105接口，带铜屏蔽层的六类网线，水晶头接口 ；
[0061]Power:工作指不灯；
[0062]Test:工作状态开关，上置为检测状态，向下置为工作状态。
[0063]进一步的，该系统中，控制器102上还设置有接口 S1-S6 ;控制器102通过接口S1-S6与激电仪104电连接。
[0064]S1、S2?S6:连接激电仪104。
[0065]进一步的，该系统中，每一个电极开关105上均设置有LAN进线接口和LAN出线接口 ；电极开关105通过LAN进线接口与控制器102的LAN接口连接；电极开关105通过LAN出线接口与其下级的电极开关105的LAN进线接口连接。
[0066]具体的，利用上述方式，将控制器102，电极开关105连接起来，同时将多个电极开关105级联起来。
[0067]进一步的，如图2所示，该系统中，激电仪104为多通道激电仪104 ;多芯电缆包括9个电缆芯；电极开关105内部包括程控电路106、继电器开关108和电池107 ;程控电路106分别通过三根电缆芯与控制器102电连接；程控电路106分别与继电器开关108和电池107电连接；继电器开关108的一端通过六根电缆芯分别和多通道激电仪104连接；继电器开关108的另一端与不极化电极103电连接；其中，六根电缆芯与接口 S1-S6相对应。
[0068]具体的，如图2所示，程控电路106分别通过电缆芯7、8、9与控制器102电连接；继电器开关108的一端通过电缆芯1-6六根电缆芯分别和多通道激电仪104连接。
[0069]进一步的，该系统中，电极开关105上设置有用于选择测量电极的选择开关SW、用于与不极化电极103连接的接口 IN以及与电池107电连接的电源开关Power。
[0070]具体的，电极开关105上的选择开关SW和接口 IN电连接，用于根据选择开关控制IN的输出指令，且开关SW和接口 IN均与电池107电连接。
[0071]进一步的，该系统中，电极开关105上还设置有LED灯；LED灯，用于根据控制器102中的预设的指令显示电极开关105的工作状态；预设的指令包括:20s间隔显示为测量工作状态，1s间隔显示为检查工作状态。
[0072]需要说明的是，上述LED灯的显示方式可以根据需求进行任意的设置，本实用新型对比不做具体限制。
[0073]下面具体对本实施例所使用的设备进行简要的说明:
[0074]1、本实施例中的控制器102共4个，编号分别为01?04号；
[0075]2、电极开关105共4组,每组分别有60个共240个。开关编号为01?60号,且每组中相同编号的开关可互换使用；
[0076]3、目前程序可控制4个控制器102，控制器102之间使用USBHUB连接，每个控制器102下最多可级联60个开关，最大可控制的开关数为240个；
[0077]4、连接电缆采用屏蔽网线，屏蔽层作为信号的地线使用，完成制作4000m。
[0078]5、完成控制管理软件编写工作，实现了通过计算机101程控管理测量系统工作。
[0079]控制系统简介:
[0080]1、软件环境与硬件要求；
[0081]要求计算机101至少带有I个USB接口，系统为Windows2000以上版本。
[0082]2、软件安装
[0083]软件光盘里包含2个目录，USB driver目录下为USB驱动程序。
[0084]I)应用程序安装:在以上目录下分别setup, exe文件,安装对应的程序。
[0085]2)驱动安装:在提示安装驱动时将目录指定到USB driver即可自动安装驱动程序。
[0086]3、硬件连接
[0087]将控制器102的USB接口连接到电脑的USB接口或USB HUB接口上，控制器102指不灯売;
[0088]将节点之间通过LAN接口级联，再连接到控制器102的LAN接口上；
[0089]分别打开级联后的电极开关105，可见电极指示灯亮Is、灭10s。
[0090]4、运行软件
[0091]双击USB Ctrl, exe,运行应用程序。
[0092]使用控制器102进行测试的过程:
[0093]目的:测试节点连通性。
[0094]测试前要求将RJ45短接头连接到节点末尾空闲的LAN端口，同时必须将对应控制器102的Test开关打开，否则无法进入测试状态。
[0095]多个控制器102:
[0096]计算机101支持接入多个(4个)控制器102，多个控制器102连接时，若插拔了一个控制器102，由于系统查找USB接口需要时间，因此不能马上启动程序，否则全部4个控制器102都找不到。必须等待15s以上的时间才能再次启动程序。
[0097]供电系统
[0098]本测量系统有广泛的适应性，只要激电接收机可匹配的发送机均电源可使用。
[0099]三维激电是指应用现有的激发极化法的仪器和勘探方法，在施工方法上优化改进进行加密采样数据以取得三维数据体(即以三维空间坐标x、y、z)为位置函数的数据集合体。然后利用层析成像技术进行资料处理和成图。该方法是传统激发极化法的三维化，可使勘探精度得到很大提高，在原有仪器设备条件下提高了传统激电勘探的能力。
[0100]三维激电勘探施工采取一次布设供电电极，多极距测量技术，通常采用的装置在勘探区域布置m条测线，每个测线布置η个测点(不极化电极103)，测得的网密度根据探测对象及其探测深度而定。工作中采用三极测深装置或偶极测深装置，除沿特定剖面测量外，可根据研究的需要对选定的两点进行测量，从而多角度、多方位的对形成的物理场进行测量，并应用现代计算技术求解出地下三维空间内电性分布及产生二次电位场源分布特征，用于解决极化体分布特征，从而查明矿产资源和有关地质问题。
[0101]具体如图3所示,其中，AB表示偶极工作方式，BI处于无穷位置，当断开B极连通BI极时进行三极测深工作方式，圆圈代表为不极化电极103，将不极化电极103用多芯电缆连接接收工作站109 (多通道激电仪104、控制器102、计算机101组成)，当激电仪发送机会110对供电电极供电时，测量不极化电极103间响应，并对测量数据进行整理，形成三维激电测量成果。
[0102]以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种三维激电测量系统，其特征在于，包括: 用于根据预存指令生成指示命令的控制器；其中，所述指示命令用于选择目标测量电极； 与所述控制器电连接的，用于根据所述指示命令，生成控制指令的计算机； 与所述计算机连接的多个不极化电极；其中，所述控制指令用于控制所述不极化电极工作； 以及，与所述控制器电连接的，用于采集所述不极化电极的极化率和电阻率信息的激电仪。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括多级并联连接的电极开关； 所述电极开关分别与所述控制器和所述不极化电极电联接； 每个所述电极开关均对应连接至少一个所述不极化电极。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，还包括电缆； 所述控制器和所述计算机之间，所述控制器和所述激电仪之间，所述计算机、所述电极开关和所述不极化电极之间均是通过所述电缆电连接。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述电缆为多芯电缆； 所述多芯电缆的两端均设置有便接接头；所述多芯电缆通过所述便接接头分别方便的与电缆间及所述控制器、所述计算机、所述激电仪和所述电极开关电连接。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述控制器上设置有LAN接口、USB接口、用于指示所述控制器工作的指示灯和工作状态开关Test ； 所述控制器通过所述LAN接口与所述电极开关电连接； 所述控制器通过所述USB接口分别与所述计算机和打印机相连接； 所述控制器通过所述工作状态开关Test确定其当前状态；其中，所述当前状态包括检测状态和工作状态。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述控制器上还设置有接口S1-S6; 所述控制器通过所述接口 S1-S6与所述激电仪电连接。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，每一个所述电极开关上均设置有LAN进线接口和LAN出线接口 ； 所述电极开关通过所述LAN进线接口与所述控制器的所述LAN接口连接； 所述电极开关通过所述LAN出线接口与其下级的所述电极开关的所述LAN进线接口连接。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述激电仪为多通道激电仪；所述多芯电缆包括9个电缆芯；所述电极开关内部包括程控电路、继电器开关和电池； 所述程控电路分别通过三根所述电缆芯与所述控制器电连接； 所述程控电路分别与所述继电器开关和所述电池电连接；所述继电器开关的一端通过六根所述电缆芯分别和所述多通道激电仪连接；所述继电器开关的另一端与所述不极化电极电连接；其中，六根所述电缆芯与所述接口 S1-S6相对应。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述电极开关上设置有用于选择测量电极的选择开关SW、用于与不极化电极连接的接口 IN以及与所述电池电连接的电源开关Power0
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述电极开关上还设置有LED灯；所述LED灯，用于根据所述控制器中的预设的指令显示所述电极开关的工作状态；所述预设的指令包括:20s间隔显示为测量工作状态，1s间隔显示为检查工作状态。
【文档编号】G01V3/00GK204142964SQ201420424761
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年7月30日 优先权日:2014年7月30日
【发明者】袁树森 申请人:袁树森