便携式电阻率仪的制作方法

本实用新型属于勘察仪器技术领域，具体涉及一种在工程勘察中进行电阻率测试的便携式仪器。

背景技术：

在大多数地铁工程勘察和电力工程勘察中，都需利用工程钻孔进行电阻率测试，以了解某个深度地层的电阻率数据。常规的工程钻孔较浅（一般小于50m），钻孔口径较小（一般小于90mm），常规的测井系统包含绞车、探头、主机等配件，往往较为庞大和笨重，需要通过专业的车辆进行装载和运输，非常不方便城市工勘作业。而且由于常规测井探管长度较长（一般大于2m），电极极距较大，主要用于划分地层目的，现有仪器长度也相应较长，在测试过程中往往因为仪器长度的问题漏掉很大一部分深度无法测试。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型公开了一种缩小体积的电阻率仪，将电路结构和通信模块剥离并集成在地面仪器中，缩小井下探管的长度。

为了达到以上目的，本实用新型提供如下技术方案：

便携式电阻率仪，包括井下探管和地面仪器，所述井下探管包括绝缘管以及由上而下分布在绝缘管上的N电极、M电极和A电极，各电极之间通过绝缘管相隔，所述地面仪器通过第一电缆与井下探管中各电极具有电连接，地面仪器还通过第二电缆与地面B电极相连；所述地面仪器包括外壳以及设置在外壳中的测量电路，所述测量电路包括无线通信模块、供电模块、处理器、两路信号采集电路，供电模块用于向A电极和B电极输出电流，两路信号采集电路分别与处理器连接，一路信号采集电路用于采集M电极和N电极的电压，另一路信号采集电路用于采集电流信号，无线通信模块与处理器相连。

进一步的，所述供电模块包括锂电池、与锂电池连接的电源变换器，所述电源变换器与处理器连接。

进一步的，所述信号采集电路包括依次连接的比较器、相敏、A/D转换模块，所述A/D转换模块与处理器连接。

进一步的，所述处理器为MCU单片机。

进一步的，所述井下探管顶部设置有快速防水接头，所述地面仪器通过第一电缆与快速连接头连接，所述快速连接头用于与快速防水接头连接。

进一步的，还包括保护帽，所述保护帽用于安装在快速防水接头上。

进一步的，所述N电极为环状铅电极。

进一步的，所述M电极为环状铅电极。

进一步的，所述A电极为不锈钢电极。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点和有益效果：

缩小体积，便于携带，测量深度浅，测量精度准。由于将测量电路从探管中剥离并置于地面上，缩小探管体积，并防止电路受潮损坏，降低维修率。此外，通过无线通信模块与移动终端连接，通过移动终端控制仪器测量、储存、显示、处理数据，并可进行数据的快速实时传输。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图。

图2为地面仪器中电路连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本实用新型，应理解下述具体实施方式仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

如图1所示的便携式电阻率仪，包括井下探管1和地面仪器2，其中井下探管1设计仅为1m长，包括绝缘管3以及由上而下分布在绝缘管3上的N电极、M电极和A电极，各电极之间通过绝缘管3相隔进行绝缘。考虑到仪器测量深度浅，简单轻便，且是电法测量，选用极化率较低的铅做为电极，N电极、M电极均为环状铅电极。A电极为不锈钢电极，位于井下探管底部。绝缘管3采用工程塑料制成，各电极通过工程塑料绝缘接头6镶嵌在探管上。由于在钻孔内测量，受制于电缆尺寸，无法采用大功率、大电流供电，改进了井下探管的布极方式，采用电位电极系方式，即A0.2M0.6N，让M电极尽量靠近A电极可以获得最大有效电流数据，增加采集数据的准确性和可信度。地面仪器2通过第一电缆4与井下探管1中N电极、M电极、A电极具有电连接，第一电缆4上应带有深度标识。地面仪器还通过第二电缆5与地面电极B相连，地面电极B插入地面7。

地面仪器2包括外壳，外壳中设置有测量电路。如图2所示，测量电路包括无线通信模块、供电模块、处理器、以及两路信号采集电路，其中供电模块用于向A、B两极输出信号，两路信号采集电路分别与处理器连接，一路信号采集电路用于采集M电极和N电极的电压信号，另一路信号采集电路用于采集电流信号，无线通信模块与处理器相连。为了使井下探管能够与地面仪器进行快速链接，在井下探管顶部设置有快速防水接头8，由于放在地面下的部分对密封性有很高要求，井下探管顶部还优选包括保护帽9，保护帽用于安装在快速防水接头上。地面仪器通过第一电缆4与快速连接头10连接，所述快速连接头用于与快速防水接头连接。快速连接头可采用快速插头。本例中，无线通信模块采用WIFI模块，能够快速与手机、平板等移动终端11连接，可通过移动终端控制仪器测量、储存显示测量数据、处理解释测量数据，也可向外输出测量数据。

具体的说，供电模块包括锂电池和电源变换器，电源变换器与A、B两电极通过电缆相连，锂电池通过电源变换器产生方波电源供给AB两极，处理器与电源变换器连接。两路信号采集电路均包括依次连接的比较器、相敏、A/D转换模块， A/D转换模块与处理器连接。 A极在探管最下端，B极通过电缆在地面，AB形成一个供电的回路，在地下产生电场，M、N两极产生电压（电位差），M、N电极输出电压接入其中一路信号采集电路，通过比较器K2、相敏、A/D得到电压输出至单片机。源变换器与A电极之间还连接有一电阻，对电阻两端进行电流取样，电流取样信号r1、r2接入另一路信号采集电路，通过K1、相敏、A/D转换模块得到 A、B电极回路的电流信号输出至单片机，单片机基于获得的电压和电流数据，通过电阻率＝K*电压/电流（K是由A，M，N电极间距长度决定的系数），计算得到电阻率。本例中，处理器为MCU单片机。

使用本电阻率仪时，将井下探管顶部的保护帽卸下，将快速连接头与快速防水接头插接， 电缆另一头与地面仪器快速连接，地面电极B通过电缆与地面仪器连接，地面电极本体置于地面下。通过带有深度标识的电缆手动将井下探管放入工程钻孔内的需测量深度，打开仪器电源，仪器无线通信WIFI与手机连接，通过手机操作，即可完成电阻率测量。地面仪器测量完成后通过WIFI模块将数据实时传输至移动终端中。

本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。