[发明专利]井下数字直流电法仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种井下数字直流电法仪用于探测矿井下超前探测及侧向探测地质构造、顶底极断裂破碎带、目的层分层定厚、隔水层厚度、导水通道和评价含水层富水性的装置，也用于其它工程地质构造及水文地质条件探测。 

背景技术

本专业技术人员知道，目前用于煤矿井下探查地质构造的专用仪器直流电法仪，该仪器与计算机之间往往采用RS232方式通讯，这与新的计算机系统通信不兼容；核心芯片采用51系列单片机，具有功耗大、存储容量小、处理速度慢等缺点；显示屏一般太小，观察困难，并且需要外界灯光照明；按键操作不方便；仪器外壳笨重。 

发明内容

本发明所解决的技术问题是提供一种与计算机系统采用USB通讯、且功耗低、处理速度快的井下数字直流电法仪。 

为解决上述的技术问题，本发明采取的技术方案： 

本发明的特殊之处在于：包括供电电极A和B、供电电极M和N、电池组、隔离升压电路、限流电路、电流取样电路、V/F变换电路、STM32微控制器、A/D转换电路、前置放大与阻抗变换电路；所述的电池组输出的直流电压经隔离升压电路产生的96V高压，再经限流电路、电流取样电路最后通过供电电极A和B发射输出生成人工电场；感应电压信号通过供电电极M和N输出到前置放大与阻抗变换电路，再经A/D转换电路转换成数字电压脉冲信号，最后输出到STM32微控制器；所述的电流取样电路经V/F变换电路转换的供电电流输出到STM32微控制器；所述的STM32微控制器将接收到的测量电压和供电电流数据处理后输出到SD卡，SD卡内的数据通过usb通信电路输出到PC机。

上述的供电电极A和B、供电电极M和N均采用铜电极。 

上述的A/D转换电路通过SPI串口与STM32微控制器连接。 

上述的STM32微控制器连接有键盘、显示器。 

与现有技术相比，本发明可以探测探测矿井下超前探测及侧向探测地质构造、顶底极断裂破碎带、目的层分层定厚、隔水层厚度、导水通道和评价含水层富水性，与计算机系统采用USB通讯、功耗低、处理速度快、界面采用大屏幕LED背光液晶显示屏、按键操作方便、外壳轻巧。 

附图说明

图1为本发明的原理框图； 

图2是直流电法仪第一个实施例的施工布置图；

图3是直流电法仪第二个实施例的施工布置图；

图4是直流电法仪第三个实施例的施工布置图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。 

参见图1，本发明包括供电电极A和B、供电电极M和N、电池组、隔离升压电路、限流电路、电流取样电路、V/F变换电路、STM32微控制器、A/D转换电路、前置放大与阻抗变换电路；所述的电池组输出的直流电压经隔离升压电路产生的96V高压，再经限流电路、电流取样电路最后通过供电电极A和B发射输出生成人工电场；感应电压信号通过供电电极M和N输出到前置放大与阻抗变换电路，再经A/D转换电路转换成数字电压脉冲信号，最后输出到STM32微控制器；所述的电流取样电路经V/F变换电路转换的供电电流输出到STM32微控制器；所述的STM32微控制器将接收到的测量电压和供电电流数据处理后输出到SD卡，SD卡内的数据通过usb通信电路输出到PC机。 

供电电极A和B、供电电极M和N均采用铜电极。 

A/D转换电路通过SPI串口与STM32微控制器连接。 

STM32微控制器连接有键盘、显示器。 

参见图2，实施例1：三极超前探测实施例，本例的无穷远供电电极Ｂ固定在距离掘进头3-5倍的勘探距离外，在巷道掘进头附近以一定间距布置供电电极A1、A2、A3（即图1中的发射输出A），各供电电极间距为4m，测量电极MN在巷道内按键头所示的方向以一定的间隔移动，每移动一次测量电极MN，测量一次A1、A2、A3所对应的视电阻率值，依次移动MN电极直到测量完所有测点。 

参见图3，实施例2：对称四极探测实施例，供电电极A、B和测量电极M、N的排列如图3所示，一般MN/2与 AB/2的间距比例为1：4，移动方向如图3。每移动一次电极测量一次视电阻率值，直到测量完为止。 

参见图4，实施例4：三极测深实施例，供电电极A、B和测量电极M、N的排列见图4，只跑动A极，每次移动4米，移动方向如图4。