[发明专利]大地音频电法仪

说明书

技术领域

本发明涉及地球物理勘探技术领域，尤其是涉及一种大地音频电法仪。

背景技术

大地音频电法仪使用大地天然音频信号(一般在20-5000HZ)作为场源，这类仪器有着勘探成本低、效率高、勘探深度大、应用范围广、不受高阻体及低阻体的影响，适合野外及城市使用。受广大地球物理工作者的重视，目在国内只有进口类似的仪器销售，没有专业可单独使用的仪器，推广受到一些限制。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种测量精度高、使用方便、快速高效的大地音频电法仪。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种大地音频电法仪，包括主控电器、显示器、键盘、数据存储器以及两个相同的信号输入模块，两个信号输入模块均与主控制器连接，该主控制器分别与显示器、键盘、数据存储器连接。

所述的信号输入模块包括依次连接的传感器、前放衰减电路、工频抑制电路、电位补偿电路、信号放大电路和AD采样电路。

所述的前放衰减电路为无源电容电阻网络。

所述的无源电容电阻网络有两个输出端，两个输出端的衰减值分别为0.1和0.01。

所述的工频抑制电路为有源双T带阻滤波电路。

所述的信号放大电路包括依次连接的前置放大电路、编程放大电路和选频放大电路，所述的前置放大电路为差动放大电路。

所述的AD采样电路采用DFT进行频谱滤波。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

一、节能环保：使用大地音频信号作为勘探场源，无需消耗更多的能源及排放，节能环保。

二、使用范围广：适合于各种野外及城市环境勘探，解决现有仪器受低阻体屏蔽和高阻体不良导电的影响。

三、数据准确：保证固定频率的稳定性、两通道测量的频率和时间的高度一致性，充分保证了测量数据的稳定性和准确性。

四、检测速度快：无损探测，仪器轻便，数据采集速度快，相比其他直流电法类仪器，勘探速度提高10倍。

五、简单方便：仪器轻便，显示器可现实友好的人机界面，通俗易懂，使用简单方便。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为前放衰减电路的电路图；

图3为工频抑制电路的电路图；

图4为电位补偿电路的电路图；

图5为前置放大电路的电路图；

图6为AD采样电路的电路图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

如图1所示，一种大地音频电法仪，包括主控电器1、显示器2、键盘3、数据存储器4以及两个相同的信号输入模块5，两个信号输入模块5均包括依次连接的传感器51、前放衰减电路52、工频抑制电路53、电位补偿电路54、前置放大电路55、编程放大电路56、选频放大电路57和AD采样电路58。

主控制器1分别与显示器2、键盘3、数据存储器4以及AD采集电路58连接，大地音频信号由传感器51采集，依次经过前放衰减电路52、工频抑制电路53、电位补偿电路54、前置放大电路55、编程放大电路56、选频放大电路57和AD采样电路58的处理后，送至主控制器5进行处理，然后在存储到数据存储器4里的同时由显示器2进行显示。

前放衰减电路52采用如图2所示的无源电容电阻网络，设有两个输出端，两个输出端的衰减值分别为0.1和0.01。工频抑制电路53采用如图3所示的Q值可调的有源双T带阻滤波电路，保证能后有效滤去噪音信号。电位补偿电路54采用如图4所示的TLC2254芯片以及外围电路，可以保证野外采样的高精度及适用各地区适用，对不同地域的自然电位进行补偿，提高仪器测试精确度。前置放大电路55采用如图5所示的差动放大电路，具有很高的输入阻抗，可获得较高的共模抑制比。AD采样电路58采用如图6所示的高精度AD模数转换芯片ADS8329及其外围电路进行数据采集，采用DFT进行频谱滤波，确保采样的精度和频率时间一致性。显示器2采用友好的人机交互界面，使得操作更加便捷，方便使用。

结合多年的实际使用的情况及音频大地电磁法电阻率基本公式公式中ρ为视电阻率(Ω·m)，E_x为X轴方向电场强度(mV/Km)，H_y为垂直于X轴方向的磁场强度(nT)。只要测得某频率的电场强度E_x和磁场强度H_y就可以计算出视电阻率ρ。

要精确的计算视电阻率ρ，必须确保频率f、电场强度E_x和磁场强度H_y的准确性，由于大地天然音频信号会随时间变化而变化，因此采用两路两个信号输入模块5同时采集电场强度E_x和磁场强度H_y，在保证频率准确性的同时，也保证E_x和H_y的一致性和准确性，使得检测的精确度明显高于传统仪器。