[发明专利]一种电极接地回路阻抗测量装置及测量方法

说明书

本发明公开了一种电极接地回路阻抗测量装置，包括被测电极接地回路、前置放大电路、选频电路、检波电路、模数转换电路、单片机、液晶显示器、键盘、通信接口、标准方波信号发生器、档位切换电路，所述被测电极接地回路依次经前置放大电路、选频电路、检波电路、模数转换电路后连接至单片机，所述标准方波信号发生器的输入端与单片机相连，标准方波信号发生器的输出端与档位切换电路的输入端相连，档位切换电路的输出端与被测电极接地回路相连，液晶显示器、键盘、通信接口均连接单片机。本发明的电极接地回路阻抗测量装置电路简洁、测量快速、成本低廉，工作安全可靠。

技术领域

本发明涉及电法勘探技术领域，特别涉及一种电极接地回路阻抗测量装置及测量方法。

背景技术

在电法勘探施工中普遍存在电极接地问题，电极接地阻抗大小直接影响勘探仪器的发送功率与接收机采集数据的质量，因而测量电极接地回路的电阻、电感值在电法勘探领域很有必要。传统电法勘探电极输入回路常用极距在20m～2000m之间，电极接地回路电感大致在十几uH～20mH范围内，电法勘探工作频率在10Hz及以上时，大地的激发极化效应很弱，大地响应呈阻性。

目前，传统的接地电阻测量仪并未考虑电法勘探成对电极接地的具体情况，常用补偿法或电位降法或万用表电阻档进行直流电阻测量，单纯的测试接地电阻以及测量低电阻的导体电阻值，无法消除电法勘探金属电极与大地之间极化电压的影响。直流电阻测量方法一方面受金属电极极化过程的影响，读数稳定下来需要几分钟的时间，测量过程缓慢；另一方面极化电压串入电极接地回路中(常用金属电极极化电压达数百mV以上)，导致很大的测量误差，测量结果难以应用；另外，电极接地回路的电感值，是发送不同频率电流时的重要的非线性影响因素，尤其是大极距发送较高频率电流时，电极接地回路电感成为影响发送电流频率特性的主要因素，测量发送回路电感值，不仅可以得知发送时的输出回路电感对不同频率电流影响程度，而且可以从测量信号中加以补偿，从而获得更真实的大地响应数据。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种结构简单、操作方便的电极接地回路阻抗测量装置，并提供一种电极接地回路阻抗测量方法。

本发明解决上述问题的技术方案是：一种电极接地回路阻抗测量装置，包括被测电极接地回路、前置放大电路、选频电路、检波电路、模数转换电路、单片机、液晶显示器、键盘、通信接口、标准方波信号发生器、档位切换电路，所述被测电极接地回路依次经前置放大电路、选频电路、检波电路、模数转换电路后连接至单片机，所述标准方波信号发生器的输入端与单片机相连，标准方波信号发生器的输出端与档位切换电路的输入端相连，档位切换电路的输出端与被测电极接地回路相连，液晶显示器、键盘、通信接口均连接单片机。

上述电极接地回路阻抗测量装置，所述单片机的型号为STM32F103RB。

上述电极接地回路阻抗测量装置，所述标准方波信号发生器包括第二十五电阻、第三十一电阻、第五二极管、第六二极管、第二场效应管、第四场效应管，所述第二十五电阻的一端、第五二极管的正极、第三十一电阻的一端、第六二极管的负极连接在一起作为标准方波信号发生器的输入端并接至单片机的PB1引脚，第二十五电阻的另一端、第五二极管的负极连接在一起并接至第二场效应管的栅极，第二场效应管的源极接3.3V电源，第三十一电阻的另一端、第六二极管的正极连接在一起并接至第四场效应管的栅极，第四场效应管的源极接地，第二场效应管的漏极与第四场效应管的漏极连接在一起作为标准方波信号发生器的输出端。