技术领域
[0001] 本实用新型属于地球物理勘探仪器设备技术领域，具体涉及一种有源降噪不极化电极。
背景技术
[0002] 随着科技的不断发展，人们对地球内部的探索越来越深入。由于地球内部构造复杂且不能进行直观的探测，需要采用不同的物理勘探方法。就目前而言，勘探地球深部资源的有效地球物理勘探方法主要包括可控源音频电磁法CSAMT、瞬变电磁法LOTEM、大地电磁测深法MT和井地ERT方法等。这几种方法都是以测得的大地
电场和
磁场分量来计算和分析地下
地层结构的，特别是MT、CSAMT方法都是以电场和磁场之间的关系来计算大地视
电阻率和地表电位的，所以电极对大地电场信息和磁场信息的分辨能
力非常重要，它将直接影响
数据处理时正演和反演的
精度以及可信程度。
[0003] 不极化电极作为最前端的装置，直接埋置在大地
土壤中，与大地充分
接触，用于感应和传递大地电场信息，电极上感应到的
信号通常会受到井地现场自然电位和工频干扰，同时周围环境
温度变化，电极自身极化现象的影响，都使待测信号特征发生改变，从而引起测量误差，对采集结果造成很大影响。故而不极化电极的
分辨率、精度以及
稳定性能将直接影响到所采集到的电场数据。
[0004] 由此，不极化电极的研制就变得尤为重要，努力提升它的技术参数、性能指标是地球物理勘探的首要任务。到目前为止，国内外还没有一种适用于地球物理勘探用的主动降噪有源不极化电极。实用新型内容
[0005] 针对
现有技术中存在的上述问题和
缺陷，为了克服现有不极化电极的不足，本实用新型提供了一种有源降噪不极化电极，能在地球物理勘探信号采集最前端进行主动降噪，相比目前市场上的普通不极化电极具有噪声低、分辨率高等优点。
[0006] 为此，本实用新型采用了以下技术方案：
[0007] 一种有源降噪不极化电极，包括不极化电极极罐、防
水盒、输入插头、输出插头；所述输入插头和输出插头分别固定安装在防水盒的两侧，所述不极化电极极罐与输入插头通过电性连接组成输入端，所述输出插头与地球物理勘探仪器通过电性连接组成输出端；所述防水盒为密封防水的盒状结构，其内部固定有源降噪系统，有源降噪系统的两端分别与输入插头和输出插头通过电性连接，所述有源降噪系统用于对采集信号过程中的噪声进行中和，从而实现降噪。
[0008] 优选地，所述有源降噪系统包括防
雷击保护模
块、前置放大模块、滤波模块、信号调理模块和锂
电池，所述防雷击保护模块、前置放大模块、信号调理模块、滤波模块依次通过电性连接，并封装在印刷
电路板上，所述印刷
电路板固定在防水盒的底部；所述锂电池固定在防水盒的内部，用于给上述模块供电。
[0009] 优选地，所述锂电池采用标准锂电池18650，通过专用底座固定在防水盒的内部。
[0010] 优选地，所述锂电池的外部设有滤波电路，供电
电压为3.7V。
[0011] 优选地，所述输入插头和输出插头均为防水航空插头，二者均通过螺钉固定安装在防水盒的侧边。
[0012] 优选地，所述输入插头采用两芯卡口式航空插头。
[0013] 优选地，所述输出插头采用四芯卡口式航空插头。
[0014] 优选地，所述防水盒为塑料防水盒。
[0015] 优选地，所述不极化电极极罐与输入插头之间采用地球物理勘探用电极专用线连接。
[0016] 优选地，所述防水盒的表面安装有防水带灯电源指示
开关，用于显示电源的状态。
[0017] 与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
[0018] (1)本实用新型在现有不极化电极极罐的
基础上增加一个有源降噪系统，通过降噪系统产生与外界噪声大小相等而
相位相差180度的信号，将噪声中和，从而实现降噪的目的，保证地球物理野外勘探仪器采集到的最前端信号噪声最小。
[0019] (2)在结构上输入端采用专用
接口，有源降噪系统部分可重复使用，只需要更换不极化电极极罐，重复利用率高，也降低了成本；输出端采用国内主流地球物理勘探仪器专用接口，通用性强。
[0020] (3)整个系统具有噪声低、频带宽、功耗低、分辨率高、结构简单、防水、体积小、重量轻、适用于所有地球物理勘探用的不极化电极等优点。
附图说明
[0021] 图1是本实用新型所提供的一种有源降噪不极化电极的结构组成示意图。
[0022] 图2是本实用新型中有源降噪系统的电性连接示意图。
[0023] 图3是本实用新型中输入插头、输出插头与有源降噪系统的电性连接示意图。
[0024] 图4是本实用新型中防水带灯电源指示开关与锂电池的电性连接示意图。
[0025] 图5是本实用新型中防雷击保护模块的电路结构图。
[0026] 图6是本实用新型中前置放大模块的电路结构图。
[0027] 图7是本实用新型中信号调理模块的电路结构图。
[0028] 图8是本实用新型中滤波模块的电路结构图。
[0029] 附图标记说明：1、不极化电极极罐；2、防水盒；3、防雷击保护模块；4、前置放大模块；5、滤波模块；6、输入插头；7、锂电池；8、输出插头；9、防水带灯电源指示开关；10、信号调理模块。
具体实施方式
[0030] 下面结合附图以及具体
实施例来详细说明本实用新型，其中的具体实施例以及说明仅用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。
[0031] 如图1所示，本实用新型公开了一种有源降噪不极化电极，包括不极化电极极罐1、防水盒2、输入插头6、输出插头8；所述输入插头6和输出插头8分别固定安装在防水盒2的两侧，所述不极化电极极罐1与输入插头6通过电性连接组成输入端，所述输出插头8与地球物理勘探仪器通过电性连接组成输出端；所述防水盒2为密封防水的盒状结构，其内部固定有源降噪系统，有源降噪系统的两端分别与输入插头6和输出插头8通过电性连接，所述有源降噪系统用于对采集信号过程中的噪声进行中和，从而实现降噪。
[0032] 具体地，如图2和图3所示，所述有源降噪系统包括防雷击保护模块3、前置放大模块4、滤波模块5、信号调理模块10和锂电池7，所述防雷击保护模块3、前置放大模块4、信号调理模块10、滤波模块5依次通过电性连接，并封装在印刷电路板上，所述印刷电路板固定在防水盒2的底部；所述锂电池7固定在防水盒2的内部，用于给上述模块供电。
[0033] 具体地，所述锂电池7采用标准锂电池18650，通过专用底座固定在防水盒2的内部。
[0034] 所述锂电池7的外部设有滤波电路，供电电压为3.7V。
[0035] 具体地，所述输入插头6和输出插头8均为防水航空插头，二者均通过螺钉固定安装在防水盒2的侧边。
[0036] 具体地，所述输入插头6采用两芯卡口式航空插头。
[0037] 所述输出插头8采用四芯卡口式航空插头。
[0038] 具体地，所述防水盒2为塑料防水盒。
[0039] 具体地，所述不极化电极极罐1与输入插头6之间采用地球物理勘探用电极专用线连接。
[0040] 具体地，所述防水盒2的表面安装有防水带灯电源指示开关9，用于显示电源的状态。
[0041] 实施例
[0042] 一种有源降噪不极化电极，如图1所示，包括不极化电极极罐1、塑料防水盒2、有源降噪系统、输入防水航空插头6、输出防水航空插头8、防水带灯电源指示开关9。
[0043] 如图2和图3所示，防雷击保护模块3、前置放大模块4、信号调理模块10、滤波模块5和锂电池7通过电性连接组成有源降噪系统，封装在印刷电路板上，通过螺钉固定在塑料防水盒2的底部。
[0044] 锂电池7外部设置有滤波电路。
[0045] 输入防水航空插头6和输出防水航空插头8通过螺钉固定安装在塑料防水盒2的侧边。
[0046] 输入防水航空插头6采用两芯卡口式航空插头，与不极化电极极罐1通过电性连接组成输入端，输出防水航空插头8采用四芯卡口式航空插头与滤波模块5通过电性连接组成输出端。
[0047] 防水带灯电源指示开关9安装在塑料防水盒2表面。
[0048] 防水带灯电源指示开关9与锂电池7的放电端通过电性连接，如图4所示。
[0049] 锂电池7采用标准锂电池18650，通过专用底座固定在塑料防水盒2内部，体积小，重量轻，放电时间长，随同降噪不极化电极一同携带。
[0050] 本实用新型通过有源降噪系统产生与外界噪声大小相等而相位相差180度的信号，将噪声中和，从而实现降噪的目的，可以保证不极化电极的噪声水平达到μV级。
[0051] 本实用新型通过标准锂电池18650供电，供电电压3.7V，锂电池7输出端进行滤波处理，保证了降噪系统功耗低、电源噪声小，从而保证降噪不极化电极野外使用时供电可靠。
[0052] 本实用新型采用卡扣式进口防水航空插头、防水带灯电源指示开关、高强度塑料防水盒，适用于野外苛刻的工作环境。
[0053] 本实用新型的工作原理如下：不极化电极极罐1埋于大地土壤中，采用地球物理野外勘探方法，保证可靠接触大地，直接感应大地电场信号；然后电极信号采用地球物理勘探用电极专用线通过输入防水航空插头6连接至塑料防水盒2，从而进入前端的防雷击保护模块3，将大地电场信号转
化成后续电路可以处理的模拟
电信号；而大地电场信号在不同地质条件下，动态范围不同；为了能够成功有效地检测信号，本实用新型在有源降噪系统中采用前置放大模块4对信号进行前置放大处理，选择合适的放大倍数，从而满足
模数转换的量化区间的要求；放大后的信号再经过信号调理模块10进行调理后，保证信号为地球物理勘探仪器输入端的有效信号，传送给滤波模块5，电极信号流经低通滤波电路，滤除干扰噪声，抵消直流偏置影响。
[0054] 防雷击保护模块3、前置放大模块4、信号调理模块10和滤波模块5的电路结构图分别如图5-图8所示。
[0055] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则范围之内所作的任何
修改、等同替换以及改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
