微机自动选频物探测量仪
专利汇可以提供微机自动选频物探测量仪专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种利用天然交变 电场 勘测地下 水 文、地热、工程地质问题的便携式微机自动选频物探测量仪。选用工作 频率 为25、67、170赫芝。由于采用了微机控制系统，并配有微型 打印机 ，可在现场一次顺序打印出三个频率的异常曲线图和相应数据，现场获得地质结论。本仪器采用单片微型计算机作为智能 控制器 ，可自动控制输入讯号增益和选频。，下面是微机自动选频物探测量仪专利的具体信息内容。
1、一种利用天然交变电场进行物探测量的便携式微机自动选频物探测量仪，由测量电极探头M和N、变增益输入放大级(1)、交流放大级(2)、自动电压调谐选频放大级(3)、交流放大级(4)、精密整流级(5)、模/数转换级(6)、单片微型计算机(7)、微型打印机(8)、开关控制电路(9)、驱动门电路(10)和工作状态显示电路(11)组成，其特征在于所述的变增益输入放大级(1)、自动电压调谐选频放大级(3)通过驱动门电路(10)与单片微型计算机(7)相连接，模/数转换级(6)、微型打印机(8)和开关控制电路(9)与单片微型计算机(7)相连接，组成一个微机控制系统。
2、按权利要求1所述的微机自动选频物探测量仪，其特征在于变增益输入放大级（3）由运算放大器、模拟开关和电阻组成。
3、按权利要求1所述的微机自动选频物探测量仪，其特征在于自动电压调谐选频放大级（3）由运算放大器、模拟开关、场效应管、电容、和电阻组成。
4、按权利要求1或3所述的微机自动选频物探测量仪，其特征在于电容C4、C5、C7、C8容量相等，电阻R9与R15阻值相等，电阻R10与R16阻值相等，电阻R11和R17阻值相等，场效应管T1和T2特性一致。
本实用新型是一种利用天然交变电场勘测地下水文、地热、解决工程地质问题（如地基稳定性问题、寻找地下洞穴、古墓、古建筑、确定地下断裂破碎带等问题）的便携式微机自动选频物探测量仪。
利用天然交变电场选频方法进行地质勘探解决几百米内地质问题是最近几年新发展起来的有效物探方法（地球物理勘探方法的简称）之一，目前现有此类仪器主要由输入级、衰减级、交流放大级、选频放大级、整流级和读数表头或数字显示部分组成。在衰减级和选频放大级都使用机械式波段开关人工变换讯号衰减和实现选频，在野外实测时需要对每个测点进行人工读数，并做以书面记录，然后进行室内描点，画出异常曲线图，再进行资料分析，获得地质结论。这种仪器不能实现现场分析，劳动强度大，工作周期长。另外，使用多个机械式波段开关操作繁索，容易出现接触不良情况，并且不能实现瞬间对几种频率讯号测量，影响了讯号采样的同一时间性。
本实用新型的目的是要提供一种具有微机控制系统的便 携式天然电场微机自动选频物探测量仪，应用微机自动控制实现变增益输入放大和选频测量，并可一次顺序打印出三条不同频率的异常曲线图和相应数据，供现场资料分析和作出异常推断解释结论。
其具体解决方案是：
（一）采用体积小、功耗低、具有内存贮器的单片微型计算机作为该仪器的智能控制器和测量数据的存贮器。
（二）采用由微机程序控制的模拟开关取代过去的机械式波段开关，完全靠预先编好的程序控制对输入讯号的变增益输入放大和改变电压调谐选频放大电路的调谐电压，以分别实现对三个频率的选频放大，完成对三个测频的一次连续性自动测量。
（三）在微机接口端连接一个微型打印机，测量完毕后在微机控制下一次自动顺序打印出三条不同频率的异常曲线图和相应数据。
（四）选用两种具有大地电磁场特征的频率作为测量频率，其一是大地与电离层之间的电场谐振而引起的舒尔曼（SCHUMAN）谐振频率之一的25赫芝（舒尔曼频率为8、14、20、25赫芝）；其二是由远处雷雨及其它原因引起的大地电磁场频率67和170赫芝（大地电磁场频谱较宽，仅选用这两个频率为代表）。
显而易见，本实用新型由于采用了微机控制系统实现自动测量，简化了操作，克服了不能保证讯号采样同一时间性的影响，提高了工作效率和可靠性。由于能实现现场资料分析，所以也大大减轻了野外工作人员的工作强度，并缩短了工作周期。仪器体积小，重量轻，耗能低，适合野外使用。
附图1是微机自动选频物探测量仪的工作原理方框图。图中M、N为两个测量电极探头，图中（1）为变增益输入放大级，（2）为交流放大级，（3）为自动电压调谐选频放大级，（4）为交流放大级，（5）为精密整流级，（6）为模／数转换级，（7）为单片微型计算机，（8）为微型打印机，（9）为开关控制电路，（10）为驱动门电路，（11）为工作状态显示电路。
附图2、附图3是微机自动选频物探测量仪的电路原理图，两图间字母相同处连接。天然交变电场讯号通过探头M、N输入仪器。电阻R1和电容C1起耦合作用。运算放大器IC1、模拟开关IC2、IC3、分压电阻R2、R3、R4、R5和调零电位器W1一起组成变增益输入放大级，具有高输入阻抗。模拟开关IC2、IC3共有三组开关，受单片机控制而动作，以改变运算放大器IC1反馈电压，从而实现输入讯号电压的增益控制。电容C2为级间耦合电容。运算放大器IC4、电阻R6、R7和调零电位器W2一起组成交流放大级，对输入讯号进一步放大。场 效应管T1和T2，电容C4、C5和C7、C8，电阻R8、R12、R13和R14、R18、R19，分压电阻R9、R10、R11和R15、R16、R17，调零电位器W3和W4，运算放大器IC5和IC7，连同模拟开关IC6一起组成自动电压调谐选频放大级（由两级构成），是通过带通滤波实现选频放大的。在C4＝C5＝C7＝C8时，带通滤波中心频率Wo由公式：
决定，其中RT1和RT2分别为场效应管T1和T2源漏极间等效电阻。并且在此级设计中使R9＝R15，R10＝R16， R11＝R17，RT1＝RT2，模拟开关IC6具有两组独立双开关，受单片机控制而动作，从而改变场效应管T1和T2的栅压以改变其源漏极间等效电阻RT1和RT2，也就改变了带通滤波的中心频率，实现自动选频放大功能。电容C3、C6、C9为耦合电容。电阻R20、R21、R22、调零电位器W5和运算放大器IC8一起组成交流放大级，将选频讯号作进一步放大。电容C10为级间耦合电容。运算放大器IC9、IC10、电阻R23、R24、R25、R26、R27、R28、R29、R30、调零电位器W6、 W7和二极管D1、D2一起组成精密整流级。电阻R33和R34，电容C11、C12和C13、C14一起组成两个电源滤波电路，分别与直流电源正负9伏相连接，电阻R31和R32对经过整流的选频讯号进行分压。集成块IC11、二极管D3、电阻R35、R36、R39和电容C15一起组成模／数转换级，将选频模拟电压讯号转换成数字讯号，并接正5伏工作电压。Q为晶体振荡器，和电容C16、C17一起组成单片机（7）的时钟电路，在单片机（7）内部只读存贮器中存有各种控制程序，起智能控制作用；内部随机存贮器中存放测量数据。微型打印机（8）与单片机（7）数据接口连接，并受其控制。驱动门IC12、发光二极管D4、D5和电阻R37、R38一起组成仪器的工作状态显示电路，与机壳A连接，分别显示测量状态或打印状态。驱动门IC13对单片机提供的各模拟开关控制信号起驱动作用。钮子开关K1为采样开关，K2为随机启动打印机开关（每完成20个测点，不需启动K2也可实现自动打印），K1、K2和电阻R40、R41一起组成开关控制电路，与直流电源正5伏连接。
作为本实用新型的最佳实施例是将附图1框图中各部分安装在印刷线路板上，然后将印刷线路板组装在一个铝皮做成的机箱中（L240mm×H230mm×W140mm）。
M、N测量电极，上端为φ20×300mm园木棍，镶嵌 在φ22×500mm的铜管中（将铜管部分全部打入地下），测线与铜管焊接牢。两极测线为20米。仪器中各线路均采用典型单元线路，主要元件规格型号见附表。其中所采用电阻均为金属膜电阻。电阻、电容、晶体振荡器、电位器、二极管、微型打印机均采用国内产品。运算放大器、模拟开关、驱动门均为上海无线电十四厂，北京半导体器件五厂产品，单片微型计算机为国内销售的美国进口大规模集成电路。现在本实用新型已试制成功，并达到了预期效果。
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