专利汇可以提供与PC-1500袖珍计算机配接的数字化地震仪专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本实用新型介绍了一种与PC-1500袖珍计算机配接的数字化 信号 增强型 地震 仪。该仪器由多通道选择 开关 、放大、滤波、 模数转换 、译码、 锁 存等 电路 构成,由 检波器 来的信号经多通道开关选通道、放大、滤波、再放大,模数转换后送入PC-1500机内存。PC-1500机的地址线通过译码器控制采集、锁存及模数转换。通过设置的选择开关K1可使该机具有数字 电压 表功能,通过手启动开关K2可在任意时刻开始 数据采集 ,能对各种可转化为电压量的物理量进行数字采集和处理。,下面是与PC-1500袖珍计算机配接的数字化地震仪专利的具体信息内容。
1、一种与PC-1500袖珍计算机配接的数字化地震仪,其特征是它由多通道选择开关、运算放大器、滤波器、模数转换器、锁存器、三态门、反相器、稳压器、译码器及手启动开关(K2)和锤击开关信号线(A)构成,多通道选择开关各输入端分别与检波器相连,输出端与前置放大器相连,前置放大器输出端连接滤波器,主放大器将滤波后的信号放大并送给模数转换器,稳压器和反相器组成稳压电源,给模数转换器提供正负参考电压,锁存器输入端与模数转换器输出端均与PC-1500机相应数据线相连,锁存器输出端与多通道选择开关的控制端相连,以控制多通道选择开关选择通道,译码器输入端连接PC-1500机地址线,其输出端分别控制锁存器、三态门和模数转换器的工作状态,三态门与一根PC-1500机的数据线相连,控制数据采集开始与否,启动信号由三态门输入端输入。
2、如权利要求1所述的与PC-1500袖珍计算机配接的数字化地震仪,其特征在于在主放大器与模数转换器之间设有一个单刀双位开关K1,将模数转换器输入端与多通道选择开关输出端或主放大器输出端相连。
目前,我国常用的数字化信号增强型浅层地震仪,无论国产或进口产品,其价格均在十万元以上,即使不包括电瓶,充电机在内,主机重量也在20-26公斤之间,耗电50瓦左右,虽为数字化仪器,但其数字仅储存在仪器内部的存储器中,或记录在磁带(盘)上,若需将数字输入计算机,则需购置专用接口设备。因此,此类仪器目前在野外工作中只能当作模拟仪器使用。
本实用新型的目的是设计一种重量轻、耗电省、能与国内普遍使用的PC-1500微机配接,适于野外作业、价格较低的数字化地震仪。
本实用新型针对上述目的采取的技术方案是:它由多通道选择开关、运算放大器、滤波器、模数转换器、锁存器、三态门、反相器、稳压器、译码器、转换开关及锤击开关手启动开关构成。多通道选择开关各输入端分别与检波器相连,输出端与前置放大器相连,前置放大器输出端连接滤波器,主放大器将滤波后的信号放大并送给模数转换器、稳压器和反相器组成稳压电源,给模数转换器提供正负参考电压,锁存器输入端和模数转换器输出端的数据线均与PC-1500机相应数据线相连,译码器输入端连接PC-1500机地址线,其输出端分别控制锁存器、三态门及模数转换器的工作状态。启动信号由三态门的输入端输入,三态门的输出端与数据线相连。
下面结合附图对本实用新型进一步说明。
图1本实用新型电原理图
图2本实用新型工作接线图
图3仪器工作流程图
图1中,多通道选择开关选用八选一多通道开关4051,其输入端分别与8个检波器相连,由检波器来的信号经八选一开关后,经集成电路LM725前置放大器放大、MF6、MF10滤波,LM725放大后,在模数转换器7574中变成数字信号并进入PC-1500机内存,稳压器1403和反相器LM725共同为模数转换器7574提供正负参考电压。八选一开关的输出端轮流与8个检波器接通,8个检波器的信号被轮流地进行放大、滤波、再放大、模数转换后送入计算机内存。译码器138的四个输出端y0、y1、y2、y3分别与7574控制端14、15脚、三态门4052控制端6脚、锁存器175控制端9相连。其控制作用是:控制锁存器输出端锁定与否,进而由锁存器控制八选一多通道开关选择通道及控制模数转换器是否进行转换及是否输出转换结果。三态门4052的3脚接PC-1500机的数据线D7,其输入的启动信号可是人为将1脚接地所产生的低电平,也可以是由锤击开关产生的负脉冲经信号线A输入三态门。
为了充分利用计算机并使其功能有所扩展,本实用新型采取了如下技术措施:
1、将启动信号通过三态门接在数据线D7上,利用计算机的位检测功能来检测启动信号。
通常,浅层地震仪要求在起震的瞬间仪器开始工作。重锤锤击地面的时刻就是起震时刻。在重锤上固定一锤击开关,锤击开关在重锤击地的瞬间,产生一个负脉冲。该负脉冲就是仪器开始数据采集的启动信号。该负脉冲可由与三态门输入端相连的手启 动开关产生,因此可在任意时刻进行数据采集。为了检测该启动信号,本实用新型中,把锤击开关的输出端通过三态门4052的1脚与计算机的D7线相连,利用计算机的位检测功能来检测D7线的值,以确定启动信号是否出现。其具体步骤如下:
(1)使计算机的累加器最高位赋1。
(2)使锤击开关的信号进入累加器A。(若锤击开关有信号,则该信号使累加器A的最高位置零。)
(3)检测累加器A的最高位是否为零。
(4)若累加器的最高位不为零,则返回步骤(1)重新执行;若累加器A的最高位为零,则向下执行,开始数据采集。
2、用通道开关来实现对多通道信号的数字采集。具体步骤如下:
(1)当计算机执行POKE#£18、0时,与零通道相连的检波器信号能够通过,经前放、滤波、主放后到达模数转换器的输入端。
(2)当计算机执行语句POKE#£0、0时,y0信号使模数转换器7574开始模数转换,转换成的数字存入模数转换器的存储单元。
(3)当计算机执行语句PEEK#£0.8H时,译码器的y1有负脉冲输出,y1信号使模数转换器动作,将三态门打开,数据进入计算机的数据线上并进入计算机的内存。
如果步骤1中是执行POKE#18、1,则对与第一道相连的检波器信号进行上述工作,同理,执行POKE#18、7则是对第7道检波器信号进行上述处理,轮流执行POKE#18、1-POKE#18,7即可实现对八道信号的数据采集。
(4)根据机器指令和机器周期确定采样间隔
由于PC-1500机的机器周期是0.77微秒,根据机器所执行的指令和每条指令所用的机器周期可以很准确地得出采样间隔,而 且可以很方便地设置采样间隔。单道信号由B点输入,最小采样间隔为60.83微秒,多道信号则通过八选一开关输入,最小采样间隔为100微秒乘以道数。在计算机键盘上键入控制机器空操作的次数,就可控制延时的长短,以控制采样间隔的长短。
(5)利用计算机的计算功能来完成信号迭加
首先将累加单元充零,将第一次锤击采集的数字存入存储单元,并把存储单元的数和累加单元的数相加,结果存入累加单元,然后再将第二次锤击采集的数字存入存储单元,并把存储单元的数字和累加单元的数相加,将结果存入累加单元。这样,就完成了二次信号的叠加,即所谓信号增强。如此重复锤击,直到取得满意的结果为止。
(6)利用开关K1使该仪器具有数字电压表的功能,且数字进入计算机,便于计算。
将开关K1置于1时则放大、滤波部分被断开,模数转换器把外来电压信号转换成数字,进入计算机内存,以备资料处理。
(7)利用手动开关K2可以在任意时刻进行数字采集。
当按下手动开关K2后,三态门4052的1脚为零电位。该零电位通过三态门4052经数据线D7被送到累加器A的最高位。计算机检测到A的最高位为低电平时,则开始采样。
本实用新型的工作是在计算机的控制下进行的。整个控制软件分机器指令和高级语言两部分。控制数据采集的软件是机器指令,以提高数据的采集速度。控制绘图、打印等是高级语言。
在图2中,1是放大档调节旋钮,2是滤波档调节旋钮,3是手动开关,4是启动信号输入端,与固定在大锤上的锤击开关输出端相连。5是电源插座,与干电池组相连,6是信号输入端,与埋在地表层的检波器相连,PC-1500机与录音机相连,可将进入计 算机内存的数字转录在磁带上,以便进行下一测点的工作。
整机的工作流程如图3所示。
本实用新型的优点是质量价格比高、重量轻、功耗低、一机多用,特别适用于野外作业。由于PC-1500机在我国各单位使用相当普遍,因此可不必购置PC-1500机而只需购置本实用新型,把本实用新型与PC-1500机连上,可作地震仪和数字电压表,对其它各种物理量,只要将其转化为电压量,则均可使用本实用新型及配接的PC-1500机进行数字采集和数据处理。分开时,PC-1500机又可作为独立的计算机使用。
由于本实用新型具有低廉的价格和卓越的功能,因此,必将在地质、矿山、铁道、水利、气象、城建等需进行野外探测的部门或是需将大量电压信号数字化后进行计算的部门得到广泛的应用。
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