[发明专利]一种可寻址智能电极电路

说明书

技术领域

本发明属于勘探地球物理仪器领域，涉及分布式控制的电极电路，适合于高密度或多通道电法仪器的多电极自动切换的应用场合，具体涉及一种可寻址智能电极电路。

背景技术

高密度电法仪自20世纪80年代诞生以来，它们已广泛应用于用堤坝隐患探测、矿产资源勘察、岩溶勘探和考古等方面。高密度电法的原理和常规电法完全一样，都是以地层和岩矿石的导电性差异为基础。相对于常规电法而言，它具有许多优点：电极布设一次完成，可减少因电极设置引起的故障和干扰；进行多种电极排列方式的扫描测量，可获得丰富的地质信息；数据采集自动化，可减少人为失误，大大提高工作效率等。

各种高密度电法仪均包括主机和电极转换系统，其中电极转换系统是仪器设计的关键技术。电极转换系统主要分为三类，包括机械式电极转换、电子式电极转换和分布式电极转换。第一种仅用于早期的高密度电法仪器中，目前已经淘汰。电子式电极转换通过主机控制电极转换箱，电极转换箱的接线端与所控制的电极一一对应，由电极转换箱实现电极的转换，因此电极转换箱与电极之间均有独立的导线相连，相连导线数目不小于电极的数目，在电极数目较少(一般小于40)的情况下，通过多芯电缆能很好的实现连接。但电极的增多，要求电缆的芯数增加，从而会使多芯电缆过于笨重，这一矛盾限制了仪器本身的发展。采用分布式电极转换的高密度电法仪是这类仪器发展的方向，其最大特点是随着电极数目的增多，连接电极与主机的电缆芯数无需增多，这样为主机对更多电极(多达数百根)的控制提供可能。目前已有的一种分布式并行智能电极(授权号：CN 1266487C)，与主机通信采用RS-485协议，主机向所有智能电极广播，智能电极接受指令，进入各自的工作状态。但每一个智能电极均由一个独立单片机系统组成，包括AT89C51单片机、采样保持电路、A/D转换器及辅助电路组成，因此增加一个智能电极就必须增加一个完整单片机系统。为了简化系统，采用扩展工作电极的方式来设计，即一个智能电极对应多个工作电极，从而工作在同一个智能电极下的工作电极可共用一个单片机系统。这种分布式智能电极的主要问题是：尽管采用一个智能电极对应多个电极的控制方式，但不能从根本上解决多单片机系统的问题，造成系统复杂、稳定性差、功耗高等问题；同时带来另一个问题是这种仪器进行野外工作时，布线麻烦，首先要敷设一条智能电极与主机相连的电缆，另外工作电极与主机之间需采用长短不一的导线相连，工作效率就会因此降低。

发明内容

本发明的目的在于针对现有高密度电法仪电极转换电路的不足，提出一种可寻址智能电极电路，该电极电路的每一个电极具有唯一的地址码，主机根据地址码对电极中的可寻址芯片进行直接控制，可寻址芯片根据主机的指令发出计数信号，在计数器和模拟开关的协同工作下实现对相应继电器的控制，实现电极的自动转换。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种可寻址智能电极电路，其特征在于，包括可编址开关、计数转换电路、多选一模拟开关和多个继电器；所述的可编址开关的输入端接外部主控电路的控制端；所述的可编址开关的输出端接计数转换电路的脉冲输入端；所述的计数转换电路的信号输出端接多选一模拟开关的信号输入端；所述的多选一模拟开关的多个输出端口分别与多个继电器连接；多个所述继电器的触点对的一端均连接电极输出引线，多个所述继电器的触点对的另一端分别与多个电极选择端相接。

根据需要，所述的选择端可以是4、6、8或12，或者更多，根据实际需要而定。

所述的可编址开关为DS2405芯片，所述的计数转换电路采用可编程计数器4526；所述的多选一模拟开关采用4051芯片；继电器为4个，所述的电极选择端分别为N、M、B和A；DS2405芯片的PIO端接可编程计数器4526的CLK端，可编程计数器4526的信号输出端Q2、Q1和Q0端分别与4051芯片的信号输入端C、B和A端连接；4051芯片的信号输出端中的4个分别通过三极管与4个继电器的线圈串接；4个继电器的触点对的一个触点均连接电极输出引线，4个继电器的触点对的另一个触点分别与电极选择端N、M、B和A相接。

本发明的有益效果如下：