[发明专利]一种单通道大地电场仪

权利要求书

1.一种单通道大地电场仪，包括单通道大地电场仪室、尾椎、电极线缆和两个外部测量电极；尾椎呈圆锥状，用于将圆锥状尾椎的细端插入土中固定整个单通道大地电场仪，尾椎位于单通道大地电场仪室下方，圆锥状尾椎的粗端通过螺栓与单通道大地电场仪室连接，螺栓与单通道大地电场仪室之间由O型圈进行密封；在单通道大地电场仪室内部设置有采集模块、GPS模块和无线传输模块，采集模块由运算放大器、模数转换器、微控制器、SD存储卡组成；单通道大地电场仪的微控制器(核心控制部件)通过UART接口与GPS模块相连，通过SPI接口与无线传输模块连接；电极线缆自单通道大地电场仪室内部引出并连接两个外部测量电极，电极线缆在单通道大地电场仪室内部焊接采集模块电路板上，实现了单通道即单个采集源的电场数据采集功能。

2.根据权利要求1所述的单通道大地电场仪，其中，两个外部测量电极之间的差分信号通过电极线缆作为一路输入信号输入到采集模块电路板，实现单通道即单个采集源的电场信号采集；采集模块中运放电路采用差分输入输出方式，由结构相同的正信号通道与负信号通道构成，每个信号通道都包括运算放大器以及反馈电阻，使放大倍数根据电阻大小可调。

3.根据权利要求1或2所述的单通道大地电场仪，其特征在于：利用无线传输技术现场检测单通道大地电场仪，即由计算机通过无线传输技术与单通道大地电场仪内部无线传输模块无线连接；在微控制器控制下，将采集的数据传输到单通道大地电场仪内部无线传输模块，单通道大地电场仪内部无线传输模块再通过无线传输技术发送到计算机上，在计算机上进行数据质量检测。

4.根据权利要求1或2所述的单通道大地电场仪，其特征在于：通过所述无线传输模块控制单通道大地电场仪的工作状态，单通道大地电场仪处于休眠模式时，休眠模式功率消耗：0.8mW，单通道大地电场仪处于工作模式时功率消耗：0.1W；工作模式结束后自动进入休眠模式。

5.使用如上述权利要求所述的单通道大地电场仪的方法，其包括下列步骤：

(1)选择好布设地点和方位，利用尾锥固定单通道大地电场仪。第一单通道大地电场仪和第二单通道大地电场仪布设在同一位置，两条缆线相互垂直布放，如第一单通道大地电场仪两条线缆正南正北布设，第二单通道大地电场仪的线缆则正东正西进行布设，实现同一地点的相互垂直方向数据采集。

(2)选择合适第一单通道大地电场仪和第二单通道大地电场仪之间的极距，利用线缆将电极放置到合适位置。

(3)将单通道大地电场仪通过USB接口唤醒后，利用计算机连接单通道大地电场仪无线模块。

(4)利用无线模块设置单通道大地电场仪采集时间、采样率等参数。

(5)单通道大地电场仪进入采集状态后，利用无线接收实时数据，验证数据。

(6)验证数据结束后，关闭单通道大地电场仪无线模块，设置下一台单通道大地电场仪。

(7)采集结束后，利用USB接口连接计算机，通过大容量存储设备提取数据，提取结束后再次进入休眠模式。