[发明专利]一种可用于多种勘探方法的多功能电极转换箱

说明书

本发明公开了一种可用于多种勘探方法的多功能电极转换箱，由锁存驱动模块、同步传感器模块、多路电流输入控制模块与封闭金属壳体4部分组成，同步传感器模块实现了继电器吸合与数据采集的同步性，减少了因指令发送与继电器吸合产生的时间差，从而保证了数据的实时可靠；多路电流输入控制模块通过控制不同路上的继电器的通断，实现了不同的电极排布方式，满足了不同探测方法的探测需求；封闭金属壳体是为了防止隧道、煤矿、水利等复杂地下工程中的水汽、尘埃对仪器造成影响，起到了保护仪器的作用。

技术领域

本发明涉及一种可用于多种勘探方法的多功能转换箱，涉及常规电阻率、时域激发极化、聚焦激发极化、高密度电阻率、电阻率实时监测、电阻率CT六种勘探方法的电极转换，是地球物理勘探中的专用设备。

背景技术

随着经济的不断发展，科学技术的不断进步，隧道、煤矿、水利等地下工程不断发展，随之发生突水突泥、塌方等地质灾害，造成人员伤亡、经济损失以及环境破坏，因此为防止在施工期地质灾害的发生，需在施工期实施超前地质预报，目前主要的预报方法与仪器有常规电阻率法、高密度电阻率法、激发极化法、瞬变电磁法、地质雷达、TSP、TGP以及红外探水等，其中常规电阻率法、高密度电阻率法、激发极化法均需要布设电极进行探测，目前现有的仪器可以实现以上几种方法，但是其每种方法之间切换时需要对电极进行重新排布，因此使得探测时间过长，妨碍了隧道、煤矿、水利等地下工程的施工，因此为了实现几种探测方法电极之间的切换，减少探测时间，需要设计一种实现几种探测方式电极相互转换的仪器，以满足工程应用。

针对实现不同探测方式电极之间相互切换的要求，研制基于MSP430为核心的多功能电极转换箱，面临以下难题：

(1)不同探测方法存在不同的电极排布方式，如何通过转换箱实现个电极之间的切换，满足不同探测方法的电极排布需求。

(2)采集信号的实时性是保证数据准确可靠的前提，由于信号发出与继电器吸合存在时间差，如何实现信号的同步采集，需要对继电器进行改进。

(3)缩短探测时间，需要对继电器可以同时操作，如何实现多路的同时控制，同时应避免因多次发送信号而引起的切换错位。

(4)常规电阻率、时域激发极化、聚焦激发极化、高密度电阻率、电阻率实时监测、电阻率CT六种勘探方法的电极转换的实现。

(5)由于转换箱要长时间在隧道、煤矿、水利等地下工程中应用，潮湿、粉尘、震动对转换箱有很大的影响，如何实现转换箱的长时间工作。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述难题，提供一种可用于多种勘探方法的多功能电极转换箱，实现常规电阻率、时域激发极化、聚焦激发极化、高密度电阻率、电阻率实时监测、电阻率CT六种勘探方法的电极转换，实现信号的同步采集，同时适应复杂的探测环境与满足有限的探测时间。

为实现上述目的，本发明的具体方案如下：

一种可用于多种勘探方法的多功能电极转换箱，包括：封闭壳体，以及设置在封闭壳体内部的锁存驱动模块、同步传感器模块和多路电流输入控制模块；

所述锁存驱动模块对接收到的继电器跳变控制指令进行锁存保护，并将所述控制指令传送至多路电流输入控制模块，所述同步传感器模块设置在多路电流输入控制模块上；

所述多路电流输入控制模块按照所述控制指令进行相应的跳变，当继电器吸合时，触发同步传感器模块向主机发送继电器吸合信息，接收到所有继电器的吸合信息后，主机开始进行数据采集，实现继电器跳变与数据采集的同步。

所述锁存驱动模块包括锁存器和继电器驱动器；所述继电器驱动器的输入端与锁存器输出端一一对应连接，实现继电器的单一动作。