[发明专利]一种地电场传感器系统及其电极埋设方法

权利要求书

1.一种地电场传感器系统，包括前级信号调理电路和后级信号调理电路；前级信号调理电路放置在前端观测场地，后级信号调理电路放置在观测室内；其特征在于：所述的前级信号调理电路包括前级无源带通滤波器、前级混合仪表放大器、前级有源带通滤波器和前级单端转差分电路；公共电极与南北方位电极接入一个前级信号调理电路的前级无源带通滤波器，同时与东西方位电极接入另一个前级信号调理电路的前级无源带通滤波器；南北方位电极和公共电极，或东西方位电极和公共电极检测的地电场信号传入前级信号调理电路后，在前级信号调理电路中依次经前级无源带通滤波器滤波、前级混合仪表放大器放大、前级有源带通滤波器滤波以及前级单端转差分电路信号调理后，差分信号输出至对应的一个后级信号调理电路中；所述的后级信号调理电路包括后级无源带通滤波器、后级仪表放大器、调零电路、后级Fliege陷波器、后级电压跟随及低通滤波器、后级放大及单端转差分电路、A/D转换器和控制器；前级信号调理电路输出的信号依次经后级信号调理电路的后级无源带通滤波器滤波、后级仪表放大器放大、后级Fliege陷波器滤波、后级电压跟随及低通滤波器跟随与滤波、后级放大及单端转差分电路信号调理后，差分信号输出至A/D转换器，A/D转换器模数转换后传给控制器；控制器计算出调零电压值，并通过控制信号让调零电路中的D/A转换器产生调零电压，调零电压经调零电路中的后级电压跟随器后输出至后级仪表放大器的电压参考脚，实现后级仪表放大器的调零；

所述的前级混合仪表放大器包括放大器一U1、电容一C1、电阻一R1、电阻七R7、电阻二十一R21、电容十六C16、放大器四U4、电阻四R4、电阻十六R16、电阻二十五R25和放大控制芯片一U2；放大器一U1和放大器四U4的型号均为AD745JR-16；放大器一U1的管脚3与电容一C1、电阻一R1和电阻七R7的一端连接；电阻四R4的一端与放大控制芯片一U2的管脚3连接，放大控制芯片一U2的型号为INA128U；放大器一U1的管脚12与电容一C1、电阻一R1和电阻四R4的另一端连接；放大器一U1的管脚6与-6V电源连接，放大器一U1的管脚13与+6V电源连接；电阻七R7的另一端与放大器四U4的管脚3、电阻二十一R21的一端和电容十六C16的一端连接；电阻二十一R21的另一端与电容十六C16的另一端、放大器四U4的管脚12和电阻十六R16的一端连接；放大器四U4的管脚13与+6V电源连接，放大器四U4的管脚6与-6V电源连接；电阻十六R16的另一端与放大控制芯片一U2的管脚2连接；电阻二十五R25的一端与放大控制芯片一U2的管脚8连接，另一端与放大控制芯片一U2的管脚1连接；放大控制芯片一U2的管脚5接地，管脚7与+6V电源连接，管脚4与-6V电源连接，管脚6输出信号Signal1；放大器一U1和放大器四U4的管脚5分别接前级无源带通滤波器的输出信号正极和输出信号负极；

电极的埋设过程具体如下：

步骤一、钻井孔，井孔深度大于3m，井孔内径为136mm；

步骤二、南北方位电极、东西方位电极和公共电极分别用绳拴牢，然后分别放入一个井孔底部；公共电极、南北方位电极以及东西方位电极与前级信号调理电路的连接线位于地下部分均置于套管内，前级信号调理电路置于安放公共电极的井孔上方；每个井孔的顶部开设检测孔；连接线采用整根多股铜芯绝缘导线，或单根连接线不够长时，将多根连接线通过接头进行焊接，做好绝缘和防腐处理后再将接头埋入焊接处开设的检测孔内；南北方位电极或东西方位电极的连接线接前级信号调理电路的那端有一段位于安放公共电极的井孔外的检测孔内；

步骤三、每个井孔填入1米以上的细粒土压实，随后用井孔钻出的土填满整个井孔并夯实；每个检测孔顶部设置盖板。