[发明专利]一种地电场传感器系统及其电极埋设方法

说明书

本发明公开了一种地电场传感器系统及其电极埋设方法。现有地电场信号长距离传输损失了微弱信息。本发明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；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进一步信号调理。本发明前级电路采用混合仪表放大器，具有高输入阻抗、低噪声、低失调的优点；电极埋设方法保证电极能够与土壤介质的良好接触，增强电极工作的长期稳定性。

技术领域

本发明涉及地球物理电场勘探技术领域，尤其涉及一种地电场传感器系统及其电极埋设方法。

背景技术

目前国内使用的地电场仪器主要为ZD9A型地电场仪，其电极信号经中心汇集后，未经任何信号处理直接经电缆线传输至记录室，因为电场信号为微弱信号，长距离传输损失了微弱有用信息，对地电场信息的提取不利，如记录室距离中心汇集点太近，记录室人员活动及市电等干扰也难以避免。

发明内容

针对以上所述的技术缺陷，本发明的一个目的是提出一种前级与后级分体结构的地电场传感器系统，前级部分就近对电极之间的高阻抗微弱电压信号进行信号调理，有利于信号的长距离传输，提高信噪比；后级部分对前级部分长距离传输来的信号进一步信号调理，适合对数据进行采集及处理。本发明的另一个目的是提出一种电极埋设方法，保证电极能够与土壤介质的良好接触，增强电极工作的长期稳定性，有效提高地电场观测质量，有效屏蔽周围环境的电场干扰，确保测量电场信号的准确性。

本发明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；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。