[实用新型]一种用于ERT系统的电压数据采集电路

说明书

本实用新型提出了一种用于ERT系统的电压数据采集电路，通过将激励源选用交流电流激励源，可以有效消除极化现象；通过设置切换开关阵列，可以直接就近处理消除线路杂散电容干扰；通过设置结构相同的第一测量电路和第二测量电路，可以分别采集敏感场边界电极上的正弦波，其中，第一测量电路采集正弦波的正半周期，第二测量电路采集正弦波的负半周期；通过在第一测量电路中设置第一带通滤波器和第一差分放大器，可以对电极上的测量信号进行滤波和放大处理，使得电压数据采集电路具备高灵敏度和较大的测量范围的同时还可以抑制噪声。

技术领域

本实用新型涉及ERT技术领域，尤其涉及一种用于ERT系统的电压数据采集电路。

背景技术

ERT(电阻层析成像)技术是一种基于电阻传感器原理的层析成像技术，通过测量电阻率的分布来获得多相介质的分布。实际操作中，如图1所示，电极均匀等间距的布设在管道内壁，激励电流通过相邻两电极注入建立敏感场，在其它的相邻电极对上测量边界电压，然后依次切换到下一个相邻电极对上进行激励，再在其它的相邻、非激励电极对上测量电压。重复上述过程直到所有的相邻电极对都激励过、所有的独立测量电压都检测过。以16电极为例子，如图 1所示，在电极1与电极2之间采用幅值恒定的正弦电流信号作为激励信号，采集电极3与其它(除电极1与电极2)电极之间的端电压值，该端电压值是极其微弱的(毫伏级甚至更低)，并且其变化的范围可达到两个数量级，此外还有杂散电容，以及由于不同的激励频率所产生的直流噪声和高频噪声等干扰信号，这就需要要求测量和数据采集电路具有高灵敏度和较大的测量范围，并且能够抑制噪声。但是现有数据采集电路不能满足要求，因此，为解决上述问题，本实用新型提供一种用于ERT系统的电压数据采集电路，具备高灵敏度和较大的测量范围的同时还可以抑制噪声。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出了一种用于ERT系统的电压数据采集电路，具备高灵敏度和较大的测量范围的同时还可以抑制噪声。

本实用新型的技术方案是这样实现的：本实用新型提供了一种用于ERT系统的电压数据采集电路，其包括单片机、激励源、切换开关阵列和N对电极，还包括第一测量电路、第二测量电路和限幅器；

激励源的正极和负极分别与相邻两电极一一对应连接，其它的相邻电极对分别与切换开关阵列的多个输入端一一对应电性连接，切换开关阵列的选通端与单片机的地址端口电性连接，切换开关阵列的两个输出端分别与第一测量电路的输入端和第二测量电路的输入端一一对应电性连接，第一测量电路的输出端和第二测量电路的输出端分别与限幅器的输入端电性连接，限幅器的输出端与单片机的模拟输入端电性连接。

在以上技术方案的基础上，优选的，激励源为交流电流激励源。

在以上技术方案的基础上，优选的，第一测量电路包括第一带通滤波器和第一差分放大器；

第一带通滤波器的输入端与切换开关阵列的第一输出端电性连接，第一带通滤波器的输出端通过第一差分放大器与限幅器的第一输入端电性连接。

在以上技术方案的基础上，优选的，第二测量电路包括第二带通滤波器和第二差分放大器；

第二带通滤波器的输入端与切换开关阵列的第二输出端电性连接，第二带通滤波器的输出端通过第二差分放大器与限幅器的第二输入端电性连接。

进一步优选的，第一带通滤波器包括：电阻R1、电阻R2、电容C1和电容 C2；

切换开关阵列的第一输出端通过电阻R1分别与电阻R2的一端、电容C1 的一端和电容C2的一端电性连接，电容C1的另一端接地，电阻R2的另一端与第一差分放大器的输出端电性连接，电容C2的另一端与第一差分放大器的输入端电性连接。

进一步优选的，第一差分放大器包括放大器A和电阻R3-R5；