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    重庆时时彩正则大小: 一种自然电场动电观测系统.pdf

    关 键 词:
    一种 自然 电场 观测 系统
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    摘要
    申请专利号:

    CN201410180383.5

    申请日:

    2014.04.30

    公开号:

    CN103941293A

    公开日:

    2014.07.23

    当前法律状态:

    驳回

    有效性:

    无权

    法律详情: 发明专利申请公布后的驳回IPC(主分类):G01V 3/08申请公布日:20140723|||实质审查的生效IPC(主分类):G01V 3/08申请日:20140430|||公开
    IPC分类号: G01V3/08; G08C17/02 主分类号: G01V3/08
    申请人: 武汉普瑞通科技有限公司
    发明人: 吴煌坚
    地址: 430205 湖北省武汉市江夏经济开发区藏龙岛银河湾商业步行街5栋1-2层1室
    优先权:
    专利代理机构: 武汉荆楚联合知识产权代理有限公司 42215 代理人: 王健;王春娇
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201410180383.5

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2017.12.19|||2014.08.20|||2014.07.23

    法律状态类型:

    发明专利申请公布后的驳回|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    一种自然电场动电观测系统,包括测网布置系统和动电观测装置,测网布置系统包括参考电极(2)和两个以上的不极化电极(1),动电观测装置包括主控???、通讯控制???、数模转换???、通道选择???、电源???,两个以上的不极化电极(1)分别与通道选择??榈氖淙攵丝谙嗔?,参考电极(2)与模数转换??榈哪D飧杭嗔?,通道选择??榈氖涑龆丝谟肽J荒?榈哪D庹嗔?,模数转换??榈氖滞ㄑ抖丝谟胫骺啬?橄嗔?,通讯控制??橛胫骺啬?橄嗔?,电源??榉直鹩胫骺啬??、通讯控制???、数模转换??楹屯ǖ姥≡衲?橄嗔???捎糜谖奕酥凳刈远鄄?,广泛应用于地震预报,油田开采监测。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种自然电场动电观测系统,包括测网布置系统和动电观测装置,所述的测网布置系统包括参考电极(2)和两个以上的不极化电极(1),所述两个以上的不极化电极(1)分别布设在各勘测点上,其特征在于:所述的动电观测装置包括主控???、通讯控制???、数模转换???、通道选择???、电源???,所述两个以上的不极化电极(1)分别与通道选择??榈氖淙攵丝谙嗔?,所述参考电极(2)与模数转换??榈哪D飧杭嗔?,所述通道选择??榈氖涑龆丝谟肽J荒?榈哪D庹嗔?,所述模数转换??榈氖滞ㄑ抖丝谟胫骺啬?橄嗔?,所述的通讯控制??橛胫骺啬?橄嗔?,所述的电源??榉直鹩胫骺啬??、通讯控制???、数模转换??楹屯ǖ姥≡衲?橄嗔?。

    2.  根据权利要求1所述的一种自然电场动电观测系统,其特征在于:所述参考电极(2)布设在两个以上不极化电极(1)形成的勘探区域的中心。

    3.  根据权利要求1所述的一种自然电场动电观测系统,其特征在于:所述的测网布置系统还包括温湿度传感器(3),所述的温湿度传感器(3)布设在参考电极(2)处,温湿度传感器(3)与主控??橄嗔?。

    4.  根据权利要求1所述的一种自然电场动电观测系统,其特征在于:所述的动电观测装置还包括有存储??楹褪敝幽??,所述的存储??楹褪敝幽?榉直鹩胫骺啬?橄嗔?,所述的电源??榉直鹩氪娲⒛?楹褪敝幽?橄嗔?。

    5.  根据权利要求1所述的一种自然电场动电观测系统,其特征在于:所述的电源??橥ü呗酚胩裟艿绯匕澹?)相连接。

    6.  根据权利要求1所述的一种自然电场动电观测系统,其特征在于:所述的通讯控制??橛胛尴咄ㄐ拍?椋?)相连接,所述的无线通信??椋?)通过无线网络传输信号给控制仪器。

    说明书

    说明书一种自然电场动电观测系统
    技术领域
        本发明涉及一种观测系统,更具体的说涉及一种自然电场动电观测系统。
    背景技术
    自然电场法是一种高效率、低成本的传统电法勘探方法,目前已成功应用于金属勘探、油气储集层勘探、地热资源开发、水文地质勘探等领域。近几年来对于自然电场的研究主要聚焦在其动态方面,即自然电场的动电效应;研究主要集中在重金属污染监测、滑坡、水坝渗漏监测及火山活动、地震预报等方面。
    目前,对自然电场动电效应观测主要使用一对测量电极进行测量并人工记录;但是,该种测量方式具有以下缺点:一、需要人工记录,耗费人力,难以24小时不间断观测。二、采样周期长,需要几十分钟至一两小时。三、获得的信息为只有经过滤波处理后的一个数值,信息单一,抗干扰能力弱,丢失有效信息。四、只能单通道测量,获取位场信息时需要人工转换通道,步骤繁琐。
    发明内容
    本发明的目的在于针对现有的对自然电场动电效应观测主要使用一对测量电极进行测量并人工记录等问题,提供一种自然电场动电观测系统。
    为实现上述目的,本发明的技术解决方案是:一种自然电场动电观测系统,包括测网布置系统和动电观测装置,所述的测网布置系统包括参考电极和两个以上的不极化电极,所述两个以上的不极化电极分别布设在各勘测点上,所述的动电观测装置包括主控???、通讯控制???、数模转换???、通道选择???、电源???,所述两个以上的不极化电极分别与通道选择??榈氖淙攵丝谙嗔?,所述参考电极与模数转换??榈哪D飧杭嗔?,所述通道选择??榈氖涑龆丝谟肽J荒?榈哪D庹嗔?,所述模数转换??榈氖滞ㄑ抖丝谟胫骺啬?橄嗔?,所述的通讯控制??橛胫骺啬?橄嗔?,所述的电源??榉直鹩胫骺啬??、通讯控制???、数模转换??楹屯ǖ姥≡衲?橄嗔?。
    所述参考电极布设在两个以上不极化电极形成的勘探区域的中心。
    所述的测网布置系统还包括温湿度传感器,所述的温湿度传感器布设在参考电极处,温湿度传感器与主控??橄嗔?。
    所述的动电观测装置还包括有存储??楹褪敝幽??,所述的存储??楹褪敝幽?榉直鹩胫骺啬?橄嗔?,所述的电源??榉直鹩氪娲⒛?楹褪敝幽?橄嗔?。
    所述的电源??橥ü呗酚胩裟艿绯匕逑嗔?。
    所述的通讯控制??橛胛尴咄ㄐ拍?橄嗔?,所述的无线通信??橥ü尴咄绱湫藕鸥刂埔瞧?。
    与现有技术相比较,本发明的有益效果是:
    1、可用于无人值守自动观测,广泛应用于地震预报,油田开采监测。本发明中包括测网布置系统和动电观测装置,测网布置系统包括参考电极和两个以上的不极化电极,两个以上的不极化电极分别布设在各勘测点上,动电观测装置包括主控???、通讯控制???、数模转换???、通道选择???、电源???,两个以上的不极化电极分别与通道选择??榈氖淙攵丝谙嗔?,参考电极与模数转换??榈哪D飧杭嗔?,通道选择??榈氖涑龆丝谟肽J荒?榈哪D庹嗔?,模数转换??榈氖滞ㄑ抖丝谟胫骺啬?橄嗔?,通讯控制??橛胫骺啬?橄嗔?;能够实现无人值守工作,通道选择??槟芄皇迪侄嗤ǖ啦饬?,获取更多的信息,应用范围广泛。
    2、本发明中优选的测网布置系统包括温湿度传感器,能够获取温湿度信息;动电观测装置还包括有存储??楹褪敝幽??,可实现储存较长时间原始数据;电源??橥ü呗酚胩裟艿绯匕逑嗔?,满足较长时间内实时性要求比较强的测试要求。
    附图说明                             
    图1是本发明结构示意图。
    图2是本发明中程序流程图。
    图3是本发明具体试验中测网布置系统示意图。
    图中:不极化电极1,参考电极2,温湿度传感器3,太阳能电池板4,无线通信???。
    具体实施方式
    以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。
    参见图1,一种自然电场动电观测系统,包括测网布置系统和动电观测装置,所述的测网布置系统包括参考电极2和两个以上的不极化电极1,所述两个以上的不极化电极1分别布设在各勘测点上。两个以上的不极化电极1可布设成十字,米字,井字,或网格等形状,也可因地制宜,布设其他形状;但要使测点整体分散覆盖勘探区域以获得整个面上的信息,避免局部过密。所述的参考电极2即为零电位参考的不极化电极,参考电极2最好布设在两个以上不极化电极1形成的勘探区域的中心,不要布设到勘探区域的边缘,这样会加大干扰。实际测量时,需将参考电极2和不极化电极1掩埋于地下一米深处,避开人、动物活动频繁区域以减小干扰,同时也要避免离水流过近(除非要专门针对水流影响进行研究);而且掩埋参考电极2和不极化电极1时要将植物根茎叶等有机物清理干净,同时要避开蚂蚁,蚯蚓等地下动物活动频繁的区域。优选的,所述的测网布置系统还包括温湿度传感器3,所述的温湿度传感器3布设在参考电极2处,温湿度传感器3正常掩埋在参考电极2上方30厘米处。本测网布置系统可获取自然电场面上的信息以判断异常方位及深度,并且采集对自然电位影响较大的温湿度以做校正,排除虚假异常。
    参见图1,所述的动电观测装置包括主控???、通讯控制???、数模转换???、通道选择???、电源???;所述两个以上的不极化电极1分别与通道选择??榈氖淙攵丝谙嗔?,所述参考电极2与模数转换??榈哪D飧杭嗔?,所述通道选择??榈氖涑龆丝谟肽J荒?榈哪D庹嗔?,所述模数转换??榈氖滞ㄑ抖丝谟胫骺啬?橄嗔?,所述的通讯控制??楹臀率却衅?分别与主控??橄嗔?,所述的电源??榉直鹩胫骺啬??、通讯控制???、数模转换??楹屯ǖ姥≡衲?橄嗔?,所述的通讯控制??榇湫藕鸥刂埔瞧?,从而实现数据传输和控制。优选的,所述的动电观测装置还包括有存储??楹褪敝幽??,所述的存储??楹褪敝幽?榉直鹩胫骺啬?橄嗔?,所述的电源??榉直鹩氪娲⒛?楹褪敝幽?橄嗔?。本动电观测装置需进行三防封装,布站时可直接埋于地下。所述的电源??檠∮?-128倍可选放大的16位模数芯片AD7705,并且对模拟部分须进行物理隔离并覆铜以实现高精度宽量程的电位测量。所述的主控??檠∮胹tm32f407,以较低的价格实现对数据高速存储,并实现DSP处理。优选的,为使仪器能够长时间无人值守工作,所述的电源??橥ü呗酚胩裟艿绯匕?相连接,从而使得电源以太阳能结合仪器内部电源作为缓冲,以实现长时间供电及应对阴雨天等突发情况。优选的,所述的通讯控制??橛胛尴咄ㄐ拍??相连接,所述的无线通信???通过无线网络传输信号给控制仪器;为保证无线通讯信号良好,应将无线通信???与太阳能电池板4一同置于空旷处。
    参见图1,为使本动电观测装置能够长时间稳定工作,对除模数转换??橥獾钠渌?槭褂檬倍疾捎贸⑹圆僮鞯哪J?,即遇到问题直接跳过,避免陷入死循环使仪器瘫痪;同时使用看门狗电路对仪器进行监视复位;并且关键的控制参数远程通讯不开放或设置限制,如限制采样次数和间隔时间,禁止抑制电位采集???。工作时,多通道的电位信息经过通道选择??檠≡窈蠼心J?,连同温湿度信息一起传入主控??榻写?。主控??檎攵远缧вΦ奶卣骷疤讲饽勘甓栽际萁蠨SP处理,提取特征参数,储存于仪器本身并通过通讯控制??榇湫藕?,同时主控??榻萘奔湫畔⒁煌嫒氪娲⒛??。其中通讯控制??榇湫藕鸥刂埔瞧?,此时可由基本的串口连接电脑实现,实现数据传输和控制;或者通讯控制??橛胛尴咄ㄐ拍?橄嗔?,无线通信??橥ü尴咄绱湫藕鸥刂埔瞧?,此时可使用CDMA或GSM网络,实现远程数据传输和控制;还可使用蓝牙???,与智能手机的蓝牙配对,在手机上实现对数据的显示、实时画图和控制。具体的控制参数有:输出控制,使主控??橹皇涑鏊〉目刂撇问?;系统单元抑制,使能或失能系统部分功能;连续采样次数,每个通道的采样次数;整体循环时长,一次整体循环的时间;测量通道,选择要测量的一个或多个通道;小波系数,对原始数据进行变化的小波系数;获取原始数据,获取主控??槟诖娲⒌闹贫ㄊ奔涠文诘脑际?。
    对于大面积的探测区域,可由多个本自然电场动电观测系统和中心服务器组成联合测网。各自然电场动电观测系统通过无线网络将数据传输到中心服务器进行处理解释,服务器对各自然电场动电观测系统发过来的数据进行实时处理,分析大地电场在空间和其时间上的特征达到预报地震、监测油田开采、水坝渗漏及重金属污染评价的目的。
    参见图1,本动电观测系统实际使用时根据观测时间长短可以选择以下三种不同工作方式。第一种:需要几天内快速采集、获取大量数据:在这种工作方式下,本动电观测装置包括主控???、通讯控制???、数模转换???、通道选择???,由计算机内部的电源直接供电,通讯控制??橥ü谟爰扑慊嗔邮迪质荽浜涂刂?。第二种:几个月内、实时性要求不强的情况:在这种工作方式下,本动电观测装置包括主控???、通讯控制???、数模转换???、通道选择???、电源???、存储??楹褪敝幽??,测量的数据储存在存储??橹?,通讯控制??橥ü谟肟刂埔瞧飨嗔邮迪质荽浜涂刂?。第三种:几十年内,或几个月内、但实时性要求比较强的情况:在这种工作方式下,电源??橥ü呗酚胩裟艿绯匕?相连接,使用太阳能电池板4进行供电,由本动电观测装置中的电源??榻械缒芑捍嬉员阋辜?、阴雨天供电;通讯控制??橛胛尴咄ㄐ拍??相连接,将经过压缩处理后的数据传输至中心服务器进行实时监控,此种情况特别适用于多个测站组成测网的工作形式。
    参见图2,本动电观测装置基本工作流程为整体循环和局部循环配合完成,首先进入整体循环,在整体循环中先初始化控???、通讯控制???、数模转换???、通道选择???、电源???、存储???、时钟???;然后进入数据采集处理程序,在数据采集中使用局部循环依次选择所需的测量通道进行连续采集和处理并将所有数据进行储存,每个通道采集完后均对看门狗进行重置;当电位数据采集结束后,进一步采集温湿度信号,并将采集时间、温湿度和所有计算参数传输给用户;采集处理完成后判断进程内是否有耗时的任务挂起(如用无线传输某部分原始资料),若有,在下一个周期前的时间内进行处理,若无,使仪器进入休眠状态,节省能耗、延长寿命。仪器以整体循环结合局部循环的工作方式,采集了变化较大的相对高频信息,和甚低频,而忽略期间信息量较少的频段。使用这种方式使得采集到足够的信息,又节省了储存空间和电量等珍贵的硬件资源。
    参见图3,2013年一月,在龙泉镇一处空旷低干扰的场地应用本自然电场动电观测系统进行了动电效应实验。测线近南北按向呈“十”字型排列,中心点设置参考电极2并掩埋温湿度传感器3;使用四个通道、极距20m,即距离参考电极220m按“十”字型设置四个不极化电极1,此处的不极化电极1选用固体不极化电极。按照野外试验布置要求,将参考电极2和不极化电极1整个埋入地下,且使参考电极2和不极化电极1与土壤接触的地方无杂草;然后用导线将参考电极2和不极化电极1与本动电观测装置相连接,并在接口处用绝缘胶带封住,通讯控制??橥饨覲C机。在PC上启动观测程序,实验按照如下步骤进行:首先,不施加任何外界条件,自动观测1个小时;等待稳定后,分别在不同的不极化电极1旁锤击,观测电位变化;然后,在距离不同不极化电极1不同长度的地方浇水;最后,再次不施加任何外界条件,自动观测半个小时。PC机上同时进行动电数据采集,可以看到各个通道间数据变化规律较为一致,体现了参考电极2处的电位变化。在对采样小周期内每个通道连续测量的数据计算标准差后,可以看出只从电位信号中观察不到的信息,在白天期间,时而会有有非常大的高频干扰信号,达到几百毫伏;可见通过对相对高频信号的的观测,而不是用高频滤波将其简单滤去,我们可以得到更多的有用信息。从得到的温湿度信号可知,土壤中温度很快稳定下来,并有较为明显的日变规律;而湿度虽然也有一定的日变规律,但在整个测量过程中一直在上升,表明挖坑掩埋电极后,重新掩埋的土壤需要较长的时间才能达到湿度与周围的平衡。通过本次试验,标明本自然电场动电观测系统能够适应野外恶劣环境、实现长时间无人值守观测;同时,本动电观测装置程序设置上创新使用整体循环与局部循环相结合的方式,不仅实现普通意义上的甚低频自然电位观测,还能获得相对高频的信息,以获得在时间域、频率域、及小波变换后的均值、标准差、极值等指标,并验证了新指标能够发现以往忽略的有用信息,且有助于排除干扰。本次实验表明地下水分布的变化和和震动信息可以灵敏的反应于地电场,证明了低频结合相对高频的观测方式可以有效获取更多的信息;从而证实本动电观测系统测量精度高,稳定性较好。
    以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,上述结构都应当视为属于本发明的?;し段?。

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