工程地震地质测试仪制造技术

本实用新型专利技术涉及工程地震和地质探测中，使用的一种测量仪器，它广泛应用在地基评价、桩基测量、房屋自振、地质勘探等方面参数测量，为高层建筑结构和基础设计的合理性提供可靠依据，也为地质勘探提供资料。它采用了五种放大方式的多功能放大器自动增益控制的比较增益控制器、程控滤波器，以及计算机调整采集等，从而实现１６通道、五种功能测试，从而大大提高测试工作效率、测试精度，同时该仪器操作方便、成本也大大降低。（*该技术在2000年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及工程地震和地质探测中，使用的一种测量仪器，它广泛应用在地基评价(包括地脉动、剪切波速)、桩基测量、房屋自振、地震小区域规化、地壳浅层地质结构、石油探测、物探等方面的参数测量，为高层建筑结构和基础设计的合理性，提供可靠的依据，也为地质勘探提供资料。目前工程地震和地质方面的测试仪很多，最常用的有两种1.地基评价测试仪它用于测试地基地脉动频率，确定土质的紧密程度。这种仪器的基本原理是采用浮地输入前置放大器，经滤波器、模拟数字转换器(A／D转换器)、计算机数据处理测出速度、位移动态参数。它具有增益高(整个系统高达20万倍以上)，从而放大器具有共模抑制比高、信噪比高的条件。2.浅层地震仪(其原理同于桩基测试仪)它用于测试浅层地质对冲击波速度和加速度的反应，测出浅层地质结构(断裂、缝隙状态等)。这种仪器的基本原理是采用单端输入放大器、经滤波器、模拟数字转换器、计算机数据处理测出速度、位移动态参数。美国浅层地震仪具有24至128通道，可以解决浅层地质剖面测量，我国桩基测试仪具有4通道，系统增益低(0.1于100倍)，主要用在强振动的参数测量方面。概括地说，上述现有的工程地震地质测试仪存在如下缺陷1.这些测试仪都不能直接测出加速度动态参数，如果需要测出地层加速度，必须在这类测试仪中，附加电荷放大器进行转换。2.现有的工程地震地质测试仪中，每一种性能的测试仪，仪能完成一种功能的动态参数测量，譬如桩基测试仪只能测出桩的动态参数。3.在测试过程中，首先必须进行多次试探，确定仪器系统灵敏度是否适于测量被测参数，然后对仪器作相应的调查，才能进行被测参数的动态测试，所以测试工作效率较低。实际上，工程地震机地质测试中，根据不同的测量方法、选用对应的传感器，譬如压电晶体加速计、高灵敏度速度传感器、低灵敏度速度传感器等，通过测试仪测出各种动态参数，譬如加速度、速度及位移。不论是建筑上对地层的测量，还是地质勘探对地层的测量都需要综合各种测量方法，得出比较全面、正确的依据，虽然上述单功能测试仪不能满足实际工作的需要。鉴此，本技术的目的是针对上述工程地震地质测试仪存在的缺陷，提出一种多功能的工程地震地质测试仪，它采用了五种放大方式的多功能放大器、实现自动增益控制的比较增益控制器、程控滤波器，以及计算机的高速采集等，从而实现五种放大方式的功能测试，并且具有16通道，因此，本技术的测试仪大大提高测试工作效率、测试精确度、操作方便以及大幅度降低成本。为了实现本技术的工程地震地质测试仪的目的，本技术包括多功能放大器(2)、程控放大器(3)、程控滤波器(4)、方式控制器(5)、增益控制器(6)、滤波控制器(7)、比较增益控制器(8)、方式锁存器(9)、增益锁存器(10)、滤波锁存器(11)、地址译码器(12)、总线控制器(13)、多路转换器(14)、模拟数字转换器(15)，以及计算机(16)，其特征在于多功能放大器(2)包含方式控制器(5)、控制的控制端B1、B2、B3和B4，B1、B2、B3和B4的模拟开关K1、K2、K3和K4，两个运算放大器A1和一个运算放大器A2，分别为A1和A2的两个反馈电阻Rf1和两个反馈电阻Rf2，一个增益调节电阻Ri1和两个增益调节电阻Ri2，两个反馈电容C，以及两个输入电阻R。本技术的其它特征在于比较增益控制器(8)是由整形器(8a)、积分器(8b)、多级比较器(8c)、基准源(8d)以及译码器(8c)构成。本技术的其它特征在于方式控制器(5)控制的控制端B4，使模拟开关K4闭合，控制端B1、B2和B3使模拟开关K1、K2和K3均断开，多功能放大器(2)的电路变成由两个运算放大器A1和一个运算入大器A2，分别为A1和A2的两个反馈电阻Rf1和两上反馈电阻Rf2，一个增益调节电阻Ri1和两个增益调节电阻Ri2，以及两个输入电阻R构成。本技术的其它特征在于方式控制器(5)控制的控制端B3、B4，使模拟开关K3、K4闭合，控制端B1、B2使模拟开关K1、K2均断开，多功能放大器(2)的电路变成由两个运算放大器A1和一个运算放大器A2，分别为A1和A2的两个反馈电阻Rf1和两个反馈电阻Rf2，一个增益调节电阻Ri1和两个增益调节电阻Ri2，两个反馈电容2C，以及两个输入电阻R构成。本技术的其它特征在于方式控制器(5)控制的控制端B1、B4，使模拟开关K1、K4闭合，控制端B2、B3使模拟开关K2、K3均断开，多功能放大器(2)的电路变成由两个运算放大器A1和一个运算放大器A2，分别为A1和A2的两个反馈电阻Rf1和两个反馈电阻Rf2，一个增益调节电阻Ri1和两个增益调节电阻Ri2，以及一个输入电阻R构成。本技术的其它特征在于方式控制器(5)控制的B1、B3、B4，使模拟开关K1、K3、K4闭合，控制端B2使模拟开关K2断开，多功能放大器(2)的电路变成由两个运算放大器A1和一个运算放大器A2，分别为A1和A2的两个反馈电阻Rf1和两个反馈电阻Rf2，一个增益调节电阻Ri1和两个增益调节电阻Ri2，两个反馈电容C，以及一个输入电阻R构成。本技术的其它特征在于方式控制器(5)控制的B1、B2、B3，使模拟开关K1、K2、K3闭合，控制端B4使模拟开关K4断开，多功能放大器(2)的电路变成由两个运算放大器A1和一个运算放大器A2，为A2的两个反馈电阻Rf2，两个增益调节电阻Ri2，两个反馈电容C，以及一个输入电阻R构成。附图说明图1是本技术的工程地震地质测试仪基本原理框图。图2是本技术的多功能放大器电路原理图。图3是本技术的比较增益控制器原理框图。图4是本技术的多功能放大器第一种功能电路原理图。图5是本技术的多功能放大器第二种功能电路原理图。图6是本技术的多功能放大器第三种功能电路原理图。图7是本技术的多功能放大器第四种功能电路原理图。图8是本技术的多功能放大器第五种功能电路原理图。参照图1通过几种测量方式详细叙述本技术的一个实施例如下一.房屋自振测量一台具有16个通道的工程地震地质测试仪，可以同时测量16个不同点的参数，首先将16个高灵 度速度传感器(1)放入待测房屋的16个不同待测点计算机(16)按固定程序，通过地址译码器(12)、选择多功能放大器(2)的放大方式，即方式锁存器(9)的地址，并且通过总线控制器(13)将多功能放大器置成三端输入放大方式命令锁存入方式锁存器(9)，同时计算机(16)通过地址译码器(12)，选择增益锁存器(10)，将自动增益高速命令锁存入增益锁存器(10)，锁存器将取消增益控制器(6)的控制权，并将控制权交给比较增益控制器(8)，此时比较增益控制器(8)将控制程控放大器(3)、计算机(16)，通过地址译码器(12)、总线控制器(13)将频率为0.1Hz至20Hz的频带命令，锁存于滤滤波锁存器(11)。滤波锁存器(11)将通过滤波控制器(7)将程控滤波器(4)进行相应的调整，此时比较增益控制器(8)对程控放大器(3)进行自动调整，达到最佳测试增益，然后进行16个通道的数据采集，采集后的波形将由计算机(16)显示于屏幕上，并且存入磁盘中。二.地脉动测量首先把三分向高灵敏速度传感器(1)接入本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工程地震地质测试仪它包括：多功能放大器（２）、程控放大器（３）、程控滤波器（４）、方式控制器（５）、增益控制（６）、滤波控制器（７）、比较增益控制器（８）、方式锁存器（９）、增益锁存器（１０）、滤波锁存器（１１）、地址译码器（１５）总线控制器（１３），多胳转换器（１４）模拟数字转器（１５）以及计算机（１６），其特征在于：多功能放大器（２）包含方式控制器（５）控制的控制端Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３和Ｂ４，Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３和Ｂ４的模拟开关Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３和Ｋ４，两个运算放大器Ａ１的一个运算放大器Ａ２，分别为Ａ１和Ａ２的两个反馈电阻Ｒ↓［ｆ１］和两个反馈电阻Ｒ↓［ｆ２］一个增益调节电阻Ｒ↓［ｉ１］和两个增益调节电阻Ｒ↓［ｉ２］，两个反馈电容Ｃ，以及两个输入电阻Ｒ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邓中华，
申请(专利权)人：邓中华，
类型：实用新型
国别省市：42[中国|湖北]