【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及浅层地表基质探测，特别是涉及一种基于地电法浅层地表基质综合探测装置。
技术介绍
1、现有的地质勘探方法多种多样，其中地电法因其成本低、效率高、信息量大等特点，在浅层地表基质探测中得到了广泛应用。地电法的基本原理在于利用不同地质体对电流的传播和阻抗产生的不同响应。地下岩石或土壤的电阻率是电流在其内部传播时遇到的阻力，不同类型的岩石和地下介质具有不同的电阻率。例如，导电性较好的岩石和含水层通常具有较低的电阻率，而导电性较差的岩石和非含水层则具有较高的电阻率。
2、地电法作为地球物理勘探中的一种重要手段，通过测量地下介质在人工场源或自然场源作用下的电位差和电磁场变化，来推断地下岩性、构造等信息。然而，现有的地电法探测装置往往存在信号弱、易受干扰、数据处理复杂等问题，影响了探测结果的精度和效率。例如，在电位差测量过程中，来自电力系统、地下管线等外部源的直流电流往往成为主要的干扰源。这些直流信号可能叠加在目标电位差信号之上，导致测量精度大幅下降，甚至掩盖了真实的地质信息。而在电磁场测量过程中，电磁场传感器容易受到来自信号传输线中的共模干扰，不仅会降低信号的信噪比，还可能引入虚假的电磁场信号，影响对地下介质电磁特性的准确判断。这些噪声信号具有随机性和不可预测性，对地电法综合探测装置的采集和分析造成了极大困难。
3、针对上述情况，本专利技术旨在提供一种新的方案来解决此问题。
技术实现思路
1、针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本专利技术之目的在于提供一种基
2、其解决的技术方案是：基于地电法浅层地表基质综合探测装置，包括场源模块、接收测量模块、数据处理模块和显示模块，所述接收测量模块包括：
3、测量电极，设置于待测地表内，用于直接接触并感知地下介质的电位差和电磁场变化；
4、电位差测量单元，用于通过连接所述测量电极来测量地下不同位置之间的电位差，包括依次连接的电位差传感器、信号快速增强电路以及直流干扰抑制电路；
5、电磁场感应单元，用于捕捉地下介质在场源信号作用下产生的电磁场变化，包括依次连接的电磁场传感器、共模抑制电路以及信号增强降噪电路。
6、优选的，所述信号快速增强电路包括运放器op1和mos管q1，运放器op1的同相输入端连接所述电位差传感器的检测信号输出端，运放器op1的反相输入端连接mos管q1的源极，并通过电阻r1接地，运放器op1的输出端连接mos管q1的栅极，mos管q1的漏极通过电阻r2连接电源vcc。
7、优选的，所述直流干扰抑制电路包括运放器op2，运放器op2的同相输入端连接mos管q1的源极，并通过并联的电阻r3与电容c1接地，运放器op2的反相输入端连接电容c2的一端和二极管vd2的阳极，运放器op2的输出端通过电阻r4连接电容c2的另一端、二极管vd2的阴极、电阻r5的一端、稳压二极管dz1的阴极和所述数据处理模块，电阻r5的另一端与稳压二极管dz1的阳极接地。
8、优选的，所述共模抑制电路包括运放器op3，运放器op3的同相输入端通过电阻r6连接所述电磁场传感器的第一检测信号输出端，并通过电容c3接地，运放器op3的反相输入端通过电阻r7连接所述电磁场传感器的第二检测信号输出端，并通过电容c4接地，运放器op3的输出端通过电阻r8连接运放器op3的反相输入端。
9、优选的，所述信号增强降噪电路包括三极管vt1、三极管vt2和lc滤波器，三极管vt1的基极连接运放器op3的输出端、电阻r9的一端和稳压二极管dz2的阴极，三极管vt2的基极连接电阻r9的另一端和稳压二极管dz2的阳极，三极管vt1的集电极通过电阻r10连接电源vcc，三极管vt2的集电极接地，三极管vt1与三极管vt2的发射极通过所述lc滤波器连接所述数据处理模块。
10、优选的，所述lc滤波器包括电感l1和电容c5，电感l1的一端连接三极管vt1与三极管vt2的发射极，电感l1的另一端通过电容c5接地，并通过电阻r11连接所述数据处理模块。
11、优选的，所述数据处理模块选用microchip technology公司推出的pic16f877a单片机。
12、优选的，所述电位差传感器选用honeywell cs系列电位计。
13、优选的，所述电磁场传感器选用allegro公司的a1324霍尔效应传感器。
14、优选的，所述场源模块包括直流电源、供电电极和电磁发射器，所述直流电源装置通过电缆将电流供给所述供电电极，使其埋入地下形成电流场；所述电磁发射器用于产生交变电磁场。
15、通过以上技术方案，本专利技术的有益效果为：本申请通过集成高效的信号增强与降噪技术，显著提升了电位差和电磁场信号的采集精度，有效抑制了外部噪声对地电法浅层地表基质探测信号产生的干扰，从而提高了探测结果的准确性和可靠性。本申请的优势在于其能够在复杂地质环境下稳定工作，确保探测数据的真实性和有效性，为浅层地表基质探测提供了一种更加精准、高效的解决方案。
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1.基于地电法浅层地表基质综合探测装置，包括场源模块、接收测量模块、数据处理模块和显示模块，其特征在于，所述接收测量模块包括：
2.根据权利要求1所述基于地电法浅层地表基质综合探测装置，其特征在于，所述信号快速增强电路包括运放器OP1和MOS管Q1，运放器OP1的同相输入端连接所述电位差传感器的检测信号输出端，运放器OP1的反相输入端连接MOS管Q1的源极，并通过电阻R1接地，运放器OP1的输出端连接MOS管Q1的栅极，MOS管Q1的漏极通过电阻R2连接电源VCC。
3.根据权利要求2所述基于地电法浅层地表基质综合探测装置，其特征在于，所述直流干扰抑制电路包括运放器OP2，运放器OP2的同相输入端连接MOS管Q1的源极，并通过并联的电阻R3与电容C1接地，运放器OP2的反相输入端连接电容C2的一端和二极管VD2的阳极，运放器OP2的输出端通过电阻R4连接电容C2的另一端、二极管VD2的阴极、电阻R5的一端、稳压二极管DZ1的阴极和所述数据处理模块，电阻R5的另一端与稳压二极管DZ1的阳极接地。
4.根据权利要求1所述基于地电法浅层地表基质综合探
5.根据权利要求4所述基于地电法浅层地表基质综合探测装置，其特征在于，所述信号增强降噪电路包括三极管VT1、三极管VT2和LC滤波器，三极管VT1的基极连接运放器OP3的输出端、电阻R9的一端和稳压二极管DZ2的阴极，三极管VT2的基极连接电阻R9的另一端和稳压二极管DZ2的阳极，三极管VT1的集电极通过电阻R10连接电源VCC，三极管VT2的集电极接地，三极管VT1与三极管VT2的发射极通过所述LC滤波器连接所述数据处理模块。
6.根据权利要求5所述基于地电法浅层地表基质综合探测装置，其特征在于，所述LC滤波器包括电感L1和电容C5，电感L1的一端连接三极管VT1与三极管VT2的发射极，电感L1的另一端通过电容C5接地，并通过电阻R11连接所述数据处理模块。
7.根据权利要求1-6任一所述基于地电法浅层地表基质综合探测装置，其特征在于，所述数据处理模块选用Microchip Technology公司推出的PIC16F877A单片机。
8.根据权利要求1所述基于地电法浅层地表基质综合探测装置，其特征在于，所述电位差传感器选用Honeywell CS系列电位计。
9.根据权利要求1所述基于地电法浅层地表基质综合探测装置，其特征在于，所述电磁场传感器选用Allegro公司的A1324霍尔效应传感器。
10.根据权利要求1所述基于地电法浅层地表基质综合探测装置，其特征在于，所述场源模块包括直流电源、供电电极和电磁发射器，所述直流电源装置通过电缆将电流供给所述供电电极，使其埋入地下形成电流场；所述电磁发射器用于产生交变电磁场。
...【技术特征摘要】
1.基于地电法浅层地表基质综合探测装置，包括场源模块、接收测量模块、数据处理模块和显示模块，其特征在于，所述接收测量模块包括：
2.根据权利要求1所述基于地电法浅层地表基质综合探测装置，其特征在于，所述信号快速增强电路包括运放器op1和mos管q1，运放器op1的同相输入端连接所述电位差传感器的检测信号输出端，运放器op1的反相输入端连接mos管q1的源极，并通过电阻r1接地，运放器op1的输出端连接mos管q1的栅极，mos管q1的漏极通过电阻r2连接电源vcc。
3.根据权利要求2所述基于地电法浅层地表基质综合探测装置，其特征在于，所述直流干扰抑制电路包括运放器op2，运放器op2的同相输入端连接mos管q1的源极，并通过并联的电阻r3与电容c1接地，运放器op2的反相输入端连接电容c2的一端和二极管vd2的阳极，运放器op2的输出端通过电阻r4连接电容c2的另一端、二极管vd2的阴极、电阻r5的一端、稳压二极管dz1的阴极和所述数据处理模块，电阻r5的另一端与稳压二极管dz1的阳极接地。
4.根据权利要求1所述基于地电法浅层地表基质综合探测装置，其特征在于，所述共模抑制电路包括运放器op3，运放器op3的同相输入端通过电阻r6连接所述电磁场传感器的第一检测信号输出端，并通过电容c3接地，运放器op3的反相输入端通过电阻r7连接所述电磁场传感器的第二检测信号输出端，并通过电容c4接地，运放器op3的输出端通过电阻r8连接运放器op3的反相输入端。
5.根据权利要求4所述基于地电法浅层地表...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨俊山，罗晓虎，靳元臻，张德州，熊晓峰，常献伟，杜胜，路广顺，刘素洁，王培红，
申请(专利权)人：河南省地球物理空间信息研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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