1為本發(fā)明提供的一種分布式高密度電法儀器的結(jié)構(gòu)圖。多個(gè)電極轉(zhuǎn)換器電纜10之間采用串聯(lián)的形式。每個(gè)電極轉(zhuǎn)換器電纜10均包括多個(gè)第一電極接線盒11和一個(gè)第二電極接線盒12，多個(gè)第一電極接線盒11和第二電極接線盒12之間通過(guò)電纜13連接。電纜13的第一端具有第一連接頭14、第二端具有第二連接頭15。電極轉(zhuǎn)換器電纜10之間串聯(lián)連接的具體形式為:通過(guò)前一個(gè)電纜13的第二連接頭15和后一個(gè)電纜13的第一連接頭14連接，以上述方式連接后，通過(guò)連接器16將空余(距主機(jī)17距離最近)的第一連接頭14與主機(jī)17連接。
[0064]第二電極接線盒12具有第一串行轉(zhuǎn)換器18，當(dāng)主機(jī)17通過(guò)串行通訊線發(fā)送信號(hào)時(shí)，與主機(jī)17距離最近的電極轉(zhuǎn)換器電纜10的所有第一電極接線盒11和第二電極接線盒12同時(shí)收到信號(hào)，即進(jìn)行廣播通訊。第一串行轉(zhuǎn)換器18可以將主機(jī)17發(fā)送的信號(hào)傳輸至下一個(gè)電極轉(zhuǎn)換器電纜10中，即進(jìn)行接力通訊，則下一個(gè)電極轉(zhuǎn)換器電纜10的所有第一電極接線盒11和第二電極接線盒12同時(shí)收到信號(hào)，即接力通訊。每個(gè)第一電極接線盒11和第二電極接線盒12都與電極連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集工作。
[0065]為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更加理解本發(fā)明提供的分布式高密度電法儀器的工作原理，下面給出具體的工作方式。
[0066]在具體實(shí)施中，主機(jī)和每個(gè)第一電極接線盒和每個(gè)第二電極接線盒均有獨(dú)立的絕對(duì)地址。該絕對(duì)地址由相對(duì)地址和偏移地址組成，可以設(shè)置主機(jī)的絕對(duì)地址為O。相對(duì)地址是電纜出廠前固化在電極接線盒內(nèi)的微控制器的地址，如果有3個(gè)電極轉(zhuǎn)換器電纜，每個(gè)電極轉(zhuǎn)換器電纜有10個(gè)電極接線盒，按照排列順序標(biāo)記的話，則每個(gè)電極轉(zhuǎn)換器電纜中的第一個(gè)電極接線盒(第一電極接線盒)的相對(duì)地址為1，第二個(gè)電極接線盒的相對(duì)地址為2，依次類(lèi)推，最后一個(gè)電極接線盒(第二電極接線盒)的相對(duì)地址為10。偏移地址是根據(jù)每個(gè)電極轉(zhuǎn)換器電纜與主機(jī)的距離動(dòng)態(tài)編碼，距主機(jī)距離最近的電極轉(zhuǎn)換器電纜的偏移地址為1，依次為2和3。
[0067]供電電極A、供電電極B、接收電極M和接收電極N的選擇流程是，主機(jī)以廣播的形式發(fā)送所需選中的電極的絕對(duì)地址和命令，首先距主機(jī)最近的電極轉(zhuǎn)換器電纜中的各個(gè)電極接線盒判斷是否為與其連接的電極的絕對(duì)地址，如果是，則響應(yīng)該命令，控制切換繼電器，并發(fā)送結(jié)束信息。對(duì)于所有的第一電極接線盒，如果判斷不是各自電極的絕對(duì)地址，不做任何處理，而對(duì)于第二電極接線盒，則需要判斷絕對(duì)地址包含的偏移地址是否大于該電極轉(zhuǎn)換器電纜中的偏移地址，如果是，則往下一個(gè)電極轉(zhuǎn)換器電纜傳遞該命令。依次類(lèi)推，所有的電極轉(zhuǎn)換器電纜中的第一電極接線盒和第二電極接線盒均按照上述方式判斷，直到最后一個(gè)電極轉(zhuǎn)換器電纜。
[0068]由此可見(jiàn)，本發(fā)明提供的分布式高密度電法儀器，同一個(gè)電極轉(zhuǎn)換器電纜中為廣播通訊方式，需要的電纜芯數(shù)較少，因此減小了電纜的體積，便于施工和運(yùn)輸。通過(guò)多個(gè)電極轉(zhuǎn)換器電纜串聯(lián)的形式，實(shí)現(xiàn)接力通訊，當(dāng)電極較多的情況下，可以方便的進(jìn)行編碼。此夕卜，通過(guò)廣播通訊方式和接力通訊方式相結(jié)合還可以改善單一的接力通訊帶來(lái)的延時(shí)問(wèn)題，提高電極切換的速度。
[0069]需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例中描述的編碼方式只是為了更加清楚的說(shuō)明本發(fā)明提供的分布式高密度電法儀器，并不代表編碼方式只有這一種。
[0070]作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述第一電極接線盒具體包括:
[0071]與串行通訊線連接的第二串行轉(zhuǎn)換器，用于所述主機(jī)和與其所在的所述電極轉(zhuǎn)換器電纜進(jìn)行廣播通訊；
[0072]與電源線連接的開(kāi)關(guān)降壓器，用于轉(zhuǎn)換電壓；
[0073]其中，所述開(kāi)關(guān)降壓器具有第一輸出端和第二輸出端；
[0074]與所述第二串行轉(zhuǎn)換器和所述開(kāi)關(guān)降壓器的第一輸出端連接的第一微控制器；
[0075]與所述開(kāi)關(guān)降壓器的第二輸出端連接的繼電器；
[0076]其中，所述繼電器的4個(gè)開(kāi)關(guān)的一端分別與供電電極A、供電電極B、接收電極M和接收電極N連接，另一端均與電極連接；
[0077]與所述第一微控制器連接的繼電器驅(qū)動(dòng)器。
[0078]圖2為本發(fā)明提供的一種電極轉(zhuǎn)換器電纜的結(jié)構(gòu)圖。如圖2所示，每個(gè)第一電極接線盒11均包括:第二串行轉(zhuǎn)換器20、開(kāi)關(guān)降壓器21、第一微控制器22、繼電器驅(qū)動(dòng)器23和繼電器24的4個(gè)開(kāi)關(guān)。第二串行轉(zhuǎn)換器20與串行通訊線25連接，開(kāi)關(guān)降壓模塊21與電源線26連接，繼電器24的4個(gè)開(kāi)關(guān)分別與供電電極A、供電電極B、接收電極M和接收電極N連接，繼電器24的4個(gè)開(kāi)關(guān)均與電極連接。
[0079]其中，開(kāi)關(guān)降壓器21將電源線上的電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換，為第一微控制器22和繼電器24供電。例如，開(kāi)關(guān)降壓器21的第一輸出端可以輸出5V電壓，第二輸出端可以輸出3.3V電壓。通過(guò)串行通訊線25和第二串行轉(zhuǎn)換器20，第一微控制器22可以判斷出主機(jī)發(fā)送的絕對(duì)地址是否為本測(cè)試線上的絕對(duì)地址(廣播通訊)，如果是，則控制繼電器24的開(kāi)關(guān)進(jìn)行切換；如果不是本測(cè)試線上的絕對(duì)地址，則第二電極接線盒12的第一串行轉(zhuǎn)換器18將主機(jī)發(fā)送的絕對(duì)地址和命令傳遞至與其連接的電極轉(zhuǎn)換器電纜(接力通訊)。
[0080]作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述第二電極接線盒具體包括:所述第二串行轉(zhuǎn)換器、所述開(kāi)關(guān)降壓器、所述第一微控制器、所述繼電器、所述繼電器驅(qū)動(dòng)器和所述第一串行轉(zhuǎn)換器，
[0081 ] 其中，所述第一串行轉(zhuǎn)換器與所述第一微控制器和所述開(kāi)關(guān)降壓器連接。
[0082]如圖2所示，第二電極接線盒12也包括如第一電極接線盒11包含的第二串行轉(zhuǎn)換器20、開(kāi)關(guān)降壓器21、第一微控制器22、繼電器驅(qū)動(dòng)器23和繼電器24的4個(gè)開(kāi)關(guān)。與第一電極接線盒11不同的是第二電極接線盒12還包括第一串行轉(zhuǎn)換器18。
[0083]由于第二電極接線盒12與第一電極接線盒11的結(jié)構(gòu)類(lèi)似，只是多了一個(gè)第一串行轉(zhuǎn)換器18，具體的描述請(qǐng)參見(jiàn)上文。
[0084]作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述主機(jī)具體包括:
[0085]用于產(chǎn)生高壓恒流發(fā)射信號(hào)的發(fā)射器，所述發(fā)射器與高壓電源、供電電極A和供電電極B連接；
[0086]用于測(cè)量所述發(fā)射器的電流信號(hào)以及獲取接收電極M和接收電極N的電壓信號(hào)的接收器，所述接收器與所述發(fā)射器、接收電極M和接收電極N連接；
[0087]用于產(chǎn)生高壓直流電源和串行通訊信號(hào)的輔助電路；
[0088]用于控制所述發(fā)射器、所述接收器和所述輔助電路的控制電路。
[0089]圖3為本發(fā)明提供的一種主機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。如圖3所示，主機(jī)17包括:發(fā)射器30、接收器31、輔助電路32和控制電路33。發(fā)射器30與高壓電源34、供電電極A和供電電極B連接，將高壓電源34輸出的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為高壓恒流發(fā)射信號(hào)。接收器31與發(fā)射器30、接收電極M和接收電極N連接，將接收到的發(fā)射器30的電流信號(hào)進(jìn)行測(cè)量并發(fā)送至控制電路33，將接收電極M和接收電極N接收到的電壓信號(hào)發(fā)送至控制電路33。輔助電路32為供電核心，通過(guò)電源線26為各個(gè)電極接線盒供電，輔助電路32還可以將控制電路33發(fā)送的信號(hào)轉(zhuǎn)換為串行通訊信號(hào)并通過(guò)串行通訊線25傳遞至電極轉(zhuǎn)換器電纜?？刂齐娐?3根據(jù)接收器31和輔助電路32反饋的信號(hào)控制發(fā)射器30、接收器31和輔助電路32。
[0090]作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述發(fā)射器具體包括:
[0091 ] 與所述控制電路連接的全橋驅(qū)動(dòng)電路；
[0092]與所述全橋驅(qū)動(dòng)電路和所述高壓電源連接的全橋電路；
[0093]與所述全橋電路連接的電流采樣電路；
[0094]與所述全橋電路連接的過(guò)壓過(guò)流保護(hù)電路。
[0095]圖4為本發(fā)明提供的另一種主機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。如圖4所示，發(fā)射器包括:全橋驅(qū)動(dòng)電路40、全橋電路41、電流采樣電路42、過(guò)壓過(guò)流保護(hù)電路43。全橋驅(qū)動(dòng)電路與控制電路連接，根據(jù)控制電路的控制為全橋電路41提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)。全橋電路41與全橋驅(qū)動(dòng)電路40和高壓電源34連接，當(dāng)全橋驅(qū)動(dòng)電路40提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)后，全橋電路41將高壓電源34輸出的電信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。電流采樣電路42和過(guò)流保護(hù)電路43均與全橋電路41連接，電流采樣電路42對(duì)全橋電路41輸出的信號(hào)進(jìn)行采樣，過(guò)流保護(hù)電路43對(duì)全橋電路41進(jìn)行電壓和電流的檢測(cè)，如果電壓或電流超出閾值，則對(duì)全橋電路41進(jìn)行控制。
[0096]作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述接收器具體包括:
[0097]與所述電流采樣電路連接的電流隔離放大電路；
[0098]與所述電流隔離放大電路連接的第一低通濾波器；
[0099]與所述第一低通濾波器連接的第一工頻陷波器；