專利名稱：采集海底大地電磁信號(hào)的組合電路集的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于海洋地質(zhì)探測(cè)儀器領(lǐng)域，特別涉及到一種采集海底大地電磁信號(hào)的組合電路裝置。
為了探測(cè)海洋深處地面下層的石油與各種礦藏分布及儲(chǔ)量，我國(guó)海洋地質(zhì)工作者長(zhǎng)期以來(lái)在無(wú)際的大海中利用各種物理探測(cè)的手段和常規(guī)的物探儀器，艱難地摸索與單項(xiàng)探測(cè)、采集著海洋大地的各個(gè)物理參數(shù)，這種傳統(tǒng)的裝備難以探測(cè)更寬范圍和更深層的海域的準(zhǔn)確參數(shù)值。隨著先進(jìn)的科學(xué)探測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，使采集數(shù)據(jù)的范圍更廣、更深，而且物探參數(shù)采集的精確度及數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確度也日趨提高、完善。可是迄今為止，利用高科技手段對(duì)海底的電磁參數(shù)進(jìn)行探測(cè)儀器的研制，我們國(guó)家還處于起步階段，西方國(guó)家也還處于研制階段。利用電、磁信息探測(cè)海底寶藏的大型儀器設(shè)備，不僅需要昂貴的外匯才能購(gòu)置，更主要的是，這些大型設(shè)備不適用于我國(guó)現(xiàn)有海洋探測(cè)的具體情況。為了我國(guó)海洋地質(zhì)探測(cè)的需要，不得不自行開(kāi)發(fā)研制一種適合我國(guó)測(cè)量船舶使用的海底大地電磁信號(hào)采集裝備，并將這項(xiàng)總體計(jì)劃列入了國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的863計(jì)劃。本設(shè)計(jì)作為信號(hào)采集裝備中的組合電路集裝置，就是針對(duì)這項(xiàng)總體計(jì)劃中的一個(gè)獨(dú)立的課題，該整體的電路組合裝置，將放置在“五分量電、磁信號(hào)采集裝備或2分量電信號(hào)采集裝備的主體結(jié)構(gòu)的承壓艙中，后者均已另有專利申請(qǐng)?zhí)岢觥１倦娐方M合裝置將利用計(jì)算機(jī)為工具，采集電、磁信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，存入計(jì)算機(jī)中并送出去備用。傳統(tǒng)的物探儀還沒(méi)有如此更先進(jìn)的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理裝置，所以尚沒(méi)有研制過(guò)類似的采集電、磁信號(hào)的組合電路，因而也沒(méi)有可參比的對(duì)象。
本實(shí)用新型的目的，是為了對(duì)更深、更廣的海域進(jìn)行海底大地電、磁信號(hào)的采集及快捷的數(shù)據(jù)處理，為了克服以往傳統(tǒng)的物探儀器難以準(zhǔn)確、快捷測(cè)量更深層和更寬闊海底處的參數(shù)，而重新設(shè)計(jì)了采集海底大地電磁信號(hào)的組合電路集。
本實(shí)用新型是依靠下述技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的，一種采集海底大地電磁信號(hào)的組合電路集，裝置整體固定在海洋大地電磁信號(hào)采集裝備中的承壓艙內(nèi)，其特征在于，圓筒形承壓艙的密封空腔內(nèi)一半的位置空間安裝著組合電路集的固定架，另一半的位置空間安裝著提供組合電路集工作的供電電源；組合電路集固定支架上平行地支撐著電路板，電路板間連通著一組信號(hào)饋入及饋出的導(dǎo)線，饋入導(dǎo)線端與固定在電磁信號(hào)采集裝備主體結(jié)構(gòu)中的電場(chǎng)傳感器組件、磁場(chǎng)傳感器組件相連；饋出導(dǎo)線端通過(guò)PC104卡式計(jì)算機(jī)板連接到承壓艙外的數(shù)據(jù)處理及顯示部分；所述平行支撐的電路板布有4部分電子線路，它們是，將饋入的電、磁場(chǎng)信號(hào)進(jìn)行前置放大、主放大的放大電路部分；把模擬信號(hào)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換的數(shù)字電路部分；進(jìn)行信號(hào)控制及數(shù)據(jù)存貯、處理的電路部分；輔助參數(shù)測(cè)量電路部分；由這4部分電路處理的電磁信號(hào)接入PC104卡式計(jì)算機(jī)的硬盤中備用。
本方案要的積極效益是，這種組合電路集可使海洋大地電磁信號(hào)的采集及數(shù)據(jù)處理、存貯、顯示工作均自動(dòng)完成，可使海底深處的參數(shù)探測(cè)量更準(zhǔn)確、快捷、探測(cè)范圍更廣。
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明實(shí)施例
圖1為采集海底大地電磁信號(hào)的組合電路集的總裝示意圖；圖2為電場(chǎng)信號(hào)前置放大部分電路板1.1；圖3為磁場(chǎng)信號(hào)前置放大部分電路板1.2；圖4為二個(gè)電場(chǎng)分量及三個(gè)磁場(chǎng)分量的主放大部分電路板1.3；圖5為24位AD轉(zhuǎn)換數(shù)字電路部分的電路板1.4；圖6為控制電路部分的電路板1.5；圖7為輔助參數(shù)測(cè)量電路部分的電路板1.6。
圖1中，組合電路集的固定架1包括四根平行的金屬桿，貫串并固定著電路板1.1至1.7這7塊電路板，它們共包含著4大部分電路及一塊PC104卡式計(jì)算機(jī)外購(gòu)電路板，第1塊電路板1.1，其上布有2個(gè)電場(chǎng)信號(hào)的前置放大電路部分，收集到的x、y方向的電場(chǎng)強(qiáng)度數(shù)值由ECH1進(jìn)入，再由運(yùn)放及模擬開(kāi)關(guān)組成的帶通數(shù)字濾波器進(jìn)行信號(hào)放大，并通過(guò)光電耦合器電路進(jìn)行信號(hào)控制，放大的信號(hào)從ECHout輸出。
第2塊電路板1.2，其上布有三個(gè)磁場(chǎng)信號(hào)的前置放大電路部分，固定在承壓艙外面的三個(gè)方向的磁傳感器將采集到x、y、z三個(gè)坐標(biāo)的磁場(chǎng)強(qiáng)度數(shù)值由MCH2進(jìn)入，再由本電路板上的運(yùn)算放大電路及帶通數(shù)字濾波器進(jìn)行放大，由MCHout輸出。
第3塊電路板1.3，這是經(jīng)過(guò)前置放大的電場(chǎng)及磁場(chǎng)信號(hào)進(jìn)行主級(jí)再次放大，并由光電耦合器電路進(jìn)行控制，通過(guò)濾波及24位AD轉(zhuǎn)換電路將信號(hào)輸出。
第4塊電路板1.4為數(shù)字板，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，這種24位AD轉(zhuǎn)換的應(yīng)用可以得到很高的分辨率，電位數(shù)值能精確到1/10μv數(shù)量級(jí)。
第5塊電路板1.5，為邏輯電路板，也稱為可編程的數(shù)字電路板，采用門陣列電路技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的計(jì)算機(jī)、存貯及處理，這對(duì)于海洋地質(zhì)測(cè)量技術(shù)的改進(jìn)是一項(xiàng)新的突破。
第6塊電路板1.6，為提供輔助參數(shù)測(cè)量的電路板，輔助參數(shù)是指方向性，傾斜度及振動(dòng)參數(shù)，由于進(jìn)行海底信息的測(cè)量，不像陸地上可以把方位坐標(biāo)測(cè) 得準(zhǔn)確無(wú)誤，處于海底的被測(cè)點(diǎn)，其方向、傾斜度及振動(dòng)參數(shù)等都需經(jīng)專門校準(zhǔn)，并將被采集數(shù)據(jù)的x、y、z方向的投影值進(jìn)行記錄，因此就有輔助參數(shù)測(cè)量電路板的必要性。
第7塊電路板1.7，為外購(gòu)的PC104卡式計(jì)算機(jī)板，它發(fā)出各種采集數(shù)據(jù)的指令，并且將經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理的電信息通過(guò)并口線接通到承壓艙外其他計(jì)算機(jī)的顯示屏上讀出所探測(cè)的信號(hào)。
上述7塊板的電源供電裝置，是依靠固定在承壓艙內(nèi)腔中的鋰電池來(lái)完成的，它可以提供0-5V及0-±15V兩組直流電壓供各部分電路板及計(jì)算機(jī)板使用，圖中2代表筒形承壓艙，其內(nèi)壁為光滑的腔式結(jié)構(gòu)，連接各電路板的饋線組3，分別包含引入信號(hào)的輸入饋線及輸出信號(hào)的饋線。方向測(cè)量傳感器4放置在各電路板之前，測(cè)量?jī)A斜度的傳感器5及測(cè)量振動(dòng)參數(shù)的傳感器6分別放置在各電路板之后，鋰電池7供給電路及PC104卡式計(jì)算機(jī)所需的。
權(quán)利要求1.一種采集海底大地電磁信號(hào)的組合電路集，裝置整體固定在海洋大地電磁信號(hào)采集裝備中的承壓艙內(nèi)，其特征在于，圓筒形承壓艙的密封空腔內(nèi)一半的位置空間安裝著組合電路集的固定架，另一半的位置空間安裝著提供組合電路集工作的供電電源；組合電路集固定支架上平行地支撐著電路板，電路板間連通著一組信號(hào)饋入及饋出的導(dǎo)線，饋入導(dǎo)線端與固定在電磁信號(hào)采集裝備主體結(jié)構(gòu)中的電場(chǎng)傳感器組件、磁場(chǎng)傳感器組件相連；饋出導(dǎo)線端通過(guò)PC104卡式計(jì)算機(jī)板連接到承壓艙外的數(shù)據(jù)處理及顯示部分；所述平行支撐的電路板布有4部分電子線路，它們是，將饋入的電、磁場(chǎng)信號(hào)進(jìn)行前置放大、主放大的放大電路部分；把模擬信號(hào)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換的數(shù)字電路部分；進(jìn)行信號(hào)控制及數(shù)據(jù)存貯、處理的電路部分；輔助參數(shù)測(cè)量電路部分；由這4部分電路處理的電磁信號(hào)接入PC104卡式計(jì)算機(jī)的硬盤中備用。
2.按照權(quán)利要求1所述的組合電路集，其特征在于，所包含的4部分電子線路，分布在平行支撐著的7塊電路板上，它們的名稱分別是，第一塊板為電場(chǎng)信號(hào)前置放大電路板；第2塊板為磁場(chǎng)信號(hào)前置放大電路板；第3塊板為電、磁信號(hào)再次主級(jí)放大電路板；第4塊板為24位AD轉(zhuǎn)換數(shù)字電路板；第5塊板為邏輯信號(hào)控制電路板；第6塊板為提供輔助參數(shù)測(cè)量的電路板，其中輔助參數(shù)是指方向性、傾斜度、振動(dòng)參數(shù)。
3.按照權(quán)利要求1所述的組合電路集，其特征在于，電源供電裝置，是依靠固定在承壓艙內(nèi)腔中的鋰電池來(lái)完成的，它可以提供0-5V及0～±15V兩組直流電壓供各部分電路板及計(jì)算機(jī)板使用。
專利摘要采集海底大地電磁信號(hào)的組合電路集,在承壓艙的密封空腔內(nèi)一半的位置空間安裝著組合電路集的固定架,固定架上平行地支撐著電路板,電路板間連通著一組信號(hào)饋入及饋出的導(dǎo)線,所述平行支撐的電路板布有4部分電子線路,它們是,將饋入的電、磁場(chǎng)信號(hào)進(jìn)行前置放大、主放大的放大電路部分;數(shù)模轉(zhuǎn)換的數(shù)字電路部分;數(shù)據(jù)存貯、處理的電路部分;輔助參數(shù)測(cè)量電路部分;這種組合電路集可使海洋大地電磁信號(hào)的采集及數(shù)據(jù)處理、存貯、顯示工作均自動(dòng)完成,可使海底深處的參數(shù)探測(cè)量更準(zhǔn)確、快捷、探測(cè)范圍更廣。
文檔編號(hào)G01V3/36GK2439035SQ0025452
公開(kāi)日2001年7月11日 申請(qǐng)日期2000年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月18日
發(fā)明者鄧明, 董浩斌, 白宜誠(chéng), 羅維炳 申請(qǐng)人:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)