本發(fā)明屬于礦物探測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種新型高精度礦用雙頻激電接收機(jī)。

背景技術(shù)：

目前，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國(guó)家對(duì)礦物資源的需求量越來(lái)越大。經(jīng)過(guò)幾十年的勘探，礦物資源的勘探環(huán)境變得越來(lái)越惡劣，對(duì)礦物資源的勘探也越來(lái)越困難。因此，提高勘探設(shè)備的工作效率、精度、安全性，能夠大大的減少不必要的經(jīng)濟(jì)損失，提高勘探的準(zhǔn)確性。

礦物探測(cè)可分為時(shí)間域激電法和頻域激電法，時(shí)間域激電法實(shí)際上就是研究礦物激發(fā)極化后的二次電位隨時(shí)間變化的方法，由于時(shí)間域激電法的探測(cè)設(shè)備笨重，可以在交通方便的平原地區(qū)應(yīng)用，但在接地條件差、干擾大和地形條件差的山區(qū)，時(shí)間域激電就非常困難了。目前，礦物探測(cè)都是采用頻域激電法，頻率域激電和時(shí)間域激電在反映地下極化體的能力上是相當(dāng)?shù)摹５穷l域激電不需要斷電更換不同頻率電流，探測(cè)設(shè)備變得輕便靈活、提高抗干擾能力等優(yōu)點(diǎn)。在礦物探測(cè)頻域激電法中的：(1)變頻法，該方法是在不斷電的情況下，采用兩次分別供應(yīng)低頻電流和高頻電流測(cè)出高、低頻電壓差，并計(jì)算視幅頻率，但這種方法不能同時(shí)采集到兩種頻率的激電電壓；(2)雙頻激電法，這種方法由中南大學(xué)的何繼善院士發(fā)明的一種地球物理勘探方法的雙頻激電接收機(jī)雖然能夠?qū)崿F(xiàn)兩種頻率信號(hào)的同步接收，并采集到相應(yīng)的激電電壓信號(hào)，但是由于同步精度不夠，AD轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換精度低，激發(fā)極化效應(yīng)和電磁耦合效應(yīng)的干擾、處理器的對(duì)數(shù)據(jù)處理能力較弱等一系列的因素，導(dǎo)致相關(guān)設(shè)備的精度低，數(shù)據(jù)處理能力弱，出現(xiàn)數(shù)據(jù)不穩(wěn)定等一系列現(xiàn)象。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種新型高精度礦用雙頻激電接收機(jī)，該接收機(jī)的穩(wěn)定性、抗干擾能力有很大程度的提高，能同時(shí)采集到高精度的高、低兩種頻率的激電電壓，且高、低頻信號(hào)同步精度高，數(shù)據(jù)處理效率高。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是：

一種新型高精度礦用雙頻激電接收機(jī)，包括信號(hào)調(diào)理模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊、FPGA處理模塊、DSP處理模塊、顯示模塊和電源模塊，電源模塊給信號(hào)調(diào)理模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊、FPGA處理模塊、DSP處理模塊和顯示模塊供電，F(xiàn)PGA處理模塊分別與AD轉(zhuǎn)換模塊、DSP處理模塊和顯示模塊連接，AD轉(zhuǎn)換模塊還與信號(hào)調(diào)理模塊連接。

所述的信號(hào)調(diào)理模塊的作用是對(duì)接收到的激電電壓弱信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理得到純凈信號(hào)。

所述的AD轉(zhuǎn)換模塊的作用是將信號(hào)調(diào)理模塊預(yù)處理后的純凈信號(hào)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，將信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。

所述的FPGA處理模塊的作用是對(duì)AD模塊轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)數(shù)據(jù)緩存，并將緩存好的數(shù)據(jù)批量的傳送至DSP處理模塊，并對(duì)各個(gè)模塊的的正?？刂?。

所述的DSP處理模塊的作用是將FPGA處理模塊傳送來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的算法處理，然后將算法處理后得到的數(shù)據(jù)再傳送給FPGA處理模塊，經(jīng)過(guò)FPGA處理模塊的控制，最終將數(shù)據(jù)在顯示模塊中顯示出來(lái)。

所述的FPGA處理模塊和DSP處理模塊的連接是雙向連接。

所述的信號(hào)調(diào)理模塊進(jìn)一步包括前端放大電路、高頻濾波電路、低頻濾波電路、4/8多路復(fù)用器、檢波積分電路和程控增益放大電路；前端放大電路分別與高頻濾波電路和低頻濾波電路一端連接，4/8多路復(fù)用器分別與高頻濾波電路和低頻濾波電路另一端連接，4/8多路復(fù)用器還與檢波積分電路連接，檢波積分電路還與程控增益放大電路連接；其中：

所述的前端放大電路的作用是對(duì)接收到的微弱的激電電壓信號(hào)進(jìn)行放大處理；所述的高頻濾波電路的作用是從放大后的激電電壓信號(hào)中的雙頻信號(hào)中提取純凈的高頻激電電壓信號(hào)；所述的低頻濾波電路的作用是從放大后的激電電壓信號(hào)中的雙頻信號(hào)中提取純凈的低頻激電電壓信號(hào)；所述的4/8多路復(fù)用器的作用是分別對(duì)高、低頻激電電壓信號(hào)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)4路信號(hào)之一切換至公共輸出；所述的檢波積分電路的作用是分別對(duì)經(jīng)過(guò)4/8多路復(fù)用器后的高、低頻激電電壓信號(hào)中的IP效應(yīng)和EM效應(yīng)干擾信號(hào)進(jìn)行消除處理；所述的程控增益放大電路的作用是對(duì)檢波積分電路處理后的信號(hào)進(jìn)行程控增益放大，使放大后的信號(hào)被AD轉(zhuǎn)換模塊處理。

所述的AD轉(zhuǎn)換模塊為24位高精度Δ-∑型A/D轉(zhuǎn)換器、32位高精度Δ-∑型A/D轉(zhuǎn)換器中的至少一種。

所述的4/8多路復(fù)用器的芯片為ADG509FB芯片。

所述的前端放大電路芯片選用精密、雙通道的儀表放大器AD526芯片。

所述的檢波積分電路的檢波選電路選用OPA2227運(yùn)放芯片，積分電路選用OPA602運(yùn)放芯片。

本發(fā)明的有益效果是：一種新型高精度礦用雙頻激電接收機(jī)，通過(guò)高精度、高分辨率采集大量的數(shù)據(jù)，完整的獲取了地下礦物激發(fā)極化后的高、低頻率的二次電位數(shù)據(jù)，并通過(guò)FPGA處理器和DSP處理器快速、有效的進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，完成高頻電位差幅值ΔV_H、低頻電位差幅值ΔV^L、視幅頻率F_S、低頻視電阻率ρ^SL、高頻視電阻率ρ^SH等多項(xiàng)物性參數(shù)的測(cè)量和顯示，從不同電性角度分析與刻畫(huà)地下礦物結(jié)構(gòu)。為精確的分析礦物種類及含量提供可靠的數(shù)據(jù)信息，具有穩(wěn)定性、抗干擾能力有很大程度的提高，能同時(shí)采集到高精度的高、低兩種頻率的激電電壓，且高、低頻信號(hào)同步精度高，數(shù)據(jù)處理效率高的優(yōu)點(diǎn)，從而提高勘探效率及降低不準(zhǔn)確導(dǎo)致不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

附圖說(shuō)明

圖1一種新型高精度礦用雙頻激電接收機(jī)系統(tǒng)框圖；

圖2信號(hào)調(diào)理模塊框圖；

圖中，1.信號(hào)調(diào)理模塊 2.AD轉(zhuǎn)換模塊 3.FPGA處理模塊 4.顯示模塊 5.DSP處理模塊 6.電源模塊 7.前端放大電路 8.高頻濾波電路 9.低頻濾波電路 10.4/8多路復(fù)用器 11.檢波積分電路 12.程控增益放大電路。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述，但不是對(duì)本發(fā)明的限定。

實(shí)施例

如圖1所示，一種新型高精度礦用雙頻激電接收機(jī)，包括信號(hào)調(diào)理模塊1、AD轉(zhuǎn)換模塊2、FPGA處理模塊3、DSP處理模塊5、顯示模塊4和電源模塊6，電源模塊6給信號(hào)調(diào)理模塊1、AD轉(zhuǎn)換模塊2、FPGA處理模塊3、DSP處理模塊5和顯示模塊4供電，F(xiàn)PGA處理模塊3分別與AD轉(zhuǎn)換模塊2、DSP處理模塊5和顯示模塊4連接，AD轉(zhuǎn)換模塊2還與信號(hào)調(diào)理模塊1連接，其中：

所述的信號(hào)調(diào)理模塊1的作用是對(duì)接收到的激電電壓弱信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理得到純凈信號(hào)；所述的AD轉(zhuǎn)換模塊2的作用是將信號(hào)調(diào)理模塊1預(yù)處理后的純凈信號(hào)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，將信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；所述的FPGA處理模塊3的作用是對(duì)AD模塊轉(zhuǎn)換2的數(shù)字信號(hào)數(shù)據(jù)緩存，并將緩存好的數(shù)據(jù)批量的傳送至DSP處理模塊5，并對(duì)各個(gè)模塊的的正?？刂疲凰龅腄SP處理模塊5的作用是將FPGA處理模塊3傳送來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的算法處理，然后將算法處理后得到的數(shù)據(jù)再傳送給FPGA處理模塊3，經(jīng)過(guò)FPGA處理模塊3的控制，最終將數(shù)據(jù)在顯示模塊4中顯示出來(lái)。

所述的FPGA處理模塊3和DSP處理模塊5之間的連接是雙向連接。

如圖2所示，所述的信號(hào)調(diào)理模塊1進(jìn)一步包括前端放大電路7、高頻濾波電路8、低頻濾波電路9、4/8多路復(fù)用器10、檢波積分電路11和程控增益放大電路12；前端放大電路7分別與高頻濾波電路8和低頻濾波電路9一端連接，4/8多路復(fù)用器10分別與高頻濾波電路8和低頻濾波電路9另一端連接，4/8多路復(fù)用器10還與檢波積分電路11連接，檢波積分電路11還與程控增益放大電路12連接；其中：

所述的前端放大電路7的作用是對(duì)接收到的微弱的激電電壓信號(hào)進(jìn)行放大處理；所述的高頻濾波電路8的作用是從放大后的激電電壓信號(hào)中的雙頻信號(hào)中提取純凈的高頻激電電壓信號(hào)；所述的低頻濾波電路9的作用是從放大后的激電電壓信號(hào)中的雙頻信號(hào)中提取純凈的低頻激電電壓信號(hào)；所述的4/8多路復(fù)用器10的作用是分別對(duì)高、低頻激電電壓信號(hào)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)4路信號(hào)之一切換至公共輸出；所述的檢波積分電路11的作用是分別對(duì)經(jīng)過(guò)4/8多路復(fù)用器10后的高、低頻激電電壓信號(hào)中的IP效應(yīng)和EM效應(yīng)干擾信號(hào)進(jìn)行消除處理；所述的程控增益放大電路12的作用是對(duì)檢波積分電路11處理后的信號(hào)進(jìn)行程控增益放大，使放大后的信號(hào)供被AD轉(zhuǎn)換模塊2處理。

所述的AD轉(zhuǎn)換模塊2采用24位高精度Δ-∑型A/D轉(zhuǎn)換器。

所述的4/8多路復(fù)用器10的芯片選用ADG509FB芯片。

所述的前端放大電路7選用精密、雙通道的儀表放大器AD526芯片。

所述的檢波積分電路11的檢波選電路選用OPA2227運(yùn)放芯片，積分電路選用OPA602運(yùn)放芯片。

使用時(shí)，對(duì)接收到的激電電壓信號(hào)經(jīng)前端放大電路7進(jìn)行放大處理后，經(jīng)過(guò)高頻濾波電路8和低頻濾波電路9，再經(jīng)過(guò)4/8多路復(fù)用器10對(duì)高、低頻激電電壓信號(hào)進(jìn)行選擇輸出控制，之后進(jìn)入檢波積分電路11消除IP效應(yīng)和EM效應(yīng)干擾信號(hào)的影響，最后到程控增益放大電路12，對(duì)信號(hào)進(jìn)行程控增益放大；放大后的純凈信號(hào)通過(guò)采用24位高精度、高分辨率Δ-∑型A/D轉(zhuǎn)換器的AD轉(zhuǎn)換器模塊2，轉(zhuǎn)換后的高頻電位差幅值ΔV_H和低頻電位差幅值ΔV^L數(shù)據(jù)傳到FPGA處理模塊中，經(jīng)FPGA處理模塊3的控制下，將數(shù)據(jù)批量傳輸?shù)紻SP處理模塊5中，根據(jù)視幅頻率計(jì)算公式：低頻視電阻率計(jì)算公式：其中K為裝置系數(shù)，I_L為低頻供電電流；高頻頻視電阻率計(jì)算公式：其中K為裝置系數(shù)，I_H為高頻頻供電電流。通過(guò)以上的算法處理，計(jì)算出視福頻率、低頻視電阻率、高頻視電阻率。最后通過(guò)FPGA模塊3的控制，將DSP處理模塊5處理后的高頻電位差、低頻電位差、視幅頻率、視電阻率數(shù)據(jù)在顯示模塊4中顯示出來(lái)。