本發(fā)明涉及地質(zhì)勘查技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種物探儀及其數(shù)據(jù)采集方法。

背景技術(shù)：

目前，在物探儀的信號(hào)采集中，傳統(tǒng)的做法是采集信號(hào)的有效值(模擬信號(hào))作為信號(hào)標(biāo)本或者是通過采集多個(gè)信號(hào)的實(shí)時(shí)值(數(shù)字信號(hào))，然后做平均處理后，作為信號(hào)標(biāo)本。

這兩種方法都有一定的缺陷，只采集模擬信號(hào)的話，可能因?yàn)殡娐返自肼暸c環(huán)境因素的影響，信號(hào)與原待測信號(hào)可能會(huì)有明顯的差別。只采集數(shù)字信號(hào)的話，由于信號(hào)近似為正弦波形式，固定時(shí)間采樣出來的信號(hào)取平均值會(huì)導(dǎo)致信號(hào)幅值略微偏高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于公開一種物探儀及其數(shù)據(jù)采集方法，以提高采集數(shù)據(jù)的精確度。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開物探儀的數(shù)據(jù)采集方法，包括：

基于同一采集芯片的不同引腳分別構(gòu)建模擬通道和數(shù)據(jù)通道以同時(shí)采集同一電極對(duì)的模擬信號(hào)值和數(shù)字信號(hào)值；

獲取用戶在一段時(shí)間內(nèi)，在同一頻率下針對(duì)同一測點(diǎn)電場的電壓值，所采集的至少兩個(gè)模擬信號(hào)值和至少兩個(gè)數(shù)字信號(hào)值；

對(duì)同一測點(diǎn)的所有模擬信號(hào)值進(jìn)行篩選，并計(jì)算有效點(diǎn)的模擬平均值；與此同時(shí)，對(duì)同一測點(diǎn)的所有數(shù)字信號(hào)值進(jìn)行篩選，并計(jì)算有效點(diǎn)的數(shù)字平均值；

判斷所述模擬平均值與數(shù)字平均值的差值是否在設(shè)定閾值內(nèi)，如果是，取所述模擬平均值和數(shù)字平均值的中間值作為該測點(diǎn)電場的電壓值；如果兩者的差值超過閾值，指示用戶采樣失敗。

與上述方法相對(duì)應(yīng)的，本發(fā)明還公開一種物探儀，其采集模塊的同一采集芯片的不同引腳分別構(gòu)建模擬通道和數(shù)據(jù)通道以同時(shí)采集同一電極對(duì)的模擬信號(hào)值和數(shù)字信號(hào)值；

所述采集模塊，還用于獲取用戶在一段時(shí)間內(nèi)，在同一頻率下針對(duì)同一測點(diǎn)電場的電壓值，所采集的至少兩個(gè)模擬信號(hào)值和至少兩個(gè)數(shù)字信號(hào)值；對(duì)同一測點(diǎn)的所有模擬信號(hào)值進(jìn)行篩選，并計(jì)算有效點(diǎn)的模擬平均值；與此同時(shí)，對(duì)同一測點(diǎn)的所有數(shù)字信號(hào)值進(jìn)行篩選，并計(jì)算有效點(diǎn)的數(shù)字平均值；判斷所述模擬平均值與數(shù)字平均值的差值是否在設(shè)定閾值內(nèi)，如果是，取所述模擬平均值和數(shù)字平均值的中間值作為該測點(diǎn)電場的電壓值；如果兩者的差值超過閾值，指示用戶采樣失敗。

本發(fā)明具有以下有益效果：

基于同一采集芯片的不同引腳分別構(gòu)建模擬通道和數(shù)據(jù)通道以同時(shí)采集同一電極對(duì)的模擬信號(hào)值和數(shù)字信號(hào)值，消除了同一信號(hào)分開采集所導(dǎo)致的相位差；通過有效值的篩選，排除了元器件噪聲和采集芯片的誤讀等所產(chǎn)生的無效值，而且通過模擬平均值與數(shù)字平均值的差值對(duì)當(dāng)次采樣予以客觀考評(píng)，最終結(jié)果取有效采集的兩通道數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合，彌補(bǔ)了單通道采集所存在的缺陷；藉此，本發(fā)明從多個(gè)維度確保了最終數(shù)據(jù)的精確性，極大提升了物探儀的整體性能。

下面將參照附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

附圖說明

構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1是本發(fā)明實(shí)施例公開的數(shù)據(jù)采集方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。

實(shí)施例一

本實(shí)施例公開一種物探儀的數(shù)據(jù)采集方法，如圖1所示，包括：

步驟s1，基于同一采集芯片的不同引腳分別構(gòu)建模擬通道和數(shù)據(jù)通道以同時(shí)采集同一電極對(duì)的模擬信號(hào)值和數(shù)字信號(hào)值。

步驟s2，獲取用戶在一段時(shí)間內(nèi)，在同一頻率下針對(duì)同一測點(diǎn)電場的電壓值，所采集的至少兩個(gè)模擬信號(hào)值和至少兩個(gè)數(shù)字信號(hào)值。

步驟s3，對(duì)同一測點(diǎn)的所有模擬信號(hào)值進(jìn)行篩選，并計(jì)算有效點(diǎn)的模擬平均值；與此同時(shí)，對(duì)同一測點(diǎn)的所有數(shù)字信號(hào)值進(jìn)行篩選，并計(jì)算有效點(diǎn)的數(shù)字平均值。

例如：假設(shè)時(shí)間段內(nèi)所采集的模擬信號(hào)值為1000個(gè)，對(duì)模擬信號(hào)值進(jìn)行篩選的篩選算法可包括下述步驟s31至步驟s35。

步驟s31，將采樣數(shù)組從小到大排列，將他們標(biāo)記為p1，p2，……，p1000，然后計(jì)算最大差值kmax，其中，

步驟s32，判斷kmax的值，如果kmax≤10％，說明此數(shù)組無無效值；如果kmax＞10％，再進(jìn)行如下計(jì)算。

步驟s33，增加一個(gè)數(shù)組k[n]，1≤n≤999，其中，然后取出其中所有大于10％的k值中所對(duì)應(yīng)的n值，將n進(jìn)行從小到大的排序。

步驟s34，做判斷：如果n值都大于500，則取其中最小的n值，選取p1-pn作為有效點(diǎn)；如果n值都小于500，則取其中最大的n值，選取pn-p1000作為有效點(diǎn)；如果所有的n值既有大于500的也有小于500的，則取所有排序過的n中最接近500的2個(gè)點(diǎn)，假設(shè)為n1與n2，則取pn1-pn2為有效點(diǎn)。

步驟s35，在篩選出的數(shù)組中有效點(diǎn)的數(shù)值做加權(quán)平均值處理，得到所述模擬平均值。

相對(duì)應(yīng)的，又例如，假設(shè)時(shí)間段內(nèi)所采集的數(shù)字信號(hào)值為1000個(gè)，對(duì)數(shù)字信號(hào)值進(jìn)行篩選的篩選算法包括下述步驟s310至步驟s330。

步驟s310，將數(shù)組排序?yàn)閐1-d1000，首先創(chuàng)建一個(gè)新數(shù)組z[999]，其中，zn＝dn+1-dn，n∈(2，998)。

步驟s320，假設(shè)其中某個(gè)點(diǎn)zm，2＜m＜998；有zm×zm+1＜0，并且zm×zm-1＞0，zm-1×zm-2＞0以及zm+1×zm+2＞0，zm+2×zm+3＞0，則取zm+1為有效點(diǎn)。

數(shù)學(xué)中極大值與極小值的定義為：某個(gè)極小區(qū)間內(nèi)，存在自變量取值x，且存在比其大與比其小的自變量，這些自變量所對(duì)應(yīng)的函數(shù)值均小于x對(duì)應(yīng)的函數(shù)值，那么此函數(shù)值稱為極大值；某個(gè)極小區(qū)間內(nèi)，存在自變量取值x，且存在比其大與比其小的自變量，這些自變量所對(duì)應(yīng)的函數(shù)值均大于x對(duì)應(yīng)的函數(shù)值，那么此函數(shù)值稱為極小值。

上述步驟s320本質(zhì)即判斷信號(hào)數(shù)組的波峰和波谷點(diǎn)，就可以用上述定義找出。根據(jù)上述定義，在波峰點(diǎn)處時(shí)，左邊的點(diǎn)和右邊的點(diǎn)均小于它，并且左邊第二個(gè)點(diǎn)和右邊第二個(gè)點(diǎn)也均小于左一和右一。因此將他們求差值可知，左一減去波峰點(diǎn)與波峰減去右一的乘積為負(fù)數(shù)，左二減去左一與左一減去波峰的乘積為正數(shù)，同時(shí)波峰減去右一與右一減去右二乘積為正數(shù).同理，波谷點(diǎn)也是這樣。

步驟s330，再對(duì)有效點(diǎn)的絕對(duì)值取平均值后，再將得出來的平均值除以1.414后，取小數(shù)點(diǎn)后4位，得出所述數(shù)字平均值。

步驟s4，判斷模擬平均值與數(shù)字平均值的差值是否在設(shè)定閾值內(nèi)，如果是，取模擬平均值和數(shù)字平均值的中間值作為該測點(diǎn)電場的電壓值；如果兩者的差值超過閾值，指示用戶采樣失敗。

通常，模擬信號(hào)采集到的有效值等價(jià)于數(shù)字信號(hào)的波峰或者波谷的值的絕對(duì)值除以1.414。因此，由上述2個(gè)辦法得到的值理論上是相等的。但是，現(xiàn)實(shí)中，由于電子器件的差異，干擾的強(qiáng)弱，芯片采集電壓的誤差等，相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)值是不可能絕對(duì)相等的。因此，在本實(shí)施例中，可默認(rèn)只要者兩者相差低于25％(對(duì)應(yīng)上述步驟s4中的閾值)，則將兩者的平均值認(rèn)定為采集到的最終有效值。

因此只需要將模擬信號(hào)得出的加權(quán)平均值(即步驟s4中的模擬平均值)與數(shù)字信號(hào)得出的有效值(即步驟s4中的數(shù)字平均值)做對(duì)比，在這將模擬信號(hào)值設(shè)為a，數(shù)字信號(hào)值設(shè)為d，計(jì)算表征模擬平均值與數(shù)字平均值的差值的比例系數(shù)c。具體計(jì)算公式如下：

此外，為減少采集芯片的計(jì)算量，優(yōu)選地，本實(shí)施例中模擬信號(hào)采集的信號(hào)增益與數(shù)字信號(hào)采集的信號(hào)增益一致。

綜上，本實(shí)施例基于同一采集芯片的不同引腳分別構(gòu)建模擬通道和數(shù)據(jù)通道以同時(shí)采集同一電極對(duì)的模擬信號(hào)值和數(shù)字信號(hào)值，消除了同一信號(hào)分開采集所導(dǎo)致的相位差；通過有效值的篩選，排除了元器件噪聲和采集芯片的誤讀等所產(chǎn)生的無效值，而且通過模擬平均值與數(shù)字平均值的差值對(duì)當(dāng)次采樣予以客觀考評(píng)，最終結(jié)果取有效采集的兩通道數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合，彌補(bǔ)了單通道采集所存在的缺陷；藉此，本發(fā)明從多個(gè)維度確保了最終數(shù)據(jù)的精確性，極大提升了物探儀的整體性能。

實(shí)施例2

與上述方法實(shí)施例相對(duì)應(yīng)的，本實(shí)施例公開一種物探儀，其采集模塊的同一采集芯片的不同引腳分別構(gòu)建模擬通道和數(shù)據(jù)通道以同時(shí)采集同一電極對(duì)的模擬信號(hào)值和數(shù)字信號(hào)值。

其中，本實(shí)施例采集模塊主要用于：獲取用戶在一段時(shí)間內(nèi)，在同一頻率下針對(duì)同一測點(diǎn)電場的電壓值，所采集的至少兩個(gè)模擬信號(hào)值和至少兩個(gè)數(shù)字信號(hào)值；對(duì)同一測點(diǎn)的所有模擬信號(hào)值進(jìn)行篩選，并計(jì)算有效點(diǎn)的模擬平均值；與此同時(shí)，對(duì)同一測點(diǎn)的所有數(shù)字信號(hào)值進(jìn)行篩選，并計(jì)算有效點(diǎn)的數(shù)字平均值；判斷模擬平均值與數(shù)字平均值的差值是否在設(shè)定閾值內(nèi)，如果是，取模擬平均值和數(shù)字平均值的中間值作為該測點(diǎn)電場的電壓值；如果兩者的差值超過閾值，指示用戶采樣失敗。其中，具體處理算法同方法實(shí)施例，不再贅述。

通常，物探儀還包括信號(hào)電極、濾波、工頻放大、存儲(chǔ)等功能模塊，該部分內(nèi)容為現(xiàn)有技術(shù)，不做贅述。

同理，本實(shí)施例公開的物探儀，基于同一采集芯片的不同引腳分別構(gòu)建模擬通道和數(shù)據(jù)通道以同時(shí)采集同一電極對(duì)的模擬信號(hào)值和數(shù)字信號(hào)值，消除了同一信號(hào)分開采集所導(dǎo)致的相位差；通過有效值的篩選，排除了元器件噪聲和采集芯片的誤讀等所產(chǎn)生的無效值，而且通過模擬平均值與數(shù)字平均值的差值對(duì)當(dāng)次采樣予以客觀考評(píng)，最終結(jié)果取有效采集的兩通道數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合，彌補(bǔ)了單通道采集所存在的缺陷；藉此，本發(fā)明從多個(gè)維度確保了最終數(shù)據(jù)的精確性，極大提升了物探儀的整體性能。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。