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1、 基于V/F转换技术电火花震源高压检测系统的设计和研究 苏博飞+王军民摘要：随着电火花震源在工程物探和资源勘查领域的广泛应用。但是其工作的安全性并不能得到完全的保证，主要原因是其工作充电高压可达10kv左右。此系统最终得到了电火花震源工作中的充电曲线，我们将实际充电曲线和理想充电曲线作对比，从而调整了电火花震源控制电路，最终实现了电火花震源充电高压的实时性检测和控制，提高了电火花震源使用的安全性和远距离的可操作性。关键词：电火花震源；stm32f1系列单片机；高压检测；V/F压频转换；光纤引言目前，在国内的工程物探和资源的勘查领域中常用炸药作为主要的震源。炸药震源的能量高，但是运输的成本高，对
2、环境的破坏力强，存在一定的安全问题。电火花震源是先把电能储存到大功率的电容中，在瞬间放电产生地震波的震源。该系统基于stm32单片机定时器输入捕获和V/F转换技术，从而实现了对电火花震源高压的实时性检测，使电火花震源的安全性和稳定性进一步提高。1 系统总体概述如图1所示，电火花震源的高压检测系统主要由V/F转换电路，光电转换电路，stm32单片机三部分组成。2 电火花震源高压检测硬件电路设计与分析如图2所示，电火花震源高压检测系统主要由压频转换电路（U1），光电隔离转换电路（U2）和电信号调理电路组成（U3）。2.1 光电转换电路设计和分析2.1.1 光电转换硬件电路设计如图2中的U2所示，光
3、电转换隔离电路由高频的发光二极管、光纤、光敏二级管组成，其实物图如图2所示，其中黑色的长线是光纤，光纤的两头分别是封装好的发光二极管和光敏二极管。2.1.2 光电转换硬件电路分析我们将V/F转换电路（图2的U1）输出的具有一定频率的方波信号作为光电转换隔离电路的输入，从而驱动发光二极管，将电信号转换成光信号。高频的光敏二极管再接受光信号，将光信号转换成电信号。此电路为整个高压检测电路的核心部分，光纤将前级的高压采集电路和后级的控制电路完全的隔离，从而消除了前级高压电路对后级控制电路的干扰，大大提高电火花震源的稳定性和安全性。3、实验与结果表1是我们用电火花震源高压检测系统测在试验中测得的冲电电
4、压随时间变化的数据。3 结语基于V/F转换技术电火花震源高压检测电路有两个重点，一是高压采集V/F转换电路和电压控制电路采用光纤隔离，高压采集电路独立供电，使两个系统的供电部分完全隔离，隔离度可达100KV，從而降低了高压电路对电火花震源主控制电路的影响。二是采集到的高压数据可通过wiff无线传送到上位机，上位机再根据不同的电压值，给电火花震源发送不同的指令，从而实现来电火花震源的远程控制（距离可达50米左右），增加了电火花震源操作的安全性。参考文献：1改善电火花震源地震记录质量的探讨J.刘冠军.物探与化探. 1999（02）2电火花震源系统充电技术研究J.裴彦良，王揆洋，刘晨光，李西双，李正光.海洋技术.2007（03） -全文完-
