学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

混场源电磁探测关键技术研究

作　者: 王言章
导　师: 林君；程德福
学　校: 吉林大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 混场源电磁法一体式人工场源数据接收与处理磁感应传感器校准
分类号: P631.325
类　型: 博士论文
年　份: 2010年
下　载: 242次
引　用: 4次
阅　读: 论文下载

内容摘要

混场源电磁法利用大地电磁法理论对数据进行解释处理,应用的频率范围在0.1Hz—75KHz之间,以人工发射的电磁场弥补天然电磁场在高频段信号微弱的不足,可以探测地下几米到一千米深度左右的电阻率信息。在理论仿真的基础上,本文根据系统要求特点,设计了以谐振方式发射的磁性场源并研究设计了以多频信号发射的电性源,以实现不同工作条件下的人工电磁场发射。为满足对电磁信号的有效接收,详细研究了接收系统的几个关键技术问题。针对弱磁信号的检测,设计了宽频磁感应式传感器,通过研究磁传感器的校准技术,给出了传感器灵敏度及相位偏移的测试校准方法。对于电场信号检测,研究了电场信号的本地放大问题,以提高有用信号的信噪比。针对电场和磁场的弱信号采集,设计实现了具有自校准功能的多通道同步24位数据采集系统。各种实验证明,通过几个关键技术的研究,混场源电磁系统在人工场源发射上更具有灵活性；自主设计的磁传感器在灵敏度、带宽等方面能够满足实际测试需要,打破了对国外进口传感器的依赖；由于系统能够随时进行磁传感器和通道的校准,减小了因时间及温度漂移对测量精度的影响；系统内部采用的高性能DSP芯片和PC104处理器也都为整体性能提升提供了可靠保障。

全文目录

提要  5-10
第1章绪论  10-24
  1.1 课题研究背景  10-11
  1.2 国内外发展现状及水平  11-18
    1.2.1 国外典型探测仪器特点  15-17
    1.2.2 国内仪器发展概况  17-18
  1.3 论文研究的目的及意义  18-20
  1.4 本文主要研究内容和结构  20-24
第2章混场源电磁法探测理论  24-44
  2.1 引言  24
  2.2 平面波电磁测深原理  24-30
  2.3 人工场源产生的电磁场及其与大地电阻率关系  30-42
    2.3.1 水平磁偶极子产生的电磁场及其与大地电阻率关系  30-39
    2.3.2 水平电偶极子产生的电磁场及其与大地电阻率关系  39-42
  2.4 本章小结  42-44
第3章一体式人工电磁场源研究  44-66
  3.1 引言  44-45
  3.2 人工场源的频点选取  45-46
  3.3 磁性源发射原理及结构设计  46-51
    3.3.1 磁性源收发距与信号幅度的仿真计算  46-47
    3.3.2 磁性源发射模块参数设计  47-51
  3.4 多频电性源理论与实现  51-57
    3.4.1 多频信号产生原理及功率分配  52-54
    3.4.2 多频信号的实现  54-57
    3.4.3 电性源收发距与信号幅度的仿真计算  57
  3.5 发射控制模块的设计  57-65
    3.5.1 人机交互  58-59
    3.5.2 主控单元  59-63
    3.5.3 发射电流获取设计  63
    3.5.4 扫频模式设计  63-64
    3.5.5 GPS信息获取与解析  64-65
  3.6 本章小结  65-66
第4章多通道同步接收系统设计及数据预处理  66-88
  4.1 引言  66-67
  4.2 野外工作模式与总体设计  67-71
  4.3 模拟信号调理与并行24位同步数据采集技术  71-75
  4.4 基于GPS的收发同步技术  75-76
  4.5 基于LabView的上位机软件设计  76-77
  4.6 采集数据的预处理技术  77-85
    4.6.1 基于迭代方法的工频信号减除技术  77-83
    4.6.2 功率谱估计算法  83-85
  4.7 本章小结  85-88
第5章电磁场传感器研究  88-106
  5.1 引言  88-89
  5.2 电场传感器的前端信号调理  89-91
    5.2.1 电场探测的物理原理  89-90
    5.2.2 电极放大器的本地放大设计  90-91
  5.3 空心感应线圈的模型研究及信噪比分析  91-94
    5.3.1 空心感应线圈模型  91-93
    5.3.2 空心线圈的信噪比分析  93-94
  5.4 磁传感器分布电容的分析  94-97
    5.4.1 感应线圈匝间电容的计算  94-95
    5.4.2 线圈绕线槽间电容的计算  95-96
    5.4.3 线圈与磁芯间及线圈与屏蔽层之间的电容  96-97
  5.5 磁芯的结构设计  97-101
    5.5.1 给定长度下磁芯尺寸对感应灵敏度的影响  98-100
    5.5.2 磁芯内部有效相对磁导率随位置的变化  100-101
  5.6 前置放大补偿电路设计  101-104
  5.7 本章小结  104-106
第6章模拟接收通道与磁传感器动态响应校准研究  106-128
  6.1 引言  106-107
  6.2 自校准原理及方法  107-116
    6.2.1 传统自校准方法  107-110
    6.2.2 基于数字解卷积的自校准方法  110-116
  6.3 自校准结构设计  116-121
  6.4 采集方式对相位校准的影响分析  121-123
  6.5 磁传感器校准参数计算及屏蔽筒影响分析  123-126
  6.6 本章小结  126-128
第7章系统性能测试及野外实验研究  128-142
  7.1 引言  128
  7.2 系统性能参数测试  128-132
    7.2.1 发射系统的性能参数  128-130
    7.2.2 接收系统的性能参数  130-131
    7.2.3 模拟接收通道及磁传感器的频率特性  131-132
  7.3 磁传感器测试及系统野外实验  132-138
  7.4 与高密度电法仪的对比测试  138-139
  7.5 本章小结  139-142
第8章总结与展望  142-146
  8.1 主要研究成果及创新性工作  142-144
  8.2 进一步研究展望  144-146
参考文献  146-156
攻读博士期间发表的论文及科研成果  156-158
致谢  158-159
摘要  159-163
ABSTRACT  163-166

混场源电磁探测关键技术研究

内容摘要

全文目录

相似论文