浅地表多模块电磁探测系统控制策略研究
发布时间：2022-04-26 19:16
浅层地表是人们赖以生存的环境基础,近年来随着城市基础设施建设不断增多及人们对浅地表资源重视程度的提高,浅层地表探测技术研究也越来越受到关注。本文采用频率域电磁感应技术探测地下杂乱的金属管道和埋藏于浅地表的金属未爆弹。本文归纳了国内外浅地表探测领域的仪器研制现状,针对频率域浅层目标探测问题,吉林大学曾研制了单线圈五通道的探测系统。在此基础上,为扩大探测面积、提高探测效率,本文设计了多模块电磁探测系统样机。本文主要的研究内容如下:1、多模块探测系统设计。模块化的探测系统在仪器工程化应用上极具优势,针对模块化系统的通信、控制等问题,设计并实现两种硬件控制方案,通过对两种控制方案的对比,选取了更适合多模块探测系统的方案。2、多模块探测系统的互扰现象研究。收发同步在频率域电磁法中十分重要,分析了双线圈探测时的磁场变化,对比发射一次场和涡流二次场,得出发射不同步是多模块互扰现象的主要原因。3、多模块发射同步控制策略设计。重新设计了多模块探测系统的同步时序,并在硬件上构建了专门的同步电路,使探测系统的发射时间和发射强度固定,再通过软件处理削减一次场,降低互扰噪声。4、多模块时间分片控制策略设计。在多...
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.3 论文主要研究内容
第2章 浅地表多模块电磁探测系统原理
2.1 浅地表电磁感应探测原理
2.1.1 电磁波传输特性
2.1.2 异常体对磁力线的影响
2.1.3 探测系统工作原理
2.2 浅地表电磁探测技术
2.2.1 BFO探测技术
2.2.2 PI探测技术
2.2.3 IB探测技术
2.3 探测线圈结构
2.4 本章小结
第3章 浅地表多模块探测系统的设计
3.1 模块化探测系统
3.1.1 单模块系统设计
3.1.2 FPGA选取与特点
3.1.3 DSP选取与特点
3.2 多模块探测方案设计
3.2.1 多模块主从方案
3.2.2 多模块工控机方案
3.2.3 网络通信设计
3.3 本章小结
第4章 多模块发射同步控制策略
4.1 单模块收发同步策略
4.1.1 收发同步的意义
4.1.2 同步策略的实现
4.2 多模块互扰现象及其分析
4.2.1 单机时序下的多模块探测
4.2.2 多模块互扰分析
4.3 多模块发射同步控制策略
4.3.1 同步控制策略的时序设计
4.3.2 同步控制策略的实现
4.4 本章小结
第5章 多模块时间分片控制策略
5.1 多模块串行工作模式
5.1.1 时间片理论
5.1.2 串行工作过程
5.2 多模块时间分片控制策略的实现
5.2.1 时间分片控制策略的工作原理
5.2.2 时间分片控制策略的可行性分析
5.3 本章小结
第6章 实验测试与结果分析
6.1 单模块功能测试
6.2 多模块互扰测试
6.3 多模块探测控制策略测试与比较
第7章 全文总结与建议
7.1 全文总结
7.2 下一步工作展望
参考文献
学术论文与科研成果
作者简介
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]阵列式浅地表电磁探测系统控制模式研究[J]. 周逢道,郭群,郭英杰,白冉明,李刚. 仪器仪表学报. 2018(07)
[2]便携式近地表频率域电磁法仪器研究现状与发展趋势[J]. 柳建新,严发宝,苏艳蕊,曹创华. 地球物理学报. 2017(11)
[3]基于电磁层析成像的金属缺陷稀疏成像方法[J]. 王琦,崔莉莎,汪剑鸣,孙玉宽,王化祥. 仪器仪表学报. 2017(09)
[4]阵列式多路同步瞬变电磁定向探测模式研究[J]. 朱德兵,周光建,刘成君,章游斌. 工程地球物理学报. 2017(03)
[5]平衡线圈式高精度金属检测算法[J]. 白树忠,董春阳. 山东大学学报(工学版). 2017(04)
[6]一种浅地表探测收发天线的设计分析[J]. 周逢道,连士博,刘维,綦振伟,孙彩堂. 仪器仪表学报. 2016(12)
[7]基于FPGA+DSP的浅地表频域电磁探测数字处理系统[J]. 周逢道,韩思雨,綦振伟,李刚,孙彩堂. 湖南大学学报(自然科学版). 2016(10)
[8]基于电磁感应和超宽带雷达的新型探测系统[J]. 高云泽,叶盛波,张晓娟,方广有. 电子测量技术. 2015(09)
[9]浅地表地球物理技术在岩土工程中的应用与挑战[J]. 林志平,林俊宏,吴柏林,刘兴昌,洪瑛钧. 地球物理学报. 2015(08)
[10]航空电磁勘查技术发展现状及展望[J]. 殷长春,张博,刘云鹤,任秀艳,齐彦福,裴易峰,邱长凯,黄鑫,黄威,缪佳佳,蔡晶. 地球物理学报. 2015(08)
博士论文
[1]在线圈中心测量磁场垂直分量的频率域电磁测深方法研究[D]. 谢维.中南大学 2011
硕士论文
[1]浅地表频率域电磁探测系统数字关键技术研究[D]. 韩思雨.吉林大学 2017
[2]虚拟化环境下基于并行应用阶段检测的时间片调度系统[D]. 赵新宇.华中科技大学 2017
[3]基于DSP的振动信号采集及处理模块研制[D]. 赵天驰.哈尔滨工业大学 2016
[4]浅地表电磁探测系统关键技术研究[D]. 丁凯来.吉林大学 2015
[5]感应平衡式地下金属探测器的研究与实现[D]. 曾明宇.华南理工大学 2014
[6]基于RS232/RS485温度监控平台的研制[D]. 梁晶晶.电子科技大学 2013
[7]近地表电磁探测发射系统设计[D]. 王金玉.吉林大学 2013
[8]基于TMS320C6748高速DSP信号处理模块设计[D]. 李凯.哈尔滨工程大学 2013
[9]基于FPGA+DSP架构的GPS接收机设计和实现[D]. 文雨辰.电子科技大学 2013
[10]甚低频金属探测器的研究与实现[D]. 余燕琼.华南理工大学 2012
本文编号：3648578
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.3 论文主要研究内容
第2章 浅地表多模块电磁探测系统原理
2.1 浅地表电磁感应探测原理
2.1.1 电磁波传输特性
2.1.2 异常体对磁力线的影响
2.1.3 探测系统工作原理
2.2 浅地表电磁探测技术
2.2.1 BFO探测技术
2.2.2 PI探测技术
2.2.3 IB探测技术
2.3 探测线圈结构
2.4 本章小结
第3章 浅地表多模块探测系统的设计
3.1 模块化探测系统
3.1.1 单模块系统设计
3.1.2 FPGA选取与特点
3.1.3 DSP选取与特点
3.2 多模块探测方案设计
3.2.1 多模块主从方案
3.2.2 多模块工控机方案
3.2.3 网络通信设计
3.3 本章小结
第4章 多模块发射同步控制策略
4.1 单模块收发同步策略
4.1.1 收发同步的意义
4.1.2 同步策略的实现
4.2 多模块互扰现象及其分析
4.2.1 单机时序下的多模块探测
4.2.2 多模块互扰分析
4.3 多模块发射同步控制策略
4.3.1 同步控制策略的时序设计
4.3.2 同步控制策略的实现
4.4 本章小结
第5章 多模块时间分片控制策略
5.1 多模块串行工作模式
5.1.1 时间片理论
5.1.2 串行工作过程
5.2 多模块时间分片控制策略的实现
5.2.1 时间分片控制策略的工作原理
5.2.2 时间分片控制策略的可行性分析
5.3 本章小结
第6章 实验测试与结果分析
6.1 单模块功能测试
6.2 多模块互扰测试
6.3 多模块探测控制策略测试与比较
第7章 全文总结与建议
7.1 全文总结
7.2 下一步工作展望
参考文献
学术论文与科研成果
作者简介
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]阵列式浅地表电磁探测系统控制模式研究[J]. 周逢道,郭群,郭英杰,白冉明,李刚. 仪器仪表学报. 2018(07)
[2]便携式近地表频率域电磁法仪器研究现状与发展趋势[J]. 柳建新,严发宝,苏艳蕊,曹创华. 地球物理学报. 2017(11)
[3]基于电磁层析成像的金属缺陷稀疏成像方法[J]. 王琦,崔莉莎,汪剑鸣,孙玉宽,王化祥. 仪器仪表学报. 2017(09)
[4]阵列式多路同步瞬变电磁定向探测模式研究[J]. 朱德兵,周光建,刘成君,章游斌. 工程地球物理学报. 2017(03)
[5]平衡线圈式高精度金属检测算法[J]. 白树忠,董春阳. 山东大学学报(工学版). 2017(04)
[6]一种浅地表探测收发天线的设计分析[J]. 周逢道,连士博,刘维,綦振伟,孙彩堂. 仪器仪表学报. 2016(12)
[7]基于FPGA+DSP的浅地表频域电磁探测数字处理系统[J]. 周逢道,韩思雨,綦振伟,李刚,孙彩堂. 湖南大学学报(自然科学版). 2016(10)
[8]基于电磁感应和超宽带雷达的新型探测系统[J]. 高云泽,叶盛波,张晓娟,方广有. 电子测量技术. 2015(09)
[9]浅地表地球物理技术在岩土工程中的应用与挑战[J]. 林志平,林俊宏,吴柏林,刘兴昌,洪瑛钧. 地球物理学报. 2015(08)
[10]航空电磁勘查技术发展现状及展望[J]. 殷长春,张博,刘云鹤,任秀艳,齐彦福,裴易峰,邱长凯,黄鑫,黄威,缪佳佳,蔡晶. 地球物理学报. 2015(08)
博士论文
[1]在线圈中心测量磁场垂直分量的频率域电磁测深方法研究[D]. 谢维.中南大学 2011
硕士论文
[1]浅地表频率域电磁探测系统数字关键技术研究[D]. 韩思雨.吉林大学 2017
[2]虚拟化环境下基于并行应用阶段检测的时间片调度系统[D]. 赵新宇.华中科技大学 2017
[3]基于DSP的振动信号采集及处理模块研制[D]. 赵天驰.哈尔滨工业大学 2016
[4]浅地表电磁探测系统关键技术研究[D]. 丁凯来.吉林大学 2015
[5]感应平衡式地下金属探测器的研究与实现[D]. 曾明宇.华南理工大学 2014
[6]基于RS232/RS485温度监控平台的研制[D]. 梁晶晶.电子科技大学 2013
[7]近地表电磁探测发射系统设计[D]. 王金玉.吉林大学 2013
[8]基于TMS320C6748高速DSP信号处理模块设计[D]. 李凯.哈尔滨工程大学 2013
[9]基于FPGA+DSP架构的GPS接收机设计和实现[D]. 文雨辰.电子科技大学 2013
[10]甚低频金属探测器的研究与实现[D]. 余燕琼.华南理工大学 2012
本文编号：3648578
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