阵列激发极化野外采集系统设计

发布时间：2017-08-02 13:26

  本文关键词：阵列激发极化野外采集系统设计

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【摘要】：在地球物理勘探的众多分支中电法勘探是一种行之有效的方法。目前,该方法已广泛应用于油气、矿产等资源以及水文地质、工程地质等的勘查,此外在各类地质灾害的监测和预警中也发挥了重要的作用。然而,目前国内电法勘探仪器存在测量通道少、精度低、功能单一等缺点。因此,设计一套多通道、高精度、多功能的电法勘探仪器将对我国的地质勘探行业的发展大有益处。本文在研究了电法勘探仪器的发展状况、电法勘探的基本原理、勘探仪器的测量特点等的基础上,将电法勘探方法与伪随机相关辨识原理相结合提出了具有多达32个测量通道的阵列激发极化野外采集系统的软硬件设计方案。该系统主要由发射机和接收机组成。发射机用于发射逆重复m信号并采样该电流值。接收机共有32个采样通道,用于采样大地在逆重复m信号的作用下产生的激发电压值。发射机主要由数据采样电路、AVR控制电路和上位机三部分组成。其中采样电路主要完成信号的调理和采样。AVR控制电路完成采样参数设置、采样控制和数据传输。上位机软件由LabVIEW软件编写,主要完成参数设置、数据处理和显示。接收机由采样电路、FPGA控制电路和上位机组成。其中采样电路与发射机采样电路功能相同,但A/D转换芯片采用24位的AD7763。FPGA控制电路用于设置采样参数、控制采样过程和数据的传输。上位机软件也由LabVIEW软件编写,用于设置采样参数、接收数据、数据处理和显示。在完成系统设计的基础上,本文对系统的硬件电路、系统性能和在野外环境下的工作状态进行了测试和分析。最后根据实验结果提出了本文以后的工作方向。
【关键词】：电法勘探 相关辨识 AVR FPGA LabVIEW
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P631.3
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 研究背景及意义9
• 1.2 国内外研究现状9-12
• 1.2.1 电法勘探的发展9-11
• 1.2.2 相关辨识技术的发展11-12
• 1.3 论文研究内容及章节安排12-14
• 1.3.1 研究内容12-13
• 1.3.2 章节安排13-14
• 第二章 基于伪随机相关辨识的激电法勘探仪器设计14-23
• 2.1 激发极化法14-16
• 2.1.1 时间域激电法14-15
• 2.1.2 频率域激电法15-16
• 2.2 逆重复m信号相关辨识在电法勘探中的应用16-20
• 2.2.1 逆重复伪随机信号的产生与性质16-18
• 2.2.2 相关辨识在电法勘探中的应用18-20
• 2.3 系统组成20-22
• 2.3.1 发射机系统设计20-21
• 2.3.2 接收机系统设计21-22
• 2.4 本章小结22-23
• 第三章 系统硬件设计23-36
• 3.1 发射机硬件电路设计23-28
• 3.1.1 AVR控制电路设计23-24
• 3.1.2 数据采样电路设计24-27
• 3.1.3 功率控制模块27-28
• 3.2 接收机硬件电路设计28-35
• 3.2.1 FPGA控制电路设计28-29
• 3.2.2 数据采样电路设计29-35
• 3.3 本章小结35-36
• 第四章 系统软件设计36-52
• 4.1 发射机软件设计36-43
• 4.1.1 AVR控制程序设汁36-40
• 4.1.2 发射机上位机程序设计40-43
• 4.2 接收机软件设计43-51
• 4.2.1 FPGA控制程序设计43-48
• 4.2.2 接收机上位机程序设计48-51
• 4.3 本章小结51-52
• 第五章 系统性能测试52-70
• 5.1 发射机系统性能测试52-55
• 5.1.1 采样电路测试52-54
• 5.1.2 发射机测试实验54-55
• 5.2 接收机系统性能测试55-60
• 5.2.1 接收机采样电路测试55-58
• 5.2.2 线性测试58-59
• 5.2.3 相位一致性测试59-60
• 5.3 系统整体测试60-69
• 5.3.1 系统室内测试60-64
• 5.3.2 系统野外测试64-69
• 5.4 本章小结69-70
• 第六章 总结与展望70-72
• 6.1 论文总结70
• 6.2 展望70-72
• 参考文献72-74

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本文编号：609548