瞬变电磁地质探测仪发射系统的设计与实现

发布时间：2017-09-09 00:20

  本文关键词：瞬变电磁地质探测仪发射系统的设计与实现

  更多相关文章： 地质探测 瞬变电磁法 ATmega16 IR2110

【摘要】：瞬变电磁法作为一种地质探测方法,早期主要应用于地质勘探和环境监测,随着技术的发展,也逐渐用于市政工程、管道的无损检测、矿产勘探等。本文针对瞬变电磁探测进行研究,从瞬变电磁信号的特点出发,分析了瞬变电磁法的工作原理和过程。本文设计了一种基于瞬变电磁法的地质探测仪发射系统,从理论分析入手,进行了整体拓扑结构设计,最终形成了完整的电路,并进行了实物测试。该发射系统可使用蓄电池供电,发射双极性电流,输出能力强,关断时间短,电路较为简单,可靠性较高,成本较低,所占空间较小,携带方便,适用于中小功率地质探测系统的研制。瞬变电磁地质探测仪发射系统的主电路由四个MOSFET构成的全桥组成,关断电路由两个MOSFET进行关断时的逻辑控制。所有MOSFET的驱动信号都由单片机经过驱动电路给出,控制全桥电路及关断电路,并且可以根据不同地质情况选择发射频率。负载线圈中的电流大小与关断时间经采样后反馈到单片机中处理,并对相应参数予以显示,可实时监控电流大小与关断时间,为接收系统的分析处理做了充分的准备。同时,设置了过流保护环节,防止异常情况损坏发射系统。经过实际测试后,本文所设计的地质探测仪发射器电路基本可以满足设计要求,并且针对不足之处进行了分析后,指出了未来的改进空间,具有一定的实际提升空间。在完成发射系统设计的前提下,从瞬变电磁二次信号的特点出发,对于接收系统所需的功能进行分析,提出设计方案。
【关键词】：地质探测 瞬变电磁法 ATmega16 IR2110
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH763.1
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 论文研究背景9-11
• 1.2 国内外研究现状11-15
• 1.2.1 瞬变电磁法(TEM)研究现状11-12
• 1.2.2 瞬变电磁仪发展现状12-15
• 1.3 本文主要研究内容15-17
• 第2章 瞬变电磁地质探测仪发射系统整体结构17-31
• 2.1 系统设计要求17
• 2.2 系统整体结构17-18
• 2.3 系统各部分工作原理及构成18-30
• 2.3.1 发射电路工作原理及构成18-23
• 2.3.2 关断电路工作原理及构成23-26
• 2.3.3 控制电路工作原理及构成26-30
• 2.4 本章小结30-31
• 第3章 瞬变电磁地质探测仪发射系统软硬件设计31-46
• 3.1 系统发射电路设计31-36
• 3.1.1 开关管驱动电路设计31-32
• 3.1.2 桥式功率变换电路设计32-35
• 3.1.3 电源电路设计35-36
• 3.2 系统关断电路设计36
• 3.3 系统控制电路设计36-43
• 3.3.1 单片机最小系统设计37
• 3.3.2 人机交互模块设计37-39
• 3.3.3 光耦隔离模块设计39-40
• 3.3.4 电流采样模块设计40-41
• 3.3.5 AD采样模块设计41-42
• 3.3.6 关断时间检测模块设计42
• 3.3.7 过流保护模块设计42-43
• 3.4 系统软件控制程序编写及仿真43-44
• 3.5 本章小结44-46
• 第4章 瞬变电磁地质探测仪发射系统性能测试及分析46-53
• 4.1 发射系统实体电路的搭建46-47
• 4.2 实验现象及分析47-51
• 4.3 实验中出现的问题及解决办法51-52
• 4.4 系统性能分析52
• 4.5 本章小结52-53
• 第5章 瞬变电磁接收系统理论分析和设计53-67
• 5.1 接收信号的性质53-54
• 5.1.1 瞬变电磁信号的特点53
• 5.1.2 电磁噪声特点53-54
• 5.2 接收系统结构设计54-55
• 5.3 前置放大电路设计55-58
• 5.4 低通滤波电路设计58-60
• 5.5 浮点放大电路设计60-61
• 5.6 数据采集电路设计61-65
• 5.7 本章小结65-67
• 总结与展望67-68
• 参考文献68-73
• 致谢73

【引证文献】

中国重要会议论文全文数据库 前3条

1 张小宾;李佳音;;RCD型缓冲吸收电路仿真与实验研究[A];河南省金属学会2010年学术年会论文集[C];2010年

2 刘翔宇;陈文斌;王勇;付志红;;基于高速数字信号处理平台的瞬变电磁原型系统[A];重庆市电机工程学会2010年学术会议论文集[C];2010年

3 林君;于生宝;嵇艳鞠;王忠;李慧;王艳;;瞬变电磁探测系统研究的新进展[A];中国地球物理学会第二十届年会论文集[C];2004年

，

本文编号：817177