半航空频率域电磁法嵌入式收录系统关键技术研究

发布时间：2025-01-14 20:54

　　在能源需求日益增长的今天,资源勘查及地质结构探测需求随之增长,半航空频率域电磁法对此提供了解决方案。常见工作方式为无人机搭载电磁接收系统及磁传感器在空中采集指定地区磁场信号,因异常体在不同频率下的响应不同,可以确定异常体的深度与位置信息。但是,该方法需要无人机搭载磁传感器在高空探测,感应到的磁场信号相对较弱,需要磁传感器搭配放大器进行放大,而加入放大器会引入电路噪声影响探测精度,所以对于传感器的低噪声设计提出了较高要求;并且无人机飞行会受到搭载的接收系统整体的体积、重量影响,所以舍弃工控机平台,选用嵌入式系统进行接收与采集工作,对于嵌入式平台下高速且便携的存储也提出了较高要求。本文针对以上问题做了如下工作。1)针对频率域电磁法嵌入式接收系统中的低噪声传感器设计及高速存储方法设计进行了理论研究。分析了半航空频率域电磁法的原理,研究了感应式空心线圈传感器工作的基本原理。2)研究了空心线圈传感器的优化设计方法,建立了空芯线圈基于RLC电路的电阻、电容、电感的等效模型,为减少噪声应用LT1028运放设计前置差分放大电路。建立空心线圈传感器的电阻匹配和电容匹配两种等效噪声模型,深入分析了各传感器模...

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1国内外感

第一章绪论3勘探等领域具有广泛应用；吉林大学苏发通过NI采集卡结合LabVIEW完成采集与存储工作；吴寿勇设计了的接收系统通过FPGA将数据经上位机存储至硬盘。目前为止，适用于无人机平台的嵌入式接收系统较少，因此研制面向频率域电磁探测的嵌入式接收机具有重要意义。1.2.2电磁探测....

图3.3传感线圈幅频特性图

第3章空心线圈传感器优化设计方法研究133.2.1匹配电阻计算从线圈等效模型中得出，空心线圈感应电动势经过线圈等效模型后的电压为运放的输入电压，根据图3.1线圈模型得出线圈的传输函数为H()==11+++2(3.2)匹配方式下，线圈的阻尼系数为=+2√(+)(3.3)线圈的匹配电....

图3.6带匹配电阻传感器噪声分布图

第3章空心线圈传感器优化设计方法研究19图3.6带匹配电阻传感器噪声分布图从图3.6中可以看出，在1kHz以下，运算放大器的输入电压噪声影响传感器总噪声，相较于其他噪声占较大比重；在1kHz以上时随着电流噪声、匹配电阻热噪声随之增加此时匹配电阻热噪声较高；在100kHz后匹配电阻....

图3.8不带匹配电阻传感器噪声分布图

第3章空心线圈传感器优化设计方法研究21图3.8不带匹配电阻传感器噪声分布图从图3.8中可以看出，去掉匹配电阻后传感器总噪声在1kHz附近明显降低，运算放大器电压噪声在10kHz之前在全局噪声中占最大比重，受限于运放噪声及1/f噪声，很难降低该噪声；电流噪声随频率的增加而增加，在....

本文编号：4027111