瞬变电磁接收系统的研究

论文摘要

时间域TEM仪器广泛用于金属矿探测、工程勘查等,是一种有效的资源勘查工具。广义的TEM系统包括发射、接收、数据采集、预处理、解释软件几个部分。接收系统主要考虑低噪声线圈和前置放大器设计等,这一环节直接连接着发射系统与后面的数据采集系统,在很大程度上影响系统精度,因此设计一个优秀的接受系统的至关重要。本文对接受线圈与前置放大器的的各项参数进行了细致的研究,并对二者的匹配情况进行了分析,在这些工作的基础上设计出符合要求的接受系统。本文从线圈的结构出发,根据项目的具体要求,结合TEM线圈的实际应用情况,提出在确定电感时,改变线圈绕法以减小分布电容,达到响应速度的要求。理论与实验都显示,不同的绕法对线圈的分布参数影响极大。线圈参数的最终确定是各种要求的综合结果,而不仅仅是谐振频率。TEM信号的最大特点就是动态范围极大,为了解决这一问题本文从两方面考虑解决方法。针对早期的大信号利用抵消线圈的方法,降低一次场对接收信号的影响;针对晚期信号幅度小,提出利用高精度放大器对晚期信号进行放大,这样就可以减小信号的动态范围。

论文目录

• 提要
• 第1章 绪论
• 1.1 研究的目的与意义
• 1.2 瞬变电磁法的发展及前景
• 1.3 瞬变电磁信号的特点
• 1.4 本文的内容与安排
• 第2章 瞬变电磁法的原理与系统构成
• 2.1 瞬变电磁法的基本原理
• 2.1.1 瞬变电磁感应的基本过程
• 2.1.2 不同电阻率的物体感应的二次场
• 2.2 系统的构成与检测原理
• 2.2.1 工作装置
• 2.2.2 激发场源
• 2.2.3 系统实际工作过程
• 2.3 本章总结
• 第3章 接收线圈的研制与实现
• 3.1 电磁感应原理
• 3.2 接收线圈等效电路的特性
• 3.2.1 瞬态响应
• 3.2.2 正弦响应
• 3.3 线圈的结构参数与电参数的关系
• 3.3.1 线圈的电感L
• 3.3.2 分布电容
• 3.4 分布电容的测量与小线圈实验
• 3.4.1 分布电容的测量
• 3.4.2 小线圈实验
• 3.5 本章总结
• 第4章 前置放大电路与整个系统的研制
• 4.1 抗饱和前置放大技术
• 4.2 低噪声放大技术
• 4.2.1 运放电路的噪声特性
• 4.2.2 低噪声运放的选择原则
• 4.2.3 带线圈电路噪声的分析
• 4.3 抵消线圈的原理与设计
• 4.3.1 理论计算
• 4.3.2 仿真结果
• 4.3.3 理想情况
• 4.4 接收系统的设计
• 4.5 本章小结
• 第5章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 摘要
• Abstract