基于DSP多频电磁感应探测原理样机的研制

论文摘要

随着我国经济、社会和城市化的快速发展,工程建设的日益增多,城市地下结构、环境污染等问题越来越引起人们的关注。城市地下结构的差异和环境污染情况均反映为电性和磁性异常,同时工程地质与环境问题的探测大多属于浅层地表的探测,因此应用电法仪器对浅层地下信息进行追踪和调查,通过研究电磁场的空间与时间的分布规律,来找寻地下异常目标、解决地质工程环境等问题是完全可行的。多频电磁感应探测系统在一次测试时间内同时工作在多个频率,由于电磁波具有穿透性,不同频率的电磁波可以达到不同的探测深度,因此多频电磁感应探测技术可以实现对地下不同深度异常体的探测。本文介绍多频电磁感应探测技术原理,借鉴国外相关仪器的先进设计技术,提出了一套合理的整体设计方案。系统设计基于DSP技术,实现了多频电流发射、一次电磁场和二次电磁场的分离提取、双通道数据采集和实时处理等功能。通过室外模型实验验证了系统的可靠性,取得了一定的研究成果,为了完善系统设计,提出了其后续设计和研究的一些建议。

论文目录

• 内容提要
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势
• 1.3 本文的主要内容
• 第2章 多频电磁感应探测技术原理与系统设计
• 2.1 多频电磁感应探测技术原理概述
• 2.2 多频电磁感应探测地-电模型
• 2.3 多频电磁感应探测系统设计
• 第3章 系统发射部分设计
• 3.1 发射时序信号的产生方式
• 3.1.1 多频电流波形产生方案
• 3.1.2 脉冲宽度调制（PWM）技术
• 3.1.3 PWM控制技术基本原理
• 3.2 功率驱动电路设计
• 3.2.1 IR2110 芯片结构及参数特点
• 3.2.2 驱动电路设计与实现
• 3.3 电压型全桥逆变电路设计
• 3.3.1 电压型全桥逆变电路原理
• 3.3.2 电压型全桥逆变电路设计
• 第4章 系统接收部分设计
• 4.1 信号前置匹配放大电路
• 4.1.1 一、二次场信号的提取
• 4.1.2 传感器的匹配
• 4.1.3 前置放大电路
• 4.2 抗混叠滤波器设计
• 4.2.1 MAX275 芯片结构及技术指标
• 4.2.2 滤波器电路设计
• 4.3 双路数据采集电路
• 4.3.1 CS5361 芯片技术指标
• 4.3.2 双路采集电路设计
• 第5章 系统软件部分设计
• 5.1 DSP TMS320C6713 程序设计
• 5.1.1 TMS320C6713 处理器介绍
• 5.1.2 TMS320C6713 程序设计
• 5.1.3 双极性PWM波形的产生方式
• 5.1.4 基于EDMA双缓冲数据采集
• 5.1.5 多频信号幅度提取算法
• 5.1.6 探测数据的传输
• 5.2 MSP430F169 单片机程序设计
• 5.2.1 MSP430F169 单片机介绍
• 5.2.2 MSP430F169 单片机程序设计
• 5.3 上位机程序设计
• 5.3.1 基于LabVIEW上层软件
• 5.3.2 上位机LabVIEW软件设计
• 第6章 系统性能测试及实验结果分析
• 6.1 系统设计指标和测试条件
• 6.2 系统性能指标测试
• 6.2.1 发射部分测试
• 6.2.2 接收部分测试
• 6.2.3 仪器整体测试
• 第7章 全文总结
• 7.1 研究工作成果及总结
• 7.2 进一步研究建议
• 参考文献
• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 导师及作者简介