寬頻跟蹤低擾質(zhì)子磁力儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及地球物理勘探測設(shè)備，尤其是寬頻跟蹤低擾質(zhì)子磁力儀。
【背景技術(shù)】
[0002]公知技術(shù)中，地球物理勘探測簡稱“物探”，即用物理的原理研究地質(zhì)構(gòu)造和解決找礦勘探中問題的方法。它是以各種巖石和礦石的密度、磁性、電性、彈性、放射性等物理性質(zhì)的差異為研究基礎(chǔ)，用不同的物理方法和物探儀器，探測天然的或人工的地球物理場的變化，通過分析、研究所獲得的物探資料，推斷、解釋地質(zhì)構(gòu)造和礦產(chǎn)分布情況。磁法勘探是常用的地球物理勘探方法之一，它主要用來尋找和勘探有關(guān)如鐵礦、鉛鋅礦、銅礦等礦產(chǎn)，并進(jìn)一步進(jìn)行地質(zhì)填圖等。
[0003]自然界的巖石和礦石具有不同磁性，可以產(chǎn)生各不相同的磁場，它使地球磁場在局部地區(qū)發(fā)生變化，出現(xiàn)地磁異常。利用磁力儀發(fā)現(xiàn)和研究這些磁異常，進(jìn)而可以尋找磁性礦體和研究地質(zhì)構(gòu)造。比如，其中質(zhì)子磁法類勘探儀器有著勘探成本低、效率高、勘探深度大、應(yīng)用范圍廣的優(yōu)點(diǎn)。
[0004]目前，國內(nèi)的質(zhì)子磁力儀的在數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和測量范圍的設(shè)計(jì)存在非常大的問題，主要有:1)由于質(zhì)子磁力儀輸出信號極其微弱，很容易受噪音信號干擾，目前國產(chǎn)的質(zhì)子磁力儀在前級測量時(shí)，都混入較大的干擾信號，后通過鎖相環(huán)的方式彌補(bǔ)，雖然能大致測出磁場信號，但測量結(jié)果往往數(shù)據(jù)跳動較大，不穩(wěn)定，無法達(dá)到準(zhǔn)確測量的目的。2)為提高數(shù)據(jù)測量的穩(wěn)定性，鎖相環(huán)往往設(shè)置的跟蹤頻率較窄，致使磁力儀測量范圍較窄，去不同地方測量，當(dāng)磁場強(qiáng)度變化較大時(shí)，往往需要重新設(shè)置電路參數(shù)，給用戶帶來很大的不便。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種寬頻跟蹤低擾質(zhì)子磁力儀，使用范圍廣，探測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確穩(wěn)定。
[0006]本實(shí)用新型的目的將通過以下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn):包括探頭、測量儀、LC選頻模塊、高頻濾波模塊、場效應(yīng)管放大模塊、精密放大模塊、帶通放大模塊、整形模塊、CPLD采集信號模塊和主控制器模塊；測量儀中安裝并依次連接LC選頻模塊、高頻濾波模塊、場效應(yīng)管放大模塊、精密放大模塊、帶通放大模塊、整形模塊、CPLD采集信號模塊和主控制器模塊，而且，探頭連接入測量儀并與LC選頻模塊連接。
[0007]尤其是，探頭后部連接探桿。
[0008]尤其是，主控制器模塊分別與人機(jī)界面模塊以及數(shù)據(jù)存儲模塊雙向連接。
[0009]尤其是，LC選頻模塊LC選頻模塊(4)為第一級濾波LC諧振放大模塊。
[0010]尤其是，場效應(yīng)管放大模塊采用超低噪音場效應(yīng)管進(jìn)行放大。
[0011]尤其是，精密放大模塊采用有源高精度放大器實(shí)現(xiàn)信號的放大，調(diào)整RG的阻值實(shí)現(xiàn)放大倍數(shù)的調(diào)整。
[0012]尤其是，帶通放大模塊采用CMOS雙二階通用開關(guān)電容有源濾波器。
[0013]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和效果:無需調(diào)整既可在任意地點(diǎn)測量10000-120000nT的磁場信號，比傳統(tǒng)的集成運(yùn)放信號的信噪比得到大幅度的改善。大噪音信號顯著削弱，充分保證測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例1中LC選頻模塊電路原理圖。
[0016]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例1中場效應(yīng)管放大模塊電路原理圖。
[0017]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例1中精密放大模塊電路原理圖。
[0018]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例1中帶通放大模塊程控放大濾波電路原理框圖。
[0019]附圖標(biāo)記包括:探頭1、探桿2、測量儀3、LC選頻模塊4、高頻濾波模塊5、場效應(yīng)管放大模塊6、精密放大模塊7、帶通放大模塊8、整形模塊9、CPLD采集信號模塊10、數(shù)據(jù)存儲模塊11、主控制器模塊12、人機(jī)界面模塊13。
【具體實(shí)施方式】
[0020]本實(shí)用新型原理在于，在儀器的信號輸入端加LC諧振選頻電路，放大有用信號，抑止噪音信號。再通過高頻濾波電路，濾除探頭感應(yīng)到的高頻無線電干擾信號。再采用超低噪音的場效應(yīng)管做前級放大，使信號的信噪比得到最大程度的改善。再采用精密放大和帶通放大，實(shí)現(xiàn)有用信號的正確放大，抑止噪音信號，然后，通過施密特觸發(fā)器將正弦波信號整成方波信號，再用CPLD對信號進(jìn)行準(zhǔn)確的頻率測量，繼而再通過單片機(jī)的運(yùn)算，將頻率信號轉(zhuǎn)換成磁場信號，并在LCD屏幕上顯示出來，如果用戶有需要，也可將其保存在內(nèi)部的FLASH存儲器中。
[0021]本實(shí)用新型包括:探頭1、測量儀3、LC選頻模塊4、高頻濾波模塊5、場效應(yīng)管放大模塊6、精密放大模塊7、帶通放大模塊8、整形模塊9、CPLD采集信號模塊10和主控制器模塊12。
[0022]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0023]實(shí)施例1:如附圖1所示，測量儀3中安裝并依次連接LC選頻模塊4、高頻濾波模塊5、場效應(yīng)管放大模塊6、精密放大模塊7、帶通放大模塊8、整形模塊9、CPLD采集信號模塊10和主控制器模塊12，而且，探頭I連接入測量儀3并與LC選頻模塊4連接。
[0024]前述中，探頭I后部連接探桿2。
[0025]前述中，主控制器模塊12分別與人機(jī)界面模塊13以及數(shù)據(jù)存儲模塊11雙向連接。
[0026]前述中，如附圖2所示，為提高抗干擾能力，測量儀3采用LC選頻模塊4LC諧振放大做信號第一級濾波和放大。探頭I本身為一電感，因此和場效應(yīng)管放大模塊6電容相連，就構(gòu)成LC諧振選頻電路。由于諧振頻率和測量的磁場相關(guān)，而探頭I本身電感量不可能變，所以需要選擇不同的電容值，使其在不同的磁場下產(chǎn)生諧振。
[0027]前述中，如圖3所示，場效應(yīng)管放大模塊6采用超低噪音場效應(yīng)管進(jìn)行放大。
[0028]前述中，如圖4所示，精密放大模塊7采用有源高精度放大器實(shí)現(xiàn)信號的放大，調(diào)整RG的阻值實(shí)現(xiàn)放大倍數(shù)的調(diào)整。
[0029]前述中，如圖5所示，帶通放大模塊8采用CMOS雙二階通用開關(guān)電容有源濾波器，通過微控制器控制其精確濾波函數(shù)，設(shè)置其內(nèi)部中心頻率、Q值、工作模式來實(shí)現(xiàn)對信號的選頻放大濾波，提高微弱信號檢測的精度。
[0030]本實(shí)用新型可測量10000-120000nT的磁場信號，因此，在地球的任意地點(diǎn)都可無需調(diào)整，直接測量。
[0031]本實(shí)用新型工作時(shí)，對探頭信號先進(jìn)行LC諧振濾波，抑止噪音信號，放大有用信號；再采用高頻濾波器，濾除探頭接收到的無線電高頻干擾噪音，再通過超低噪音的場效應(yīng)管對信號進(jìn)行放大，再通過選頻放大，放大有用信號，大幅度削弱大噪音信號。
[0032]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型使用范圍廣，對比傳統(tǒng)的集成運(yùn)放，使信號的信噪比得到大大的改善。充分保證了測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.寬頻跟蹤低擾質(zhì)子磁力儀，包括探頭(1)、測量儀(3)、LC選頻模塊(4)、高頻濾波模塊(5)、場效應(yīng)管放大模塊(6)、精密放大模塊(7)、帶通放大模塊(8)、整形模塊(9) XPLD采集信號模塊(10)和主控制器模塊(12);其特征在于，測量儀(3)中安裝并依次連接LC選頻模塊(4)、高頻濾波模塊(5)、場效應(yīng)管放大模塊(6)、精密放大模塊(7)、帶通放大模塊(8)、整形模塊(9)、CPLD采集信號模塊(10)和主控制器模塊(12)，而且，探頭⑴連接入測量儀⑶并與LC選頻模塊(4)連接。2.如權(quán)利要求1所述的寬頻跟蹤低擾質(zhì)子磁力儀，其特征在于，探頭(I)后部連接探桿⑵。3.如權(quán)利要求1所述的寬頻跟蹤低擾質(zhì)子磁力儀，其特征在于，主控制器模塊(12)分別與人機(jī)界面模塊(13)以及數(shù)據(jù)存儲模塊(11)雙向連接。4.如權(quán)利要求1所述的寬頻跟蹤低擾質(zhì)子磁力儀，其特征在于，LC選頻模塊(4)為第一級濾波LC諧振放大模塊。5.如權(quán)利要求1所述的寬頻跟蹤低擾質(zhì)子磁力儀，其特征在于，場效應(yīng)管放大模塊(6)采用超低噪音場效應(yīng)管進(jìn)行放大。6.如權(quán)利要求1所述的寬頻跟蹤低擾質(zhì)子磁力儀，其特征在于，精密放大模塊(7)采用有源高精度放大器實(shí)現(xiàn)信號的放大，調(diào)整RG的阻值實(shí)現(xiàn)放大倍數(shù)的調(diào)整。7.如權(quán)利要求1所述的寬頻跟蹤低擾質(zhì)子磁力儀，其特征在于，帶通放大模塊(8)采用CMOS雙二階通用開關(guān)電容有源濾波器。
【專利摘要】寬頻跟蹤低擾質(zhì)子磁力儀,測量儀(3)中安裝并依次連接LC選頻模塊(4)、高頻濾波模塊(5)、場效應(yīng)管放大模塊(6)、精密放大模塊(7)、帶通放大模塊(8)、整形模塊(9)、CPLD采集信號模塊(10)和主控制器模塊(12)，而且，探頭(1)連接入測量儀(3)并與LC選頻模塊(4)連接。寬頻跟蹤低擾質(zhì)子磁力儀無需調(diào)整既可在任意地點(diǎn)測量10000-120000nT的磁場信號，比傳統(tǒng)的集成運(yùn)放信號的信噪比得到大幅度的改善。大噪音信號顯著削弱，充分保證測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。
【IPC分類】G01V3/40
【公開號】CN204882894
【申請?zhí)枴緾N201520500095
【發(fā)明人】陳龍
【申請人】上海艾都能源科技有限公司
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年7月10日