[發明專利]一種基于統計疊加法的磁力儀

在審

• 申請號: 201711043435.4
• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN107643546A
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發明（設計）人: 段清明;尚芮;梁冰琪
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01V3/40
• 分類號: G01V3/40;G01R33/02
• 代理公司: 沈陽維特專利商標事務所(普通合伙)21229
• 代理人: 楊群

技術領域

本發明屬于地球物理探測儀器技術領域，特別提供了一種基于統計疊加法的磁力儀。

背景技術

磁力勘探是發展最早、應用廣泛的一種地球物理勘探方法。其中包括航空、地面、海洋磁場測量，已應用于基礎地質研究、固體礦產勘查、油氣構造勘查、地熱調查、工程地質和考古等領域。磁力儀種類繁多，根據其工作原理的不同，磁力儀可分為機械磁力儀、飽和式磁力儀、質子旋進磁力儀、光泵磁力儀。

傳統的質子磁力儀雖然原理簡單，易于實現，但想在絕對精度、靈敏度、梯度容限、動態范圍和工作溫度等綜合指標上達到先進水平卻并非易事。質子磁力儀在地磁場觀測中具有高精度、高靈敏度、低功耗和長壽命等特點而得到廣泛應用，但是，現有的磁力儀測量精度高與體積輕便不能同時兼顧，例如國產質子磁力儀測量精度較低、磁通門磁力儀由于體積較大不方便攜帶。

發明內容

鑒于此，本發明的目的在于提供一種基于統計疊加法的磁力儀，以解決現有磁力儀精度與體積不能同時兼顧等問題。

本發明提供的技術方案是：一種基于統計疊加法的磁力儀，包括：探頭、信號發射及接收模塊、控制模塊和電子陀螺儀，信號發射及接收模塊包括射頻激勵電路、直流極化電路、電容配諧濾波電路和濾波整形放大電路，探頭分別與射頻激勵電路、直流極化電路和電容配諧濾波電路連接，控制模塊分別與射頻激勵電路、直流極化電路、電容配諧濾波電路、濾波整形放大電路和電子陀螺儀連接，電容配諧濾波電路與濾波整形放大電路連接。

優選，控制模塊包括CPU和可編程邏輯器件模塊，其中，可編程邏輯器件模塊與濾波整形放大電路連接，CPU分別與直流極化電路、電容配諧濾波電路、濾波整形放大電路和電子陀螺儀連接，可編程邏輯器件模塊用于接收經濾波整形放大電路放大后的方波信號，并對所述方波信號采用多通道測頻計數，并將計數結果發送至CPU，CPU通過統計疊加對接收的數據進行處理，去除粗大誤差后，對數據取平均值得到待測磁場值。

進一步優選，所述的基于統計疊加法的磁力儀還包括與CPU連接的上位機，用于顯示磁場值。

進一步優選，所述探頭由激發/接收線圈和密封在有機玻璃瓶中的富含核子的自由基溶液組成。

本發明提供的基于統計疊加法的磁力儀，通過電子陀螺儀測得當地的磁場值并發送至控制模塊，控制模塊接收所述磁場值并計算磁場中心值，之后依據所述磁場中心值計算配諧電容數值并控制電容配諧濾波電路按照所述配諧電容數值對傳輸至電容配諧濾波電路的拉莫爾頻率信號配諧，其中，所述拉莫爾頻率信號經控制模塊控制射頻激勵電路和直流極化電路向探頭發射射頻信號和直流脈沖后，由探頭輸出，輸出的拉莫爾頻率信號發送至電容配諧濾波電路，經電容配諧濾波電路配諧后的信號經濾波整形放大電路放大為方波信號后發送至控制模塊，控制模塊接收到所述方波信號后經測頻計數和統計疊加得到待測磁場值。

本發明提供的基于統計疊加法的磁力儀測量效率高、精度高、使用方便、體積輕便、方便攜帶。

附圖說明

下面結合附圖及實施方式對本發明作進一步詳細的說明：

圖1為本發明基于統計疊加法的磁力儀的結構示意圖；

圖2為可編程邏輯器件模塊內部4通道的原理示意圖。

具體實施方式

下面將結合具體的實施方案對本發明進行進一步的解釋，但并不局限本發明。

如圖1所示，本發明提供了一種基于統計疊加法的磁力儀，包括：探頭1、信號發射及接收模塊2、控制模塊3和電子陀螺儀4，信號發射及接收模塊2包括射頻激勵電路21、直流極化電路22、電容配諧濾波電路23和濾波整形放大電路24，探頭1分別與射頻激勵電路21、直流極化電路22和電容配諧濾波電路23連接，控制模塊3分別與射頻激勵電路21、直流極化電路22、電容配諧濾波電路23、濾波整形放大電路24和電子陀螺儀4連接，電容配諧濾波電路23與濾波整形放大電路24連接。

該基于統計疊加法的磁力儀，通過電子陀螺儀測得當地的磁場值并發送至控制模塊，控制模塊接收所述磁場值并計算磁場中心值，之后依據所述磁場中心值計算配諧電容數值并控制電容配諧濾波電路按照所述配諧電容數值對傳輸至電容配諧濾波電路的拉莫爾頻率信號配諧，其中，所述拉莫爾頻率信號經控制模塊控制射頻激勵電路和直流極化電路向探頭發射射頻信號和直流脈沖后，由探頭輸出，輸出的拉莫爾頻率信號發送至電容配諧濾波電路，經電容配諧濾波電路配諧后的信號經濾波整形放大電路放大為方波信號后發送至控制模塊，控制模塊接收到所述方波信號后經測頻計數和統計疊加得到待測磁場值。