[發(fā)明專利]基于高溫數(shù)字磁通門的三分量井中磁力儀

在審

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• 申請日: 2021-06-18
• 公開（公告）號: CN113534269A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發(fā)明（設計）人: 高嵩;王剛;苗雨豪;劉家明;李源;劉思念;袁春梅
• 申請（專利權）人: 成都理工大學
• 主分類號: G01V3/28
• 分類號: G01V3/28
• 代理公司: 成都科奧專利事務所(普通合伙) 51101
• 代理人: 王蔚

1.一種基于高溫數(shù)字磁通門的三分量井中磁力儀，其特征在于，所述基于高溫數(shù)字磁通門的三分量井中磁力儀包括：

密閉承壓艙殼體，所述密閉承壓艙殼體設置有容納腔室；

接插件；

三軸磁通門傳感器，用于測量所述基于高溫數(shù)字磁通門的三分量井中磁力儀外部的磁性物質的磁場強度；

三分量石英加速度計，用于采集加速度數(shù)據(jù)；

磁通門信號處理電路，用于對所述三軸磁通門傳感器感測的信號進行數(shù)字化處理，并將經(jīng)過數(shù)字化處理的信號進行溫度校正處理，以及對經(jīng)過溫度校正處理的數(shù)據(jù)和所述三分量石英加速度計所采集的加速度數(shù)據(jù)進行誤差校正處理；

電源電路；

緩沖器；以及

支撐骨架；

其中，所述三軸磁通門傳感器、所述磁通門信號處理電路、所述三分量石英加速度計和所述電源電路均設置于所述密閉承壓艙殼體內，所述接插件的至少一部分設置于所述密閉承壓艙殼體的所述容納腔室內，所述三軸磁通門傳感器、所述磁通門信號處理電路、所述三分量石英加速度計、所述電源電路和所述緩沖器均固定于所述支撐骨架上。

2.根據(jù)權利要求1所述的基于高溫數(shù)字磁通門的三分量井中磁力儀，其特征在于，所述密閉承壓艙殼體內還設置有隔熱殼體，所述三軸磁通門傳感器、所述磁通門信號處理電路、所述三分量石英加速度計、所述電源電路中的至少一者設置于所述隔熱殼體內。

3.根據(jù)權利要求2所述的基于高溫數(shù)字磁通門的三分量井中磁力儀，其特征在于，所述隔熱殼體的外表面與所述密閉承壓艙殼體的內表面具有間隙

4.根據(jù)權利要求1所述的基于高溫數(shù)字磁通門的三分量井中磁力儀，其特征在于，所述密閉承壓艙殼體為長條狀，所述密閉承壓艙殼體的兩端設置有環(huán)形卡扣。

5.根據(jù)權利要求1所述的基于高溫數(shù)字磁通門的三分量井中磁力儀，其特征在于，所述磁通門信號處理電路包括：

模數(shù)轉換電路，用于將所述三軸磁通門傳感器所生成的感應信號轉化為數(shù)字信號；

控制電路，用于將所述數(shù)字信號進行數(shù)字化處理，溫度校正處理，以及對經(jīng)過溫度校正處理的數(shù)據(jù)和所述三分量石英加速度計所采集的加速度數(shù)據(jù)進行誤差校正處理。

6.根據(jù)權利要求5所述的基于高溫數(shù)字磁通門的三分量井中磁力儀，其特征在于，所述控制電路包括：

溫度校正模塊，用于對因溫度變化引起的所述三軸磁通門傳感器的測量誤差進行校正；

誤差校正模塊，用于基于所述溫度校正模塊的校正結果，對所述三軸磁通門傳感器的坐標系和/或所述三分量石英加速度計的坐標系轉換的誤差進行校正。

7.根據(jù)權利要求6所述的基于高溫數(shù)字磁通門的三分量井中磁力儀，其特征在于，所述控制電路還包括：

相敏整流模塊，用于對所述模數(shù)轉換電路提供的經(jīng)過數(shù)字化處理后的信號進行相敏整流處理；

數(shù)字濾波模塊，用于對經(jīng)過相敏整流處理的信號進行低通濾波處理。

8.根據(jù)權利要求7所述的基于高溫數(shù)字磁通門的三分量井中磁力儀，其特征在于，所述控制電路還包括：

比例-積分-微分控制模塊，用于對所述數(shù)字濾波模塊輸出的經(jīng)過低通濾波處理的信號存在的偏差進行反饋控制，以減小經(jīng)過低通濾波處理的信號的誤差，達到更高測量精度；

脈沖寬度調制模塊，用于對比例-積分-微分控制模塊輸出的信號進行Δ-Σ調制處理，并進行數(shù)字PWM調制后生成脈沖寬度調制方波信號。

9.根據(jù)權利要求7所述的基于高溫數(shù)字磁通門的三分量井中磁力儀，其特征在于，所述溫度校正模塊用于根據(jù)所述數(shù)字濾波模塊輸出的經(jīng)過低通濾波處理的信號對因溫度變化引起的所述三軸磁通門傳感器的測量誤差進行校正。

10.根據(jù)權利要求9所述的基于高溫數(shù)字磁通門的三分量井中磁力儀，其特征在于，所述溫度校正模塊用于基于以下公式，對所述三軸磁通門傳感器的測量誤差進行校正：

H＝P^-1(H′-B)；

其中，H＝[X Y Z]^T，H′＝[X′ Y′ Z′]^T，X、Y、Z為磁場強度測量值在理想的正交三軸磁通門傳感器的坐標系中各坐標軸的分量，X'、Y'、Z'為磁場強度測量值在實際的三軸磁通門傳感器的坐標系中各坐標軸的分量，P為轉化矩陣，P^-1為P的逆矩陣，Kx、Ky、Kz表示各坐標軸的刻度因子，α、β、γ表示各坐標軸之間的非正角程度，bx、by、bz為所述三軸磁通門傳感器各坐標軸的零點誤差。