基于FPGA的礦井高分辨率瞬變電磁法探測系統(tǒng).pdf

1、分類號：U D C ：學(xué)校代碼：密 級：碩士學(xué)位論文基于F P G A 的礦井高分辨率瞬變電磁法探測系統(tǒng)T h e d e s i g no f h i g hr e s o l u t i o nm i n e —u s e d t r a n s i e n te l e c t r o m a g n e t i c d e t e c t i n g s y s t e mb a s e d o nF P G A c o n t

2、 r o l專業(yè)：方向：單位：煤炭科學(xué)研究總院2 0 11 年6 月研導(dǎo)科究養(yǎng) 學(xué)研培煤炭科學(xué)研究總院碩士學(xué)位論文摘要瞬變電磁法是重要的地球物理探測手段之一，常用來查明含水地質(zhì)體，如巖溶洞穴導(dǎo)水通道、煤礦采空區(qū)、不規(guī)則水體等，具有自動消除主要噪聲且地形影響較小、可實(shí)現(xiàn)同點(diǎn)組合觀測、對異常響應(yīng)強(qiáng)且曲線形態(tài)簡單，分辨能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。由于存在各種干擾以及地面探測深度等影響，在地面探測很難發(fā)現(xiàn)井下含水小構(gòu)造，因此需要在井下近距離對小尺度含水構(gòu)造進(jìn)

3、行探測，以提高探測的精度。本文將礦井高分辨瞬變電磁探測系統(tǒng)作為研究對象，就是為煤礦井下含水小構(gòu)造探測提供手段，解決大水礦區(qū)在煤炭開采過程中含水小構(gòu)造的探測問題，防止水害對礦工生命和設(shè)備的威脅。本文從研究礦井電氣設(shè)備的技術(shù)要求和瞬變電磁探測儀器的技術(shù)特點(diǎn)入手，制定了“基于F P G A 控制的礦井高分辨率瞬變電磁探測系統(tǒng)”的整體研制方案。設(shè)計(jì)了具有快速關(guān)斷技術(shù)的發(fā)射電路、高分辨率A ／D 轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)采集電路、本質(zhì)安全型防爆電源電路、高靈

4、敏的接收探頭等功能電路，實(shí)現(xiàn)了用大規(guī)模F P G A 芯片控制數(shù)據(jù)采集并進(jìn)行快速疊加的高速控制技術(shù)、2M H z 采樣頻率與2 4 位轉(zhuǎn)換精度的寬帶數(shù)據(jù)采集技術(shù)、發(fā)射波形可以快速關(guān)斷且線性度好的發(fā)射技術(shù)。研制的礦井高分辨率瞬變電磁探測系統(tǒng)，具有發(fā)射關(guān)斷迅速，采樣頻率高，動態(tài)范圍大，工頻抑制能力強(qiáng)等特點(diǎn)。分析了室內(nèi)測試與野外試驗(yàn)的數(shù)據(jù)，證實(shí)了研制的樣機(jī)工作正常，達(dá)到了設(shè)計(jì)指標(biāo)要求，其中發(fā)射關(guān)斷時間為2 0 I J - S ，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)動