直流激发极化接收机研制

作     者：谢兴红 xiexinghong

作者单位：成都理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王绪本;郭勇

授予年度：2010年

学科分类：081801[工学-矿产普查与勘探] 081802[工学-地球探测与信息技术] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

主      题：电法勘探 激发极化法 视极化率 数字滤波 LM3S9B92 

摘      要：电法勘测是根据地壳中各类岩石或矿体的电磁学性质(如导电性、导磁性、介电性)和电化学特性的差异,通过对人工或天然电场、电磁场或电化学场的空间分布规律和时间特性的观测和研究,寻找不同类型有用矿床和查明地质构造及解决地质问题的地球物理勘探方法。主要用于寻找金属、非金属矿床、勘查地下水资源和能源、解决某些工程地质及深部地质问题。激发极化法是以不同岩石、矿石激电效应的差异为物质基础,通过研究观察大地激电效应来探查地下地质情况的一种分支电法,在勘测中发挥着重要作用。激发极化法的应用范围已日益广泛,除寻找铜矿床外,在找铁(山西式铁矿、沉积型锰铁矿,镜铁矽)、找煤(小而浅的煤矿,煤矿外围的隐伏、半隐伏煤田)、找铅锌矿,在超基性岩区找镍铬矿和找金矿等都取得了—定的地质效果。在国外,激发极化法在矿产普查勘探中发挥了重要作用,找到了一些大型低品位的硫化矿体(其他物探方法是难以奏效的)。在激发极化勘探中,大功率发射机和高灵敏度接收机,后端数据处理单元构成激发极化的基本单元。本论文主要的研究对象是高灵敏接收装置使得接受装置向轻便、自动,记忆、多参数测量方向发展。 基于以上背景,论文通过研究、分析国内外激电法技术和激电法仪器的发展及现状,提出了直流激发极化接收机研制这一课题。本课题的主要目标是以德州仪器(TI)公司的基于Cortex-M3核的ARM LM3S9B92作为主控器件、采用SD(Secure Digital)卡作为数据存储单元,可以按照文件方式长时间存储数据方便管理;USB作为数据传输单元,比传统的RS232通信更方便;抗干扰方面主要采用50HZ陷波器、开关电容滤波器、数字滤波技术等相结合的方式,提高系统抗干扰能力;数据采集采用24位高精度AD转换器,提高测量精度;信号条理单元采用可编程放大器单元、自然电位补偿单元、边沿检测单元,这对增加测试范围和设备对测量环境最大限度的适应提供了可靠保证。通过测量发射机激发地质导体所产生的电压信号计算出视极化率,为数据处理单元提供所需的数据。 本论文主要完成的工作有:第一、根据激发极化法的基本原理和特性,对接收机系统进行设计。完成系统原理图、PCB设计和焊接调试工作;第二、完成对各模块的调试工作和基本驱动程序编写;第三、完成极化率计算方法研究以及软件编写。最后完成设备整体调试,达到预期设计目的。