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OVERHAUSER磁力仪激发接收系统设计

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仪器仪表学报 2010年第8期31卷 1867-1872页

作者：谭超董浩斌葛自强中国地质大学地球物理与空间信息学院武汉430074 中国地质大学机械与电子信息学院武汉430074

OVERHAUSER磁力仪探头中自由基溶液的激发是OVERHAUSER磁力仪工作的关键。研究了OVERHAUSER磁力仪工作原理和自由基溶液激发原理;研制了一种可控的OVERHAUSER磁力仪探头激发接收系统,系统包含主控系统、可控射频功率信号源和微弱信号放... 详细信息

OVERHAUSER磁力仪探头中自由基溶液的激发是OVERHAUSER磁力仪工作的关键。研究了OVERHAUSER磁力仪工作原理和自由基溶液激发原理;研制了一种可控的OVERHAUSER磁力仪探头激发接收系统,系统包含主控系统、可控射频功率信号源和微弱信号放大检波等电路部分。实验结果表明,利用该可控激发系统能够准确的找出自由基溶液的激发频率;且能够得到自由基溶液的极化度与激发功率和激发时间的关系。

关键词： OVERHAUSER磁力仪氮氧自由基拉莫尔频率动态核极化

基于相关自适应器的EM-MWD信号检测系统设计

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仪器仪表学报 2012年第5期33卷 1013-1018页

作者：王洪亮董浩斌蒋国盛中国地质大学地球物理与空间信息学院武汉430074 中国地质大学机械与电子信息学院武汉430074 中国地质大学工程学院武汉430074

经EM-MWD(electromagnetic method measurement while drilling)电磁通道传输至地表的信号很微弱并且极易受到白噪声、奇异噪声、工频噪声及其谐波等干扰,导致信号特征参数提取的准确度降低,为了解决这一难题,通过对电磁波传输信道的研... 详细信息

经EM-MWD(electromagnetic method measurement while drilling)电磁通道传输至地表的信号很微弱并且极易受到白噪声、奇异噪声、工频噪声及其谐波等干扰,导致信号特征参数提取的准确度降低,为了解决这一难题,通过对电磁波传输信道的研究,根据接收初始信号强度以及自适应检测和相关检测的特点,研究并设计了相关自适应器,并基于此设计了电磁随钻地表信号检测系统。然后用Hilbert变换求信号包络,完成了数据拟合和残差分析,并计算了信噪比、均方根误差和误码率,最后做了实验。仿真和实验结果表明,利用该检测系统,能够提高信号特征参数的准确度,达到有效降噪目的,对后续分析和研究提供了保证。

关键词：传输特性相关自适应器检测系统 Hilbert变换

基于Overhauser效应的磁场梯度探测器

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仪器仪表学报 2015年第3期36卷 592-600页

作者：刘欢董浩斌葛健赵志卓中国地质大学地球物理与空间信息学院武汉430074 中国地质大学自动化学院武汉430074 总装备部工程兵科研一所无锡214035

为提高单探头磁力仪在自然环境中的抗干扰能力,设计了一种基于Overhauser效应的双探头磁场梯度探测器。文中介绍了Overhauser效应的基本原理,对仪器的射频激发系统、信号调理系统和频率计做了详细的描述。论文分析了射频系统的不稳定因... 详细信息

为提高单探头磁力仪在自然环境中的抗干扰能力,设计了一种基于Overhauser效应的双探头磁场梯度探测器。文中介绍了Overhauser效应的基本原理,对仪器的射频激发系统、信号调理系统和频率计做了详细的描述。论文分析了射频系统的不稳定因素,并给出解决方案。针对拉莫尔旋进信号,提出一种基于FPGA的多通道测频算法,并对比测试使用该算法前后的结果,分析了实验数据。同时对仪器双探头的数据一致性进行比对,给出了测试方法和测试结果。最后将该仪器和商用仪器进行室内、室外以及磁异常探测等对比试验,结果表明,其性能接近商用仪器水平,具有野外操作便捷、测量磁场精度高、抗干扰能力强等优点,证明了所研制的基于Overhauser效应的磁场梯度探测器在梯度测量中的有效性。

关键词： Overhauser效应双探头磁场梯度多通道测频算法硅振荡器

Research on a Thermostatic Heating Control System for Optically Pumped Cesium Magnetometer

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Research on a Thermostatic Heating Control System for Optica...

基于STM32和LabVIEW的地震数据采集卡的设计

第37届中国控制会议

作者： Shuting Hu Jian Ge haobin dong Liyue Xue Zhiwen Yuan Jun Zhu HaiYang Zhang School of Automation China University of Geosciences Hubei Key Laboratory of Advanced Control and Intelligent Automation for Complex System

Since the operating temperature of absorption chamber affects the sensitivity of the optically pumped cesium magnetometer(OPCM) directly, it is necessary to control the temperature precisely. In this paper, by using the positive temperature coefficient(PTC) and the integral separation proportional-integral-derivative(PID) algorithm, a high-precision thermostatic heating system is designed for OPCM. Firstly, the PTC heating device and the TSic506 temperature sensor are used to form a closed loop control system. Then, the three parameters of P, I and D are adjusted for different temperature, and the temperature control system is realized by STM32 microcontroller. Finally, the integral separation PID algorithm is used to eliminate overshoot. Experiments show that the effective temperature control ranges are 45?C5?C, the accuracy is less than ±0.2?C, and the system stability time is 300 s. It is obviously that the designed system has reference value and guidance significance for OPCM.

关键词： Thermostatic heating control system Integral separation PID algorithm Optically pumped cesium magnetometer

来源： cnki会议评论

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电子技术应用 2012年第10期38卷 72-74,80页

作者：张勇董浩斌中国地质大学(武汉)机械与电子信息学院湖北武汉430074

针对地震波高动态范围的特点,设计一种基于STM32和LabVIEW的24位高精度、120 dB高动态范围的地震数据采集卡。采集卡前端通过采用基于△-Σ技术的24位ADC调制芯片CS5372,配合使用数字滤波芯片CS5376,实现较强的数据采集和处理能力。选用... 详细信息

针对地震波高动态范围的特点,设计一种基于STM32和LabVIEW的24位高精度、120 dB高动态范围的地震数据采集卡。采集卡前端通过采用基于△-Σ技术的24位ADC调制芯片CS5372,配合使用数字滤波芯片CS5376,实现较强的数据采集和处理能力。选用STM32作为主控制器,使采集卡拥有低功耗以及高可靠性和可维护性。上位机采用LabVIEW作为开发平台,通过网络接口芯片ENC28J60实现STM32和上位机的通信。

关键词： STM32 LabVIEW 高动态范围数字滤波网络通信

Study on BCH based Encoder and Decoder Approach for EM-MWD Communication System

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Study on BCH based Encoder and Decoder Approach for EM-MWD C...

直流脉冲极化质子旋进磁力仪磁场传感器的设计

第37届中国控制会议

作者： Cheng Zhang haobin dong Jian Ge Huan Liu Bingjie Bai Zhiwen Yuan Jun Zhu Haiyang Zhang School of Automation China University of Geosciences Hubei key Laboratory of Advanced Control and Intelligent Automation for Complex Systems Institute of Geophysics & Geomatics China University of Geosciences

In practical applications of electromagnetic measurement while drilling（EM-MWD）,the signal-to-noise ratio（SNR）of receiver cannot always meet the requirements of reliable communication conditions due to the earth-attenuation,interfering signal from well site,*** to solve these problems,this paper presents a BCH encoder and decoder technology based on BPSK for ***,the paper studies the relationship between BCH encoding error performance and decoding method,source length and other factors through simulation;then,we obtain an optimal length of BCH code for EM-MWD through analyzing the bit error performance of hard-decision decoding and soft-decision decoding with different lengths of BCH *** results show that the proposed algorithm can reduce the bit error rate at a lower SNR,achieving a reliable communication condition when the SNR of a received signal is *** is demonstrated the effectiveness of the proposed BCH encoder and decoder algorithm based on BPSK for EM-MWD.

关键词： EM-MWD system BPSK BCH Optimized coding techniques

来源： cnki会议评论

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仪器仪表学报 2014年第4期35卷 850-858页

作者：葛健赵志卓董浩斌张乐陶安东中国地质大学地球物理与空间信息学院武汉430074 中国地质大学机械与电子信息学院武汉430074 总装备部工程兵科研一所无锡214035 中国科学院电子学研究所北京100190

直流脉冲极化磁场传感器是质子旋进式磁力仪研究中的关键。针对国内传感器存在抗干扰能力和稳定性差的问题,在研究预极化原理的基础上进行了样品分析和最优选取,采取了与常规方式不同的双线圈差分接收结构和导电涂料屏蔽方式,提高了传... 详细信息

直流脉冲极化磁场传感器是质子旋进式磁力仪研究中的关键。针对国内传感器存在抗干扰能力和稳定性差的问题,在研究预极化原理的基础上进行了样品分析和最优选取,采取了与常规方式不同的双线圈差分接收结构和导电涂料屏蔽方式,提高了传感器抗干扰能力,并推导出线圈的最佳感值约为34 mH,采用POM材料和线圈表面喷涂环氧树脂漆进行固化处理来提高传感器稳定性,并基于此研制了传感器和测试电路,对比结果表明其性能达到国外同类传感器水平,优于国内同类传感器。此外通过仿真和实测证明了传感器Q值与旋进信号频率的非线性关系;通过理论计算得到信号谐振后的信噪改善比为18.3dB,实测结果证明了谐振对信号质量的改善;对输出信号幅度与极化电压,时间的关系进行了实测,得到了最佳极化时间和电压,对后续仪器信号处理电路的设计提供了重要的参考依据。

关键词：质子旋进磁力仪直流脉冲极化磁场传感器

Optimization of Overhauser magnetometer based on multi-channel frequency measurement algorithm

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Optimization of Overhauser magnetometer based on multi-chann...

倾斜实景三维测图与规划设计方法——以大悟县某土地整治项目为例

第37届中国控制会议

作者： Guanzhong Wang haobin dong Jian Ge Wang Luo Huan Liu Zhiwen Yuan Jun Zhu Haiyang Zhang School of Automation China University of Geosciences Hubei Key Laboratory of Advance Control and Intelligent Automation for Complex Systems

Overhauser magnetometer is a weak magnetic measuring instrument based on the dynamic nuclear polarization of free radical *** has the characteristics of high precision,high sensitivity,low power consumption and continuous *** is widely used in geophysics,aeromagnetic surveying,satellite Magnetic measuring,military and various engineering *** at the problem that the measurement accuracy of the magnetometer prototype is low and the measurement effect is poor when the angle between the probe axis and the geomagnetic field is 0°,several optimization methods are proposed and the magnetometer is optimized by adding the frequency measurement channel on the basis of the *** on the standard deviation of GSM-19 measurement data,comparing the experimental data that use the multi-channel frequency measurement algorithm,the standard deviation of prototype data decreases from 0.397 to 0.203 when the angle between probe axial and geomagnetic field is 45°,the standard deviation of the prototype data decreases from 0.631 to 0.371 when the angle between probe axial and geomagnetic field is 0°,which provides an important reference for the follow-up optimization of the magnetometer.

关键词： Overhauser magnetometer optimization standard deviation

来源： cnki会议评论

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测绘地理信息 2018年第3期43卷 88-91页

作者：阚酉浔董浩斌中国地质大学(武汉)地球物理与空间信息学院湖北武汉430074 湖北省国土整治局湖北武汉430071

为提高国土整治项目区规划设计成图效率问题,提出了一种基于倾斜摄影和实景三维设计方法。利用无人机倾斜摄影快速获取项目区真实地貌,以三维实景软件系统为平台融合正射影像图、倾斜影像图、数字高程图、数字线划图及实景采集车和手持... 详细信息

为提高国土整治项目区规划设计成图效率问题,提出了一种基于倾斜摄影和实景三维设计方法。利用无人机倾斜摄影快速获取项目区真实地貌,以三维实景软件系统为平台融合正射影像图、倾斜影像图、数字高程图、数字线划图及实景采集车和手持GPS设备采集的图像等,进行基于现状图的三维规划设计。将该方法用于湖北大悟县某国土整治项目中,能快速制作三维立体设计场景,满足规划设计和评审要求。

关键词：国土整治倾斜摄影实景三维规划设计