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大地电磁探测系统磁传感器的研究与实现

【摘要】:随着我国国民经济的快速发展,对各种能源资源的消耗量与日俱增,而目前我国大批已开采矿山油气田储量日趋枯竭,新开发的矿山越来越少,大量依赖进口资源。电磁法在石油,天然气,矿产资源的勘探应用越来越广泛,探测深度从近地表到地下数千米,在地下资源勘测领域发挥着重要作用。近几十年来,国外尤其是欧美国家在这方面的技术发展很快,各种大地电磁探测仪器推陈出新,性能优越,垄断了全球大部分市场。我国对大地电磁探测的研究较晚,发展落后,且国外对我国的技术封锁,严重制约了我国电磁法仪器的发展,尤其是感应式磁传感器这个大地电磁探测系统中的关键部件。 感应式磁传感器是基于法拉第电磁感应定律,测量磁场变化的接收器,它的性能好坏直接影响着电磁法中的分析结果。本文对磁传感器进行了详细的研究,最终实现了达到预期目标的磁传感器。本文的主要工作有: 本文首先分析了大地电磁探测系统的工作原理和组成,接着介绍磁传感器的工作原理和组成部分,在这一节详细磁传感器参数及影响其性能的因素,提出了线圈的设计方法,分析了各种磁芯材料的特性,确定了磁传感器的磁芯材料的种类及尺寸;其次在满足磁传感器宽频带特性下,设计出带磁反馈的前置斩波放大器电路;最后,提出磁传感器的校准方法,并测量实际制作的三根磁传感器的幅频和相频特性,基本上满足预期目标。

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