半航空電磁發(fā)射機(jī)系統(tǒng)研究.pdf

1、半航空電磁法勘探儀器具有快速、靈活、高效等突出優(yōu)點(diǎn)，并且能在山地、丘陵等復(fù)雜的地表環(huán)境執(zhí)行地質(zhì)勘探任務(wù)。盡管國(guó)外已有研制成功的半航空電磁勘探系統(tǒng)，并取得了一系列的研究成果，但我國(guó)在這一方向的研究還處于起步階段。半航空電磁勘探系統(tǒng)由發(fā)射系統(tǒng)和接受系統(tǒng)組成。自80年代以來，半航空電磁法勘探領(lǐng)域從理論到實(shí)踐都已經(jīng)做出了大量的工作，在特殊地表環(huán)境下尋找金屬礦，地下水、進(jìn)行工程地質(zhì)及汽油勘探方面，取得了較好的效果。它的理論方法及儀器在不斷地改進(jìn)和

2、創(chuàng)新。設(shè)計(jì)一款可以特殊環(huán)境下進(jìn)行地質(zhì)勘探的半航空勘探系統(tǒng)顯得越來越重要。本論文借鑒了現(xiàn)有的半航空電磁發(fā)射機(jī)的設(shè)計(jì)思路，結(jié)合數(shù)字電路的設(shè)計(jì)思想，設(shè)計(jì)了半航空電磁發(fā)射機(jī)的硬件設(shè)計(jì)，并進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究。
　　本文以電磁法勘探理論為指導(dǎo)，分析了目前典型的并具有代表意義的電磁法儀器的特點(diǎn)，研究了國(guó)內(nèi)外發(fā)射機(jī)研究現(xiàn)狀和不足，并闡述了半航空發(fā)射機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)。本文提出了新的設(shè)計(jì)思路:采用CPLD和單片機(jī)為設(shè)計(jì)核心，整個(gè)系統(tǒng)分為控制電路、驅(qū)動(dòng)電路

3、、數(shù)據(jù)采集電路、電源電路等其它電路，繪制了PCB電路板，做了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　針對(duì)發(fā)射機(jī)系統(tǒng)要求，提出了半航空電磁發(fā)射機(jī)的理論基礎(chǔ)和相關(guān)技術(shù)指標(biāo)，通過對(duì)功率器件工作條件分析，選取了IGBT晶閘管作為功率開關(guān)器件，選取光電耦合器作為隔離驅(qū)動(dòng)電路和其它器件的核心部分。
　　主控單元采用51單片機(jī)最小系統(tǒng)為核心，配合外圍電路控制信號(hào)采集電路、驅(qū)動(dòng)電路，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的產(chǎn)生、調(diào)節(jié)和顯示。實(shí)現(xiàn)了信號(hào)采集電路單元采集驅(qū)動(dòng)電路電壓、電流等信號(hào)

4、值。系統(tǒng)中給出了相關(guān)關(guān)鍵核心器件的技術(shù)要求，并給出了相關(guān)原理圖和相關(guān)信號(hào)波形。
　　由于半航空電磁發(fā)射機(jī)飛行過程中不能夠直接觀測(cè)發(fā)射電流的變化趨勢(shì)，基于以上原因設(shè)計(jì)了信號(hào)采集單元。該單元首先經(jīng)過檢測(cè)信號(hào)電路，然后將橋路輸出模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為直流電平信號(hào)?？刂茊卧布捎?1單片機(jī)最小系統(tǒng)為核心，外圍有時(shí)終芯片，AD轉(zhuǎn)換芯片、EEPROM存儲(chǔ)芯片。并應(yīng)用模塊化對(duì)電流模擬信號(hào)和時(shí)間點(diǎn)的采集、AD轉(zhuǎn)化、記錄、存儲(chǔ)和時(shí)候顯示的功能。