礦井瞬變電磁收發(fā)端結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、礦井水害事故嚴(yán)重威脅著井下工人的生命安全和煤礦生產(chǎn)的安全運(yùn)行。所以急需準(zhǔn)確的礦井水害超前探測(cè)技術(shù)以增強(qiáng)礦井水防治能力。目前礦井水害超前探測(cè)方法主要有鉆探法、直流電法、瞬變電磁法和探地雷達(dá)法等，
　　瞬變電磁法以其操作便捷、方向性強(qiáng)、探測(cè)距離遠(yuǎn)和對(duì)低阻區(qū)敏感等優(yōu)點(diǎn)，已成為煤礦水害超前探測(cè)的最佳選擇方法，但是目前瞬變電磁探測(cè)技術(shù)仍然存在有效探測(cè)距離太近和對(duì)微弱的二次場(chǎng)信號(hào)接收能力較弱等問(wèn)題，為此本文開(kāi)展了瞬變電磁收發(fā)端結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，

2、以增強(qiáng)發(fā)射端產(chǎn)生的一次磁場(chǎng)信號(hào)強(qiáng)度和對(duì)微弱二次磁場(chǎng)信號(hào)的接收能力。本文主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)設(shè)計(jì)了一種瞬變電磁8字形發(fā)射線圈，采用MAXWELL仿真軟件對(duì)瞬變電磁8字形發(fā)射線圈和方形發(fā)射線圈進(jìn)行了仿真分析，通過(guò)對(duì)比8字形發(fā)射線圈和方形發(fā)射線圈在不同大小電流情況下產(chǎn)生的磁場(chǎng)分布發(fā)現(xiàn)，8字形發(fā)射線圈在遠(yuǎn)距離位置具有較強(qiáng)的聚焦能力，在近距離位置能產(chǎn)生明顯大于方形線圈的磁通密度。
　　(2)采用FPGA技術(shù)設(shè)計(jì)了瞬變電磁發(fā)射

3、電路，利用EXB841模塊設(shè)計(jì)了驅(qū)動(dòng)電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)H橋路的四個(gè)MOSFET管的有效驅(qū)動(dòng)，同時(shí)改變傳統(tǒng)橋路的控制策略，實(shí)現(xiàn)對(duì)MOSFET管的快速關(guān)斷;在設(shè)計(jì)中采用RCD吸收保護(hù)電路減小浪涌電壓對(duì)MOSFET管的影響，改善發(fā)射電路輸出波形。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)的瞬變電磁發(fā)射電路產(chǎn)生的波形是比較標(biāo)準(zhǔn)的矩形波。
　　(3)采用高靈敏度的磁棒作為瞬變電磁探測(cè)系統(tǒng)的接收端子，實(shí)現(xiàn)對(duì)微弱信號(hào)的有效接收;同時(shí)設(shè)計(jì)了一種多點(diǎn)陣列式接收結(jié)構(gòu)，通過(guò)對(duì)各路信號(hào)