礦井瞬變電磁收發(fā)端結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計.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技術(shù)以增強(qiáng)礦井水防治能力。目前礦井水害超前探測方法主要有鉆探法、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)、探測距離遠(yuǎn)和對低阻區(qū)敏感等優(yōu)點(diǎn)，已成為煤礦水害超前探測的最佳選擇方法，但是目前瞬變電磁探測技術(shù)仍然存在有效探測距離太近和對微弱的二次場信號接收能力較弱等問題，為此本文開展了瞬變電磁收發(fā)端結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計，

2、以增強(qiáng)發(fā)射端產(chǎn)生的一次磁場信號強(qiáng)度和對微弱二次磁場信號的接收能力。本文主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)設(shè)計了一種瞬變電磁8字形發(fā)射線圈，采用MAXWELL仿真軟件對瞬變電磁8字形發(fā)射線圈和方形發(fā)射線圈進(jìn)行了仿真分析，通過對比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)計了瞬變電磁發(fā)射

3、電路，利用EXB841模塊設(shè)計了驅(qū)動電路，實現(xiàn)對H橋路的四個MOSFET管的有效驅(qū)動，同時改變傳統(tǒng)橋路的控制策略，實現(xiàn)對MOSFET管的快速關(guān)斷;在設(shè)計中采用RCD吸收保護(hù)電路減小浪涌電壓對MOSFET管的影響，改善發(fā)射電路輸出波形。通過實驗發(fā)現(xiàn)設(shè)計的瞬變電磁發(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系統(tǒng)的接收端子，實現(xiàn)對微弱信號的有效接收;同時設(shè)計了一種多點(diǎn)陣列式接收結(jié)構(gòu)，通過對各路信號