半航空電磁發(fā)射機系統(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，并且能在山地、丘陵等復雜的地表環(huán)境執(zhí)行地質(zhì)勘探任務。盡管國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域從理論到實踐都已經(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和

2、創(chuàng)新。設計一款可以特殊環(huán)境下進行地質(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)射機的設計思路，結(jié)合數(shù)字電路的設計思想，設計了半航空電磁發(fā)射機的硬件設計，并進行了相關實驗研究。
　　本文以電磁法勘探理論為指導，分析了目前典型的并具有代表意義的電磁法儀器的特點，研究了國內(nèi)外發(fā)射機研究現(xiàn)狀和不足，并闡述了半航空發(fā)射機的發(fā)展趨勢。本文提出了新的設計思路:采用CPLD和單片機為設計核心，整個系統(tǒng)分為控制電路、驅(qū)動電路

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，做了實驗驗證。
　　針對發(fā)射機系統(tǒng)要求，提出了半航空電磁發(fā)射機的理論基礎和相關技術指標，通過對功率器件工作條件分析，選取了IGBT晶閘管作為功率開關器件，選取光電耦合器作為隔離驅(qū)動電路和其它器件的核心部分。
　　主控單元采用51單片機最小系統(tǒng)為核心，配合外圍電路控制信號采集電路、驅(qū)動電路，實現(xiàn)驅(qū)動信號的產(chǎn)生、調(diào)節(jié)和顯示。實現(xiàn)了信號采集電路單元采集驅(qū)動電路電壓、電流等信號

4、值。系統(tǒng)中給出了相關關鍵核心器件的技術要求，并給出了相關原理圖和相關信號波形。
　　由于半航空電磁發(fā)射機飛行過程中不能夠直接觀測發(fā)射電流的變化趨勢，基于以上原因設計了信號采集單元。該單元首先經(jīng)過檢測信號電路，然后將橋路輸出模擬信號轉(zhuǎn)換為直流電平信號。控制單元硬件采用51單片機最小系統(tǒng)為核心，外圍有時終芯片，AD轉(zhuǎn)換芯片、EEPROM存儲芯片。并應用模塊化對電流模擬信號和時間點的采集、AD轉(zhuǎn)化、記錄、存儲和時候顯示的功能。