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能从干扰、噪声中提取晚延时弱信号

来源:未知作者:admin 更新时间:2018-05-12 17:52
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  众购彩票zg606盛兴彩票网手机版v3众购彩票网注册登录瞬变电磁法( Transient Electromagnetic Method简称TEM)是探测地下介质电性参数等消息的主要方式之一,在矿产勘察、地下水探测、工程监测和土壤盐碱化查询拜访等范畴具有广漠的使用前景。它以向接地导线或不接地回路发射双极性矩形脉冲电流做为激励场源(称为一次场) ,当发射电流关断时,在地下导电性的介质或地质体中感生涡流构成瞬变二次磁场。在一次场间隙时间内丈量二次场随时间衰减响应,即TEM二次场感应信号,通过选择分歧的时间窗口进行观测,获得分歧勘察深度地质体的电性参数.

  在TEM方式中,一种称为核心回线的组合体例使用较广,即在发射回线的核心点,用可视为偶极的小型线圈Rx领受(即核心回线a)。当发射回线Tx中的电流由I俄然阶跃下降为零时,在其四周发生急剧的磁场,必然在四周介质中激发发生感应电流,纳比吉安( Dabighian, 1979)所成立的“烟圈”理论指出,与发射电流同向的环形感应电流环,其极大值跟着时间向下向外以速度ν(t)扩散,抽象地比方象发射回线吹出的“烟圈”。在地表惹起的瞬变磁场响应镜像等效于该时辰地下某一深度电流环。设平均半空间的电阻率为ρ,获得电流环向下传布的速度

  在晚延时段,发射回线核心点瞬变电磁场垂直分量Hz(t)及感应电动势近似表达式

  式中I为发射电流, µ0= 4P×10- 7 H/ m(空气中导磁率) , b为发射回线边长, AR为领受线圈无效面积。当I、b、A R为常数,若能高精度地检测瞬变电磁场或感应电动势E( t) ,即TEM信号,就能计较出分歧勘察深度电阻率,由此可揣度出某些地下地质消息。早延时段的E( t)信号反映浅层电阻率,晚延时段反映深部电阻率消息[ 2].2 TEM弱信号检测TEM法属于时间域电磁法,要丈量的是随时间衰减的二次场瞬变信号。TEM信号频带为0~n×103 Hz,动态范畴大于130 dB,晚延时幅度处于nV量级,远小于外部噪声。因而, TEM信号检测器不只要动态范畴大、频带宽,并且要有高信噪比,可以或许在较强、较复杂的干扰及噪声布景下提取微弱的TEM信号,从而切确地观测出整个瞬变过程。出格是晚延时( TEM响应尾部)信号,富含低频成分,间接与深部探测方针的电性参数相关,能从干扰、噪声中提取晚延时弱信号,是提高仪器探测深度的环节。

  在TEM信号检测中,采用低噪声电子器件和需要低噪声设想手艺,仪器本身的噪声已远低于外部电磁噪声。如图2所示,自行研制仪器短路噪声无效值为0.875µV,而外部噪声达到2.8 mV.表1归纳了外部噪声的类型、特征及对信号检测的影响。

  对于一个给定量进行反复丈量并取其平均值借以提高精度的道理可能与试验科学本身具有同样长久的汗青。可是,只要电子仪器有了相当大的进展后,才能把这种简单的方式间接用于物理学和化学的信号探测器中.

  在TEM信号检测中,采用方波电流激励,将阶跃激励下的非周期信号检测问题转化成多次反复负阶跃激励下的周期信号检测;必需惹起留意的是方波的上升沿(前沿)同样激发瞬变响应,因而设想激励电流波形占空比为1∶1.TEM信号的频次范畴为0~n×103Hz,必需保留直流成份,故在整个放大电路中,不答应加隔直电容,不然前级的失调及温度漂移到输出级后会被放大。TEM信号检测是采用双极性同步取样积分(叠加)手艺,通过硬件换向开关或软件相减来消弭系统直流分量的。

  模仿电子取样积分器是获取某个时间窗口弱信号检测的典范手艺,采用多个模仿电子取样积分器,严酷节制其取样挨次,可实现多个时间窗口信号的高精度检测。然而,这种模仿式同步取样积分检测方式具有信号道数较少(遭到积分器个数限制) ,时间窗口固定,对积分电路精度和分歧性要求刻苛等错误谬误,出格是对TEM晚期衰减信号分辩率低.采用高速高精度A/ D转换器和数字信号处置器,实现同步采集与数字迭加软件积分是新型TEM仪器的次要手艺。充实使用数字信号处置手艺,实现线性和非线性处置算法相连系、现场及时处置和非及时处置相连系,简化了仪器硬件,可按照需要由软件矫捷设置TEM信号采集长度及时间窗口。

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