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瞬变电磁法是是电磁感应法的一个分支,是进行地球物理探测的一种方法,在矿产勘探、水文地质勘测、海洋地质研究等领域应用广泛。该方法的主要特点是具有很大的探测深度、较大的处理信息量以及高探测效率等优点,尤其是对富水地质具有独特的响应优势。 文章从总结全空间电磁场的理论基础上出发,对关于煤矿特定地质条件下瞬变电磁场的传播规律及特点进行分析研究。针对岩矿石的电学、磁学特性,分析了多层电性平面的电磁响应,总结了岩矿石全程视电阻率的计算公式。通过对理论进行分析,继而开发设计应用于该领域的瞬变电磁探测设备。瞬变电磁探测设备按照功能不同可以分为发射部分和接收部分两种,发射部分控制电流的发射幅度、频率以及制式,形成一次场。接收部分接收探测区域由一次场感应出来的二次场信息,进而得到探测目标区域的导电性状况。导电性状况的程度用视电阻率来表示,其值的大小通过仪器计算得出。 本文根据瞬变电磁理论以及瞬变电磁系统具有的众多特点,设计了基于DSP技术的瞬变电磁探测系统硬件。发射部分需要发射的电流激励信号强度很大来保证形成有效的一次场,故对其仪器的输出功率有一定的限制。发射部分对电流波形进行控制,其关断电流所需的时间常数比较关键影响到接收信号质量,需具有实时监测发射电流强度、关断时间记录等功能。对于接收部分,根据瞬变电磁信号大幅度大衰减的早期以及小幅度小衰减的晚期信号特点,需要设计适应这种大动态变化范围信号的采集电路。本文同时给出了其系统设计的可靠性分析以及误差分析,论文具有一定的创新性和使用价值。由于时间等问题本论文需要后续研究、完善系统设计,在论文最后提出了针对本论文的后续设计和研究的一些建议。