论文部分内容阅读
地球浅部矿产资源在工业的大量需求与利用下急剧减少,勘查重点逐渐转向地球深部;高精度、多方法、智能化是地球物理勘探仪器的发展方向。在“十二五”国家863计划项目“大功率井—地电磁成像系统”课题支持下,中国地质大学(北京)开展了EMR6电磁接收机的研制,实现了MT、AMT、TDIP、SIP和CSAMT方法的数据采集,但仍存在电路分模块较多、机械结构稳定性有限、缺少现场数据预处理软件等不足之处。本文针对上述需求,进行EMR6-A多功能电磁接收机的硬件研制与程序开发,对接收系统的电路结构和实用性进行改善,提高仪器的集成度,减小体积,实现数据的实时浏览和预处理,更好地适应复杂地形区域的电磁勘探需要。EMR6-A多功能电磁接收机的采集电路由模拟采集板和数字控制板组成,其中模拟采集板包含电源转换电路、运算放大器、高低速模数转换器、开关电路和数字隔离等;数字控制板包含电源转换电路、FPGA、ARM、以太网口、RTC实时时钟、SD卡及相关外围存储电路等。数据采集设有2个电场通道和3个磁场通道,每个通道配备了高速和低速两个模数转换芯片,以适合不同频率的信号,达到更高的信噪比。数控板上的恒温晶振输出高精度时钟,配合GPS实现多台接收机和发射机的时间同步。FPGA接收A/D转换数据并进行数据处理,传输给ARM生成采集文件存储到SD卡中。编写FPGA和ARM-Linux程序,实现系统的核心控制;开发基于PC/Windows环境的数据查看软件和数据预处理软件,实现TDIP、SIP和CSAMT采集数据的现场浏览和预处理,程序没有运行所需的附加库文件,兼容x86和win32平台。室内测试结果表明,多功能电磁接收机实现了两通道电场与三通道磁场的数据采集,电路具有DC~10kHz带宽,电场通道动态范围约108.3dB,磁场通道动态范围约112.7dB,用户软件程序实现了现场数据时间序列浏览与数据预处理。EMR6-A多功能电磁接收机的研制改善了现有陆地仪器的智能化程度,综合性强,有助于提高地球物理野外勘探的作业效率。