分布式瞬变电磁接收系统设计与实现.pdf

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1、2013芷仪表技术与传感器2013第8期InstrumentTechniqueandSensorNo．8分布式瞬变电磁接收系统设计与实现屈路，于生宝，高明亮(吉林大学仪器科学与电气工程学院。吉林长春130026)摘要：基于分布式瞬变电磁探测的分布式测量需求，结合MSP430信号处理芯片、ZigBee无线收发技术和GPS同步技术，设计并实现了24位分布式瞬变电磁的接收系统。该系统的接收机呈阵列式排布，各接收机所采数据的预处理都在MSP430中实现，数据可实现本地存储与上位机存储两种模式。接收机的采样率最高为20

2、0kS／s，动态范围达到140dB．试验证实了该系统的接收机可以准确检测出异常体，满足了分布式电磁探测的需求。关键词：分布式测量；电磁探测；接收机；数据采集中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1002—1841(2013)08—0083—03DesignofReceiverSystemforDistributedTransientElectromagneticQULu，YuSheng-bao，GAOMing—liang(CoHegeofInstrumentationandElectricalEngi

3、neering，JflinUniversity，Changchun130026，China)Abstract：Basedondistributedtransientelectromagneticmeasurementneeds，combinedwithMSP430signalprocessingchip，互、聪O00llZigBeewirelesstransceiverandGPSsynchronizationtechnology，thispaperdesignedthe24-bitdistributedtr

4、ansientelecOtroma3gne6tic925receiversystem．Thereceiverwasarrangedinarraytype，datawerepreprocessingbyMSP430ineachreceiver．Thedatastoragehastwomodes，localstorageandcomputerstorage．Receiver'ssamplingrateisupto200kS／s，thedynamicrangeis140dB．Theexper-imentsconfi

5、rmthatthereceiverofthesystemcallaccuratelydetectthepresenceofabnormalbodywhichmeetstheneedsofdistrib-utedelectromagneticexploration．Keywords：distributedmeasurement；electromagneticdetection；receiver；dataacquisition0引言测量二次场电场响应。高阻的地质环境会产生很强的电磁响瞬变电磁技术是一种应用广泛的电

6、法勘探技术，由发应，使冲激响应的幅值增大、时间提前，从而可以利用冲激响应射机向接地导线或不接地回线通以脉冲电流作为场源，激励探峰值的到达时间来判别地层电性分布。测目标体感生二次电流，接收机在脉冲间隙测量二次场随时间变化的响应。分布式瞬变电磁(MTEM)最直观的特点就是由11001_、＼、、常规的瞬变电磁探测单道发射、单道接收的工作模式转换成了l_●II¨IIIII单道发射、多道接收的模式。MTEM接收系统是伴随着海洋可控源电磁探测技术(CSEM)的发展而产生的，最早由AntonZiolkowski、David

7、一-、／、JWright和BrueeHobb等学者在2002年提出。近年来，随着电子技术的飞速发展，越来越多的新技术运用于采集系统中。l系统实现了24位高精度采集，数据的本地叠加与存储，远距离无线通信等关键技术，使用MSP430作为系统控制核心，降低了图1分布式瞬变电磁探测系统工作原理接收系统的成本。分析图1的接收排列方式可以知道，距离发射源越远的接MTEM系统可广泛应用于金属矿床勘探、陆地油气田勘收机接收到的瞬变电磁信号强度越弱，收到冲激响应信号的时探、地下水勘探、煤田地质勘探、资源普查与监测等物探领域，间

8、越晚，这样参照接收机的地面排列情况就可以准确推断出地具有良好的应用前景。下异常体的位置和深度。1分布式瞬变电磁探测系统工作原理2接收系统软硬件设计分布式瞬变电磁探测系统由1个双极的电流源发射机和1接收系统主要由2个部分组成，第一部分为接收机，主要组沿剖面阵列式排列的接收机组成，系统的工作原理如图1所完成模拟信号调理、高速24位数据采集控制、数据存储和无线示。发射机和接收机都采用电极作为接地载体进行工