WMT-1大地电磁采集器.pdf

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1、2012年仪表技术与传感器2012第3期InstrumentTechniqueandSensorNo．3WMT一1大地电磁采集器陈凯，邓明，魏文博，黄江杰，成天(地下信息探测技术与仪器教育部重点实验室，中国地质大学，北京100083)摘要：为通过MT方法了解大陆岩石圈电性结构，开发了完全自主知识产权的新型大地电磁采集器。介绍了采集器原理，采用ARM平台与LINUX操作系统相结合的硬软件方案，引入GPS授时与恒温晶振实现多点同步技术、低噪声技术、大容量存储技术、低功耗技术以及嵌入式Linux软件技术。通过与国外同类仪

2、器的野外对比试验表明，仪器指标满足标准MT测量要求。关键词：大地电磁；数据采集器；ARM—Linux中图分类号：TH762文献标识码：A文章编号：1002—1841(2012)03—0085—03WMT--1TypeMagnetotelluricRecorderCHENKai，DENGMing，WEIWen-bo，HUANGJiang-jieCHENGTian(KeyLaboratoryofGeo-detection(ChinaUniversityofGeosdences，Beijing)，MinistryofEd

3、ucation，Beijing100083，China)Abstract：ThroughtheMTapproachtounderstandingtheelectricalstructureofcontinentallithosphere，thispaperdevelopedanewtypeofintellectualprope~yrightsmagnetotelluricrecorder．Thepaperintroducedtheprincipleofhardware，basedonARMplatformandLI

4、NUXoperatingsystem，GPStimingandOCXOmulti—pointsynchronizationtechnologylow—noisetechnology，high-，capacitystoragetechnology，low-powertechnology，andembeddedLinuxtechnology．Instrumentswithsimilarforeignfieldcompari—sontestsshowthattheiustrumentweetstheequipmentst

5、andardsforMTmeasurementrequirements．Keywords：MT；dataacquisition；ARM—Linux0引言调理，其中Hx、Hy、Hz分别接至XYZ方向的磁传感器、Hr处于大地电磁法(MT)是一种天然场源的频率域电磁法，原理备用状态；AD与时钟板实现对4路电道和4路磁道共8道信是以天然的平面电磁波为场源，通过在地表观测相互正交的电号进行AD转换，并且集成了恒温晶振与CPLD实现GPS授时磁场分量来获取地下电性结构，已成为探测岩石层电性结构的同步；MCU板控制AD转换、将A

6、D转换的数据存储至U盘、集主要方法。目前国内正在进行的地壳探测工程，为获取地壳成GPS模块获取GPS同步时钟、LED状态指示、通过COM和及上地幔的电性构造信息，这必须依靠包括超宽频带高精度大NET与PC通讯。地电磁深探测在内的现代深部地球物理探测技术]。观测MT信号，仪器设备的性能至关重要。国内的MT研究依赖于电道前放板国外的仪器设备一，以美国EMI公司的MT一1、MT一24系AD与时钟板主控板，列，加拿大Phoenix公司的V5系列、MTU一5系列、v8系列，德●—+GPS天线■4通道电场国MEtronix公司

7、的ADU06、GMS一07系列为主，这一市场也被信号调理发光二极管国外的地球物理仪器公司所占据。8通道同步用户通讯天然场源MT信号具有大动态范围、宽频带的特点]，同感器模时数钟转服换务委萎薯、，U盘恒温晶振GPS授时串口时MT方法还需要单点多通道同步测量、远参考测量(多测点磁道前放板状态提取同步)、为期数天的长时间连续观测，对仪器装备在稳定可靠4通道磁场●—’网口拜鍪蓑性、精度、噪声、功耗、时间漂移、温度范围、工艺等指标提出了信号调理严格要求。匣电池1硬件设计为实现对MT信号的高可靠、高精度、低功耗记录引，设计图1

8、WMT一1型大地电磁采集器结构图的采集器结构图如图1所示，MT测量系统包括采集器及外围1．1前放板设计的磁传感器、GPS天线、U盘、铅酸蓄电池，采集器包括电道磁道前放板主要实现前端不极化电极和磁场传感器的电磁场前放板、AD与时钟板、主控板。电道前放板实现对4路不极化信号调理电路，以及铅酸电池+12～±9V电源转换工作。前电极输出的地电场信号调理，其中Ex方向