串联后在两组串联的IBGT模块中间连接发射线圈组成的H桥路，其中IBGT模块Ql与IBGT模块Q2串联、IBGT模块Q3与IBGT模块Q4串联。IBGT模块具有较快的开关速度，并且内部含有寄生并联二极管(D1、D2、D3以及D4)，既可以起到保护IGBT模块的作用，防止感性负载的较高的反向感应电动势击毁IGBT模块，同时对IGBT模块的寄生电容存储的电量进行泄放，防止电容电量的累积烧坏IGBTt旲块。发射线圈为等效电感L以及等效的电阻R串联后连接在两组串联的IBGT模块中间；
[0054]阻尼匹配吸收电路，由一定值阻尼匹配吸收电阻rO与多组特定阻值的匹配电阻(rl……rn)串联后并联在发射线圈两端，特定阻值的匹配电阻(rl……rn)并联切换开关(Kl……Kn)，通过切换开关选择需要的匹配电阻值；
[0055]恒压钳位电路，由多个稳压二极管(K01、K02……KOn)串联后并联在发射桥路模块两端，并通过外置的旋钮选择调节所需要的钳位电压。
[0056]系统上电后，驱动电路驱动IBGT模块Ql、Q3导通，Q2、Q4截止，负载中通过如图4中线路I所示的电流的方向，经过一段时间后，IBGT模块Ql、Q2、Q3、Q4截止，电路中无电流流过，随后驱动电路驱动IBGT模块Q2、IBGT模块Q4导通，IBGT模块Ql、IBGT模块Q3截止，负载中流过如图4中线路2所示的电流方向，随后四个IBGT模块Q1、IBGT模块Q2、IBGT模块Q3、IBGT模块Q4再次截止，电路中再次无电流流过。
[0057]阻尼匹配吸收电路是由特定阻值的匹配电阻并联切换开关后并联在发射线圈两端，通过切换开关选择合适的匹配电阻值，在线圈负载中存在着较为明显的分布电容，分布电容的大小与线圈的长度成正比，因此无法消除分布电容的存在，由于分布电容的存在，开关管关断瞬间，发射电流的关断需要一定的延时，当仅存在恒压钳位电路，未加吸收电路时，发射电流关断波形的后期往往出现震荡现象，而关断波形的震荡严重影响着接收机接收数据的质量，为抑制发射电流关断波形后期的震荡，必须在线圈两端并联合适的吸收电阻，才能使得关断电流处于临界阻尼或较小的欠阻尼状态，达到关断后无震荡的效果。
[0058]将H桥路恒压钳位电路和阻尼匹配吸收电路结合起来，针对不同线圈应用于不同环境中选择合适的钳位电压和合适的匹配电阻，缩短了了关断时间，提高了发射电流波形关断沿的线性度，保证发射电流正负关断沿严格一致，保证关断后期波形平坦、无过冲、无震荡，达到改善波形的目的，使得数据处理和反演解释的准确性得到提高。
[0059]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种实时采集存储及数据成图解释的瞬变电磁发射接收系统，其特征在于，包括: 嵌入式电脑，作为人机界面，通过LabVIEW软件设置瞬变电磁发射接收系统的各种参数，并实时存储采集的数据，并通过瞬变电磁数据与成像模块实时数据成图； 采集模块，通过数据总线与嵌入式电脑连接后用于接收嵌入式电脑的控制信号，并对发射电流波形和瞬变电磁接收子系统接收到的信号进行采集； 主控电路，与所述采集模块连接，通过所述采集模块的数字1控制所述主控电路产生瞬变电磁发射需要的时序； 同步转换电路，与所述主控电路连接，用于产生桥路控制信号和瞬变电磁接收系统的同步信号； 发射桥路，通过驱动电路连接同步转换电路，桥路控制信号经驱动电路输出到所述发射桥路； 发射电源模块，与发射桥路连接用于为发射桥路提供所需发射能量； 恒压钳位电路，并联在发射桥路两端，对发射桥路进行恒压钳位； 发射线圈，与所述发射桥路连接后，产生发射电流； 阻尼匹配吸收电路，与所述发射线圈连接，通过所述恒压钳位电路以及阻尼匹配吸收电路使发射电流波形达到最佳； 霍尔电流传感器，将发射线圈的电流信号转换为电压信号传送给采集模块，对发射电流波形进行采集； 接收线圈，接收感应二次场信号； 信号调理模块，与接收线圈连接后，用于将接收线圈接收的二次场信号进行调理，将调理过的信号传送给采集模块，对接收到的二次场信号进行采集； 所述采集模块将数据上传到嵌入式电脑并在LabVIEW软件对信号进行叠加显示，嵌入式电脑将数据实时的传送给数据处理与成像模块，实时数据成图，实时的得到地下物质的含量和分布情况。2.按照权利要求1所述的实时采集存储及数据成图解释的瞬变电磁发射接收系统，其特征在于， 所述的采集模块包括FPGA以及AD转化器，FPGA经AD转化器与霍尔电流传感器以及信号调理模块连接，通过霍尔电流传感器采集发射电流波形;FPGA经锁存器与主控电路连接，FPGA经总线与嵌入式电脑连接构成，上位机对发射接收各参数进行设置通过总线与采集模块连接，采集模块通过数字1对主控电路进行设置，使主控电路产生相应的发射时序。3.按照权利要求1所述的实时采集存储及数据成图解释的瞬变电磁发射接收系统，其特征在于，所述信号调理模块是将发射线圈采到的信号依次经前置放大电路、差分放大电路、V-1变换电路最后远距离传输给采集模块;其中， 所述前置放大电路提供高输入阻抗、低噪声和增益调节； 所述差分放大电路对共模噪声抑制进行，并在需要时提供一定的附加增益； 所述V-1变换电路将差分放大电路的输出电压信号转换为电流信号远距离传输给采集模块，避免ig号的失真。4.按照权利要求1所述的实时采集存储及数据成图解释的瞬变电磁发射接收系统，其特征在于，主控电路以CPLD作为时序产生单元，CPLD产生特定频率的时序信号，并将此信号送给电平转换电路，电平转换电路将控制部分的微弱电流信号转换为较大的电流信号控制桥路驱动电路。5.按照权利要求1所述的实时采集存储及数据成图解释的瞬变电磁发射接收系统，其特征在于，所述发射桥路模块包括四个IBGT模块通过两两IBGT模块串联后在两组IBGT模块中间连接发射线圈组成的H桥路。6.按照权利要求1所述的实时采集存储及数据成图解释的瞬变电磁发射接收系统，其特征在于， 阻尼匹配吸收电路为一定值阻尼匹配吸收电阻与多组特定阻值的匹配电阻串联后并联在发射线圈两端，每个特定阻值上的匹配电阻上并联切换开关。
【专利摘要】本发明为一种实时采集存储及数据成图解释的瞬变电磁发射接收系统，包括嵌入式电脑、信号调理模块、主控电路、霍尔电流传感器与采集模块连接，嵌入式电脑与数据处理与成像模块连接，主控电路经时序同步转换电路、桥路驱动电路与发射桥路连接，恒压钳位电路、发射电源模块、发射线圈与发射桥路连接，发射线圈与阻尼匹配吸收电路、霍尔电流传感器连接构成；能直观的显示发射电流波形和采集信号波形，可根据具体的环境和发射线圈的不同，准确的调节钳位电压值和阻尼匹配电阻值，使得发射电流波形达到最佳；嵌入式电脑将采集到的数据实时存储，并实时传送给数据处理与成像模块，实时数据成图解释，实时的得到地下物质的含量和分布情况。
【IPC分类】G01V3/10
【公开号】CN105717544
【申请号】CN201610265186
【发明人】孙淑琴, 巨长磊, 尚新磊, 林君, 彭良玉, 贺岩, 滕飞, 刘婷婷
【申请人】吉林大学
【公开日】2016年6月29日
【申请日】2016年4月26日