宽频跟踪低扰质子磁力仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及地球物理勘探测设备，尤其是宽频跟踪低扰质子磁力仪。
【背景技术】
[0002]公知技术中，地球物理勘探测简称“物探”，即用物理的原理研究地质构造和解决找矿勘探中问题的方法。它是以各种岩石和矿石的密度、磁性、电性、弹性、放射性等物理性质的差异为研究基础，用不同的物理方法和物探仪器，探测天然的或人工的地球物理场的变化，通过分析、研究所获得的物探资料，推断、解释地质构造和矿产分布情况。磁法勘探是常用的地球物理勘探方法之一，它主要用来寻找和勘探有关如铁矿、铅锌矿、铜矿等矿产，并进一步进行地质填图等。
[0003]自然界的岩石和矿石具有不同磁性，可以产生各不相同的磁场，它使地球磁场在局部地区发生变化，出现地磁异常。利用磁力仪发现和研究这些磁异常，进而可以寻找磁性矿体和研究地质构造。比如，其中质子磁法类勘探仪器有着勘探成本低、效率高、勘探深度大、应用范围广的优点。
[0004]目前，国内的质子磁力仪的在数据的稳定性和测量范围的设计存在非常大的问题，主要有:1)由于质子磁力仪输出信号极其微弱，很容易受噪音信号干扰，目前国产的质子磁力仪在前级测量时，都混入较大的干扰信号，后通过锁相环的方式弥补，虽然能大致测出磁场信号，但测量结果往往数据跳动较大，不稳定，无法达到准确测量的目的。2)为提高数据测量的稳定性，锁相环往往设置的跟踪频率较窄，致使磁力仪测量范围较窄，去不同地方测量，当磁场强度变化较大时，往往需要重新设置电路参数，给用户带来很大的不便。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是提供一种宽频跟踪低扰质子磁力仪，使用范围广，探测数据准确稳定。
[0006]本实用新型的目的将通过以下技术措施来实现:包括探头、测量仪、LC选频模块、高频滤波模块、场效应管放大模块、精密放大模块、带通放大模块、整形模块、CPLD采集信号模块和主控制器模块；测量仪中安装并依次连接LC选频模块、高频滤波模块、场效应管放大模块、精密放大模块、带通放大模块、整形模块、CPLD采集信号模块和主控制器模块，而且，探头连接入测量仪并与LC选频模块连接。
[0007]尤其是，探头后部连接探杆。
[0008]尤其是，主控制器模块分别与人机界面模块以及数据存储模块双向连接。
[0009]尤其是，LC选频模块LC选频模块(4)为第一级滤波LC谐振放大模块。
[0010]尤其是，场效应管放大模块采用超低噪音场效应管进行放大。
[0011]尤其是，精密放大模块采用有源高精度放大器实现信号的放大，调整RG的阻值实现放大倍数的调整。
[0012]尤其是，带通放大模块采用CMOS双二阶通用开关电容有源滤波器。
[0013]本实用新型的优点和效果:无需调整既可在任意地点测量10000-120000nT的磁场信号，比传统的集成运放信号的信噪比得到大幅度的改善。大噪音信号显著削弱，充分保证测量数据的准确性和稳定性。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型实施例1结构示意图。
[0015]图2为本实用新型实施例1中LC选频模块电路原理图。
[0016]图3为本实用新型实施例1中场效应管放大模块电路原理图。
[0017]图4为本实用新型实施例1中精密放大模块电路原理图。
[0018]图5为本实用新型实施例1中带通放大模块程控放大滤波电路原理框图。
[0019]附图标记包括:探头1、探杆2、测量仪3、LC选频模块4、高频滤波模块5、场效应管放大模块6、精密放大模块7、带通放大模块8、整形模块9、CPLD采集信号模块10、数据存储模块11、主控制器模块12、人机界面模块13。
【具体实施方式】
[0020]本实用新型原理在于，在仪器的信号输入端加LC谐振选频电路，放大有用信号，抑止噪音信号。再通过高频滤波电路，滤除探头感应到的高频无线电干扰信号。再采用超低噪音的场效应管做前级放大，使信号的信噪比得到最大程度的改善。再采用精密放大和带通放大，实现有用信号的正确放大，抑止噪音信号，然后，通过施密特触发器将正弦波信号整成方波信号，再用CPLD对信号进行准确的频率测量，继而再通过单片机的运算，将频率信号转换成磁场信号，并在LCD屏幕上显示出来，如果用户有需要，也可将其保存在内部的FLASH存储器中。
[0021]本实用新型包括:探头1、测量仪3、LC选频模块4、高频滤波模块5、场效应管放大模块6、精密放大模块7、带通放大模块8、整形模块9、CPLD采集信号模块10和主控制器模块12。
[0022]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
[0023]实施例1:如附图1所示，测量仪3中安装并依次连接LC选频模块4、高频滤波模块5、场效应管放大模块6、精密放大模块7、带通放大模块8、整形模块9、CPLD采集信号模块10和主控制器模块12，而且，探头I连接入测量仪3并与LC选频模块4连接。
[0024]前述中，探头I后部连接探杆2。
[0025]前述中，主控制器模块12分别与人机界面模块13以及数据存储模块11双向连接。
[0026]前述中，如附图2所示，为提高抗干扰能力，测量仪3采用LC选频模块4LC谐振放大做信号第一级滤波和放大。探头I本身为一电感，因此和场效应管放大模块6电容相连，就构成LC谐振选频电路。由于谐振频率和测量的磁场相关，而探头I本身电感量不可能变，所以需要选择不同的电容值，使其在不同的磁场下产生谐振。
[0027]前述中，如图3所示，场效应管放大模块6采用超低噪音场效应管进行放大。
[0028]前述中，如图4所示，精密放大模块7采用有源高精度放大器实现信号的放大，调整RG的阻值实现放大倍数的调整。
[0029]前述中，如图5所示，带通放大模块8采用CMOS双二阶通用开关电容有源滤波器，通过微控制器控制其精确滤波函数，设置其内部中心频率、Q值、工作模式来实现对信号的选频放大滤波，提高微弱信号检测的精度。
[0030]本实用新型可测量10000-120000nT的磁场信号，因此，在地球的任意地点都可无需调整，直接测量。
[0031]本实用新型工作时，对探头信号先进行LC谐振滤波，抑止噪音信号，放大有用信号；再采用高频滤波器，滤除探头接收到的无线电高频干扰噪音，再通过超低噪音的场效应管对信号进行放大，再通过选频放大，放大有用信号，大幅度削弱大噪音信号。
[0032]与现有技术相比，本实用新型使用范围广，对比传统的集成运放，使信号的信噪比得到大大的改善。充分保证了测量数据的准确性和稳定性。
【主权项】
1.宽频跟踪低扰质子磁力仪，包括探头(1)、测量仪(3)、LC选频模块(4)、高频滤波模块(5)、场效应管放大模块(6)、精密放大模块(7)、带通放大模块(8)、整形模块(9) XPLD采集信号模块(10)和主控制器模块(12);其特征在于，测量仪(3)中安装并依次连接LC选频模块(4)、高频滤波模块(5)、场效应管放大模块(6)、精密放大模块(7)、带通放大模块(8)、整形模块(9)、CPLD采集信号模块(10)和主控制器模块(12)，而且，探头⑴连接入测量仪⑶并与LC选频模块(4)连接。2.如权利要求1所述的宽频跟踪低扰质子磁力仪，其特征在于，探头(I)后部连接探杆⑵。3.如权利要求1所述的宽频跟踪低扰质子磁力仪，其特征在于，主控制器模块(12)分别与人机界面模块(13)以及数据存储模块(11)双向连接。4.如权利要求1所述的宽频跟踪低扰质子磁力仪，其特征在于，LC选频模块(4)为第一级滤波LC谐振放大模块。5.如权利要求1所述的宽频跟踪低扰质子磁力仪，其特征在于，场效应管放大模块(6)采用超低噪音场效应管进行放大。6.如权利要求1所述的宽频跟踪低扰质子磁力仪，其特征在于，精密放大模块(7)采用有源高精度放大器实现信号的放大，调整RG的阻值实现放大倍数的调整。7.如权利要求1所述的宽频跟踪低扰质子磁力仪，其特征在于，带通放大模块(8)采用CMOS双二阶通用开关电容有源滤波器。
【专利摘要】宽频跟踪低扰质子磁力仪,测量仪(3)中安装并依次连接LC选频模块(4)、高频滤波模块(5)、场效应管放大模块(6)、精密放大模块(7)、带通放大模块(8)、整形模块(9)、CPLD采集信号模块(10)和主控制器模块(12)，而且，探头(1)连接入测量仪(3)并与LC选频模块(4)连接。宽频跟踪低扰质子磁力仪无需调整既可在任意地点测量10000-120000nT的磁场信号，比传统的集成运放信号的信噪比得到大幅度的改善。大噪音信号显著削弱，充分保证测量数据的准确性和稳定性。
【IPC分类】G01V3/40
【公开号】CN204882894
【申请号】CN201520500095
【发明人】陈龙
【申请人】上海艾都能源科技有限公司
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年7月10日