[发明专利]一种基于统计叠加法的磁力仪

说明书

技术领域

本发明属于地球物理探测仪器技术领域，特别提供了一种基于统计叠加法的磁力仪。

背景技术

磁力勘探是发展最早、应用广泛的一种地球物理勘探方法。其中包括航空、地面、海洋磁场测量，已应用于基础地质研究、固体矿产勘查、油气构造勘查、地热调查、工程地质和考古等领域。磁力仪种类繁多，根据其工作原理的不同，磁力仪可分为机械磁力仪、饱和式磁力仪、质子旋进磁力仪、光泵磁力仪。

传统的质子磁力仪虽然原理简单，易于实现，但想在绝对精度、灵敏度、梯度容限、动态范围和工作温度等综合指标上达到先进水平却并非易事。质子磁力仪在地磁场观测中具有高精度、高灵敏度、低功耗和长寿命等特点而得到广泛应用，但是，现有的磁力仪测量精度高与体积轻便不能同时兼顾，例如国产质子磁力仪测量精度较低、磁通门磁力仪由于体积较大不方便携带。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于统计叠加法的磁力仪，以解决现有磁力仪精度与体积不能同时兼顾等问题。

本发明提供的技术方案是：一种基于统计叠加法的磁力仪，包括：探头、信号发射及接收模块、控制模块和电子陀螺仪，信号发射及接收模块包括射频激励电路、直流极化电路、电容配谐滤波电路和滤波整形放大电路，探头分别与射频激励电路、直流极化电路和电容配谐滤波电路连接，控制模块分别与射频激励电路、直流极化电路、电容配谐滤波电路、滤波整形放大电路和电子陀螺仪连接，电容配谐滤波电路与滤波整形放大电路连接。

优选，控制模块包括CPU和可编程逻辑器件模块，其中，可编程逻辑器件模块与滤波整形放大电路连接，CPU分别与直流极化电路、电容配谐滤波电路、滤波整形放大电路和电子陀螺仪连接，可编程逻辑器件模块用于接收经滤波整形放大电路放大后的方波信号，并对所述方波信号采用多通道测频计数，并将计数结果发送至CPU，CPU通过统计叠加对接收的数据进行处理，去除粗大误差后，对数据取平均值得到待测磁场值。

进一步优选，所述的基于统计叠加法的磁力仪还包括与CPU连接的上位机，用于显示磁场值。

进一步优选，所述探头由激发/接收线圈和密封在有机玻璃瓶中的富含核子的自由基溶液组成。

本发明提供的基于统计叠加法的磁力仪，通过电子陀螺仪测得当地的磁场值并发送至控制模块，控制模块接收所述磁场值并计算磁场中心值，之后依据所述磁场中心值计算配谐电容数值并控制电容配谐滤波电路按照所述配谐电容数值对传输至电容配谐滤波电路的拉莫尔频率信号配谐，其中，所述拉莫尔频率信号经控制模块控制射频激励电路和直流极化电路向探头发射射频信号和直流脉冲后，由探头输出，输出的拉莫尔频率信号发送至电容配谐滤波电路，经电容配谐滤波电路配谐后的信号经滤波整形放大电路放大为方波信号后发送至控制模块，控制模块接收到所述方波信号后经测频计数和统计叠加得到待测磁场值。

本发明提供的基于统计叠加法的磁力仪测量效率高、精度高、使用方便、体积轻便、方便携带。

附图说明

下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1为本发明基于统计叠加法的磁力仪的结构示意图；

图2为可编程逻辑器件模块内部4通道的原理示意图。

具体实施方式

下面将结合具体的实施方案对本发明进行进一步的解释，但并不局限本发明。

如图1所示，本发明提供了一种基于统计叠加法的磁力仪，包括：探头1、信号发射及接收模块2、控制模块3和电子陀螺仪4，信号发射及接收模块2包括射频激励电路21、直流极化电路22、电容配谐滤波电路23和滤波整形放大电路24，探头1分别与射频激励电路21、直流极化电路22和电容配谐滤波电路23连接，控制模块3分别与射频激励电路21、直流极化电路22、电容配谐滤波电路23、滤波整形放大电路24和电子陀螺仪4连接，电容配谐滤波电路23与滤波整形放大电路24连接。

该基于统计叠加法的磁力仪，通过电子陀螺仪测得当地的磁场值并发送至控制模块，控制模块接收所述磁场值并计算磁场中心值，之后依据所述磁场中心值计算配谐电容数值并控制电容配谐滤波电路按照所述配谐电容数值对传输至电容配谐滤波电路的拉莫尔频率信号配谐，其中，所述拉莫尔频率信号经控制模块控制射频激励电路和直流极化电路向探头发射射频信号和直流脉冲后，由探头输出，输出的拉莫尔频率信号发送至电容配谐滤波电路，经电容配谐滤波电路配谐后的信号经滤波整形放大电路放大为方波信号后发送至控制模块，控制模块接收到所述方波信号后经测频计数和统计叠加得到待测磁场值。