[发明专利]时间域航空电磁法接收线圈姿态变化抑制装置及制作方法

说明书

本发明涉及一种时间域航空电磁法接收线圈姿态变化抑制装置及制作方法，是由固定支架内圆周均匀设置连接点，顶层圆形内表面中心点设置接收线圈承重连接点，接收线圈以差分结构绕制在其轴向方向上，外表面均匀设置固定连接点，顶层圆形外表面中心点设置接收线圈承重连接点。通过柔性或刚性束缚绳索沿接收线圈径向方向连接点和柔性束缚绳索沿接收线圈轴向方向连接接收线圈承重点，保证了接收线圈的姿态平衡，束缚绳索使得接收线圈在俯仰和滚转方向上不会产生力矩，在根源上抑制运动噪声的产生。利用阻尼液起到了振动隔离的作用，同时增加了接收线圈移动阻力，进一步限制了接收线圈的空间位移，提升一次场补偿效果。克服了应用的局限性。

技术领域：

本发明涉及一种直升机时间域航空电磁法接收线圈姿态变化抑制装置，尤其是吊舱式直升机时间域电磁探测接收装置。

背景技术：

吊舱式直升机时间域电磁探测装置以直升机为载体、通过吊挂绳索挂载发射线圈、补偿线圈和接收线圈。发射线圈中会发射固定频率的双极性周期大电流，激发地下介质涡流效应产生变化的磁场信号，接收线圈接收该变化的磁场信号，并通过接收系统实时采集，然后通过对采集数据进行处理解释，完成地质勘查。双极性周期大电流通过发射线圈的同时，会反向流过补偿线圈，为接收线圈提供大发射电流情况下的弱磁环境，避免放大器饱和，保护接收电路，此过程称为一次场补偿；为保证一次场补偿效果，接收线圈空间位移量应限定在一定范围内。直升机飞行探测过程中，基于法拉第电磁感应定律，接收线圈在接收地下介质磁场信号的同时，接收线圈由于机械震动导致俯仰角和滚转角变化会切割地磁场，从而串入运动噪声，严重恶化探测效果。运动噪声与探测磁场信号产生肌理相同，通过数据处理消除运动噪声的方法收效甚微，因此，从运动噪声源出发，在机械结构上限制接收线圈俯仰角和滚转角变化，抑制其姿态变化，从而削弱运动噪声，是直升机时间域电磁法中一项重要的研究方向。

CN 104865608 B公开了《时间域航空电磁法运动噪声检测装置及抑制方法》通过同时测取地磁场和接收线圈姿态信息，进行计算分析获取运动噪声，然后通过数据处理方法消除运动噪声影响，但是，通过实时测取地磁场及接收线圈姿态的方法会引入新的噪声源，并且探测精度有限，有效实现存在困难；

CN 105204076 B《直升机瞬变电磁探测运动噪声抑制装置及噪声抑制方法》通过机械减震原理计算并获取减震结构相应物理参数，合理设计机械结构，然后结合数字滤波方法抑制运动噪声，通过减震原理结合数据处理的方法，对机械减震结构及材料参数要求相当严格，在材料选型以及制作安装过程中存在诸多问题。2013年西澳大学AndrewSunderland等人发表的《High performance rotational vibration isolator》(A.Sunderland et al,High performance rotational vibration isolator,Reviewof Scientific Instruments,vol.84,(10),pp.105111,2013.)中公开了一种球型震动隔离装置，其通过球体内注入阻尼液体并同时应用弹簧减震，实现了传感器震动隔离的效果，但是，球体减震装置结构复杂，在直升机时间域电磁探测系统中安装困难，从而无法实现一次场补偿。2013年，GEOTECH公司公开了《DOUBLE-SUSPENSION RECEIVER COIL SYSTEM ANDAPPARATUS》WO 2009/135296 A1，通过设计两级绳索减震装置，实现了基于直升机平台的接收线圈震动隔离效果，达到了抑制运动噪声的目的，两级绳索减震装置虽然已经应用于直升机时间域电磁探测系统，但是其基于多自由度结构减震原理，减震绳索牵引接收线圈仍然存在俯仰和滚转方向上的力矩，并且，其接收线圈相对空间位移量较大，不能够适用于偏心方式的直升机时间域电磁探测系统。

发明内容：