[发明专利]基于复合磁电传感器的多模式探测装置及方法

权利要求书

1.一种基于复合磁电传感器的多模式探测装置，其特征在于，包括激励线圈、波形产生模块、功率放大器、静态/动态宽带磁电探头、信号调理电路、A/D转换器、嵌入式处理器及工控机，所述嵌入式处理器与波形产生模块连接，多数波形产生模块与功率放大器连接，所述功率放大器与激励线圈连接，所述嵌入式处理器与信号调理电路连接，所述信号调理电路分别与静态/动态宽带磁电探头、A/D转换器连接，所述A/D转换器同时与嵌入式处理器连接，所述嵌入式处理器与工控机连接，所述工控机根据嵌入式处理器采集的数据进行目标特征提取、定位和识别处理。

2.根据权利要求1所述的基于复合磁电传感器的多模式探测装置，其特征在于，所述静态/动态宽带磁电探头采用磁致伸缩/压电复合磁电材料或敏感单元。

3.根据权利要求1或2所述的基于复合磁电传感器的多模式探测装置，其特征在于，所述静态/动态宽带磁电探头包括两个磁致伸缩/压电复合磁电敏感单元，两个磁致伸缩/压电复合磁电敏感单元180°平行反相磁场激励，以非线性差分输出信号。

4.根据权利要求1或2所述的基于复合磁电传感器的多模式探测装置，其特征在于，所述信号调理电路包括信号低噪声放大器和噪声滤波电路。

5.基于权利要求1～4任一所述装置的探测方法，其特征在于，包括：

(1)电磁感应时域模式

在嵌入式处理器控制下，波形产生模块产生脉冲激励波形，经功率放大器放大后送入激励线圈，产生电磁场对外辐射；

静态/动态宽带磁电探头感应涡流回波信号后，产生电压信号，经过信号调理电路放大、滤波后，经A/D转换器，送入嵌入式处理器进行信号预处理后发送给上位机进行目标特征提取、定位和识别处理；

(2)电磁感应频率域模式

在嵌入式处理器控制下，波形产生模块产生不同正弦波叠加形成的多频率成分激励波形，经功率放大器放大后送入激励线圈，产生电磁场对外辐射；

静态/动态宽带磁电探头感应涡流回波信号后，产生电压信号，经过信号调理电路放大、滤波后，经A/D转换器，送入嵌入式处理器利用正交锁相解调器组进行信号检测，以获取复杂磁场环境下n个激励频率信号的幅值和相位，送上位机进行目标特征提取、定位和识别处理；

(3)地磁异常探测模式

利用静态/动态宽带磁电探头感应地磁异常信号，经过信号调理和A/D转换后送嵌入式系统预处理后送上位机进行目标特征提取、定位和识别处理。

6.根据权利要求5所述的基于复合磁电传感器的多模式探测方法，其特征在于，电磁感应频率域模式下，线圈中电流波形的函数为：

其中，n为不同频率的个数，为第n个频率的波形，A_n为幅度，f_n为频率，为相位。