超低频地质遥感探测装置制造方法及图纸

一种超低频地质遥感探测装置，包括：磁天线、浅层放大器、超浅层放大器、程控扫频电路、程控陷波电路、接口高速采集电路和系统控制单元；磁天线连接浅层放大器和／或超浅层放大器；浅层放大器和／或超浅层放大器连接程控陷波电路，程控陷波电路的输出连接到接口高速采集电路的输入端；系统控制单元信号分别连接到程控扫频电路、程控陷波电路及高速采集电路的输入端；程控扫频电路的输出端连接到程控陷波电路的时钟信号输入端。本实用新型专利技术通过被动接收地下的超低频电磁波，并将该超低频电磁波信号进行处理并传送给后续的应用设备，不需要进行钻探和爆破作业，也不会产生噪音，对环境更不会造成任何破坏，同时降低了探测成本，扩大了探测的深度。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种超低频地质遥感探测装置，特别是指一种利用扫频方式，通过接收来自地球内核激发的超低频电磁波获得地质遥感信息的探测装置。上述传统的探测方法存在着一些缺点；首先，爆炸法和气爆法都需要利用相应的钻探设备，信号的衰减非常大，并且，探测的地层深度有限。另外，由于会产生强大的噪音，也不适于对城市地质进行探测。超低频频段(几赫—几千赫)的电磁波在地面上很难产生，并且几乎不能传播，因此几乎没有人对此进行过详细的研究和相应的利用。到了二十世纪八十年代末期，有科学家发表论文认为由于地球内核的激发，在地下会产生超低频电磁波，并且这些电磁波会向地面传播。众所周知，电磁波在非真空传输介质中传播时会被衰减；不同介质具有不同的截止频率；因此，上述的该电磁波在向地面传播过程中，会受到各个地层的衰减；不同地层对不同频率的电磁波衰减值是不相同的。处于任意深度的某一地层存在一个截止频率，低于此频率的电磁波，可以通过该深度的地层；而高于此频率的电磁波则会被衰减掉。因此，每一个地层会对应一个固定频率，这个频率电磁波的频率则反映该地层深度信息。它的振幅则反映了该地层的密度及电阻率信息。所以，只要接收到对应不同地层频率的电磁波，就能获得相应地层的数据资料。对应于从地下某一深度至地面的频谱特性曲线，其横坐标表示深度信息，纵坐标表示层面介质密度与电阻率信息。当相邻二层介质密度相差很大时，频谱特性曲线振幅就会有所跳跃，该处的深度则为界面的深度。本技术的又一目的在于提供一种超低频地质遥感探测装置，该装置以被动方式接收地下的超低频电磁波，不需要进行钻探和爆破作业，不会产生噪音，对环境也不造成任何破坏，降低探测成本，并且可以大大扩大探测的深度。本技术的目的是这样实现的一种超低频地质遥感探测装置，它至少包括用于接收电磁波并将该电磁波转变为电信号的磁天线、浅层放大器、超浅层放大器、程控扫频电路、程控陷波电路、接口高速采集电路和系统控制单元；其中该磁天线输出的电信号连接到浅层放大器和超浅层放大器的输入端；浅层放大器和超浅层放大器的信号输出端分别连接到程控陷波电路的输入端，该程控陷波电路的输出端连接到接口高速采集电路的数字输入端；系统控制单元的控制信号和数据信号分别连接到程控扫频电路、程控陷波电路及高速采集电路的输入端；程控扫频电路的输出端连接到程控陷波电路的时钟信号输入端。该磁天线由柱体磁性材料及线圈组成，且该磁性材料为薄膜合金或硅钢片或铁氧体；该线圈缠设在该磁性材料的柱体外缘。浅层放大器或超浅层放大器设有前置放大器，该前置放大器的增益为40-60分贝。所述的前置放大器在其输出端还串设有抗干扰电路和增益调节电路；其中，该抗干扰电路至少包括串联的低通滤波器和高通滤波器，该低通滤波器的输出连接到高通滤波器的输入端，高通滤波器的输出端连接到增益调节电路的输入端，该增益调节电路的输出端为该浅层放大器或超浅层放大器的输出端。浅层放大器和超浅层放大器的频率带宽各不相同；其中该浅层放大器的频率带宽为80Hz-8kHz，超浅层放大器的频率带宽为400Hz-20kHz。所述的程控陷波电路至少串设有放大电路、滤波电路和模数转换电路；该放大电路的输入端与浅层放大器和/或超浅层放大器的信号输出端连接，其输出端连接到滤波电路的输入端，该滤波电路的输出端连接到模数转换电路的模拟信号输入端；模数转换电路的输出连接到系统控制单元的输入端。所述的程控扫频电路至少设有函数发生器和运算放大器，该函数发生器的输入与系统控制单元的扫频控制信号连接，其输出接运算放大器的输入端，该运算放大器的输出为程控扫频电路的输出，其连接到程控陷波电路的时钟输入端。所述的接口高速采集电路至少包括与系统控制单元连接的输入端口和与标准并行打印机接口连接的输出端口。所述的系统控制单元为可编程逻辑阵列或CPU。所述的系统控制单元还设有用于控制程序存储器，该控制程序存储器与可编程逻辑阵列或CPU连接。本技术通过被动接收地下的超低频电磁波，并将该超低频电磁波信号进行处理并传送给后续的应用设备，不需要进行钻探和爆破作业，也不会产生噪音，对环境更不会造成任何破坏，同时降低了探测成本，扩大了探测的深度。附图说明图1为本技术的整体结构原理示意图。图2为本技术一实施例的浅层放大器电路原理图。图3为本技术一实施例的超浅层放大器电路原理图。图4为本技术一实施例的程控扫频电路原理图。图5为本技术一实施例的程控陷波电路原理图。图6为本技术一实施例的接口高速采集电路原理图。图7为本技术一实施例的系统控制单元电路原理图。该磁天线1由磁性材料做成的长方柱体及线圈组成；灵敏度约1微伏，频带宽度约10Hz到20kHz。磁天线1将电磁波转变为电信号；且该磁性材料为薄膜合金或硅钢片或铁氧体；该线圈缠设在该磁性材料的柱体外缘。参见图2，本技术的浅层放大器设有由放大器U3A、U3B串联构成的前置放大器，该前置放大器的增益为40-60分贝。该前置放大器在其输出端还串设有抗干扰电路和增益调节电路；其中，该抗干扰电路包括由放大器U4A、U4B串联构成的低通滤波器、由放大器U5A、U5B串联构成的高通滤波器；低通滤波器和高通滤波器串联，高通滤波器的输出端连接到由放大器U6A、U6B、U7A串联构成的增益调节电路的输入端J3，该增益调节电路的输出端J3为该浅层放大器的输出端。另外，该浅层放大器的输入端J2，即放大器U3A的输入端J2与磁天线连接，引入磁天线接收的信号。参见图3，本技术的超浅层放大器设有由放大器U4A’、U4B’串联构成的前置放大器，该前置放大器的增益至少为60分贝。该前置放大器在其输出端还串设有抗干扰电路和增益调节电路；其中，该抗干扰电路包括由放大器U5A’、U5B’串联构成的低通滤波器，由放大器U6A’、U6B’串联构成的高通滤波器；低通滤波器和高通滤波器串联连接，高通滤波器的输出端连接到由放大器U7A’、U7B’、U8A’串联构成的增益调节电路的输入端J3’，该增益调节电路的输出端J3’为该浅层放大器的输出端。另外，该浅层放大器的输入端J1’，即放大器U4A’的输入端J1’与磁天线连接，引入磁天线接收的信号。上述的浅层放大器的频率带宽为10Hz-8kHz，超浅层放大器的频率带宽为400Hz-20kHz。参见图4，程控陷波电路串设有由输入选择器U12、放大器U19A、U19B、U18A、U18B以及输出选择器U17串联构成的放大电路，由放大器U22A、U22B串联构成一滤波电路，由放大器U21A、U21B串联构成另一滤波电路，该两个滤波电路由输出选择器U17控制串联或不串联连接；由放大器U21A、U21B串联构成的滤波电路经过一放大器U20A将输出信号连接到模数转换电路U16的输入端；上述的放大电路的输入端，即输入选择器U12的输入端Sig1、Sig1与浅层放大器和/或超浅层放大器的信号输出端连接，模数转换电路U20A的输出SINGAL_CONTROL连接到系统控制单元相应的输入端。参见图4、图5，程控扫频电路至少由函数发生器U7和运算放大器U15组成，该函数发生器U7的输入与系统控制单元的扫频控制信号WAVE_CONTROL连接，其输出经过由电阻R21、R22、电容C1、C本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超低频地质遥感探测装置，其特征在于：它至少包括：用于接收电磁波并将该电磁波转变为电信号的磁天线、浅层放大器、超浅层放大器、程控扫频电路、程控陷波电路、接口高速采集电路和系统控制单元；其中：该磁天线输出的电信号连接到浅层放大器和超浅层放大器的输入端；浅层放大器和超浅层放大器的信号输出端分别连接到程控陷波电路的输入端，该程控陷波电路的输出端连接到接口高速采集电路的数字输入端；系统控制单元的控制信号和数据信号分别连接到程控扫频电路、程控陷波电路及高速采集电路的输入端；程控扫频电路的输出端连接到程控陷波电路的时钟信号输入端。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王树元，侯贵廷，段晓辉，
申请(专利权)人：王树元，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]