本发明专利技术提出了一种瞬变电磁仪接收采集系统，包括接收线圈、匹配电路、前置放大电路、AD转换电路、主控电路、通信传输处理电路和设置模块。本发明专利技术还提供了一种瞬变电磁仪接收采集方法，接收线圈接收电磁信号；匹配电路将电磁信号调节后传递至前置放大电路的输入端；对电磁信号进行放大和去噪后传输至AD转换电路；AD转换电路对电磁信号进行模/数转换后传输至主控电路；主控电路中的复杂可编程逻辑控制器件控制前置放大电路的放大方式和AD转换电路的采样率，通过通信处理传输电路与发射机进行数据通信；微处理器单元对复杂可编程逻辑器件传输的电磁信号进行处理；再设置采样率和放大方式。该系统和方法能够有效地提升信号采集速度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及测量控制
，尤其是涉及。
技术介绍
瞬变电磁仪，用于在地面探测含水层，在井下探测采区内部和外围以及掘进头前方的储水结构，探测良导性矿体埋深和产状、蕴矿构造、老窑及其含水性等，在测量控制
具有重要作用。目前国产的瞬变电磁仪多采用单片机系列作为核心控制器件，利用单片机控制系统放大、采集数据，由单片机产生AD转换芯片所需要的控制时序，以及通道转换所需要的 时序逻辑信号。单片机虽然价格便宜，但由于其自身特性，能够执行的进程非常有限，当瞬变电磁仪需要同时执行多个进程时，单片机执行会占用较多的时间，使其执行速度较慢。例如，当单片机发出开始采集指令后，要继续产生AD转换芯片所需要的控制时序指令以及通道转换所需要的时序逻辑信号，从开始指令的发出到后续采集过程中的指令之间间隔若干个机器周期，使得在此时间段内的电磁信号无法被有效处理，即采集不到早期的衰变较快的电磁信号。而瞬变电磁仪是否能够准确采集到瞬间的电磁信号特征，是比较重要的指标。因此，采用单片机进行控制，时间响应慢，采集不到早期的衰变较快的电磁信号，因此采用单片机作为核心控制处理单元影响信号采集的速度。
技术实现思路
本专利技术提出了，解决了现有技术中采用单片机作为核心控制单元所带来的信号采集速度较慢的问题。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的一种瞬变电磁仪接收采集系统，包括接收线圈、匹配电路、前置放大电路、AD转换电路、主控电路、通信传输处理电路和设置模块；所述接收线圈，用于接收电磁信号，和所述匹配电路电性连接，所述匹配电路用于将所述电磁信号调节后传递至所述前置放大电路的输入端；所述前置放大电路，用于对所述电磁信号进行放大和去噪后传输至所述AD转换电路的输入端；所述AD转换电路，用于对所述电磁信号进行模/数转换后传输至所述主控电路；所述通信传输处理电路，用于在所述主控电路的控制下，与瞬变电磁仪的发射机进行数据通信；所述主控电路包括复杂可编程逻辑器件和微处理器单元，所述复杂可编程逻辑控制器件与所述前置放大电路、所述AD转换电路、所述通信传输处理电路、所述微处理器电性连接，用于控制所述前置放大电路的放大方式和所述AD转换电路的采样率，通过所述通信处理传输电路与发射机进行数据通信；所述微处理器单元用于对所述复杂可编程逻辑器件传输的电磁信号进行处理；所述设置模块安装在上位机中，所述上位机与所述微处理单元电性连接，所述设置模块用于设置所述采样率和所述放大方式，并对由所述微处理单元处理后的电磁信号进行计算后显示波形。其中，所述匹配电路包括第一电阻R1，所述第一电阻Rl为一高精度阻值可调电阻，并联于所述接收线圈。其中，所述前置放大电路包括模拟多路选择器和增益可调的程控放大器；所述模拟多路选择器用于接收所述复杂可编程逻辑器件传递的不同控制信号，选通与所述程控放大器电性连接的不同阻值的电阻，以控制所述前置放大调节电路的增益。其中，所述AD转换电路，包括第一八位同相三态缓冲器、第二八位同相三态缓冲器、第三八位同相三态缓冲器和ADS8401芯片，以及第二电阻、第三电阻、第二电容和第三电容；所述第二电容和第三电容并联连接后一端电性连接至所述ADS8401芯片的REFM引脚并接地，另一端同时电性连接至所述ADS8401芯片的REFIN引脚和REFOUT引脚，所述第二电阻和所述第三电阻串联连接，连接点电性连接至所述复杂可编程逻辑控制器件的 BUSY-CPLD引脚，所述第二电阻的另一端电性连接至所述BUSY-AD引脚，所述第三电阻的另一端接地；所述第一八位同相三态缓冲器、第二八位同相三态缓冲器、第三八位同相三态缓冲器和ADS8401芯片其他引脚对应连接。其中，所述通信传输处理电路，包括低功率传送器或接收器，用于将由所述主控电路传递的两路信号差分为四路信号后输出至发射机。其中，还包括第一保护电路；所述第一保护电路，电性连接于所述接收线圈和所述匹配电路之间，或电性连接于所述匹配电路和所述前置放大电路之间，用于防止电磁信号过大而击穿所述瞬变电磁仪接收采集系统的电路中各器件；包括第一瞬态抑制二极管、第二瞬态抑制二极管、第四电阻和第五电阻，所述第一瞬态抑制二极管和所述第二瞬态抑制二极管的正极均接地，所述第四电阻的一端与所述第一瞬态抑制二极管的负极电性连接后连接点作为所述第一保护电路的第一输出端，所述第四电阻的另一端作为所述第一保护电路的第一输入端；所述第五电阻的一端与所述第二瞬态抑制二极管的负极连接后连接点作为所述第一保护电路的第二输出端，所述第五电阻的另一端作为所述第一保护电路的第二输入端。其中，还包括第二保护电路；所述第二保护电路，电性连接于所述前置放大电路和所述AD转换电路之间，用于防止经过所述前置放大电路放大后的电磁信号电压过大而损坏所述AD转换电路和所述主控电路；包括第一高速开关二极管、第二高速开关二极管、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻和第四电容，所述第一高速开关二极管的负极和所述第二高速开关二极管的正极电性连接，连接点作为所述第二保护电路的输出端，所述第二高速开关二极管的负极与直流电压源电性连接，所述第六电阻的一端与所述输出端连接，所述第六电阻的另一端与所述第七电阻和第八电阻以及第四电容电性连接，所述第七电阻的另一端与所述直流电压源电性连接，所述第八电阻的另一端接地，所述第四电容的另一端作为所述第二保护电路的输入端，所述第九电阻电性连接于所述输入端和地之间。本专利技术还提供了一种瞬变电磁仪接收采集方法，包括步骤接收线圈接收电磁信号；匹配电路将所述电磁信号调节后传递至前置放大电路的输入端；所述前置放大电路对所述电磁信号进行放大和去噪后传输至AD转换电路的输入端;所述AD转换电路，对所述电磁信号进行模/数转换后传输至所述主控电路；所述主控电路中的复杂可编程逻辑控制器件控制所述前置放大电路的放大方式和所述AD转换电路的采样率，通过所述通信处理传输电路与发射机进行数据通信；微处理器单元对所述复杂可编程逻辑器件传输的电磁信号进行处理；设置模块设置所述放大方式和所述采样率，并对由所述微处理单元处理后的电磁信号进行计算后显示波形。其中，所述设置模块与所述微处理器单元、所述主控电路通过预设的通信协议进行数据通信，所述通信协议规定了开始进行采集的指令控制字和采集过程中的各项指标指令控制子；所述步骤接收线圈接收电磁信号之前还包括步骤所述微处理器单元将所述上位机发出的开始进行采集的指令控制字传递给所述复杂可编程逻辑器件，再由所述复杂可编程逻辑器件传递至所述通信传输处理电路以控制采集工作的开始；所述微处理器单元将所述上位机发出的采集过程中的各项指标指令控制字传递给所述复杂可编程逻辑器件，再由所述复杂可编程逻辑器件传递至所述AD转换电路、所述前置放大电路，以控制所述前置放大电路的放大方式和所述AD转换电路的采样率。其中，所述通过所述通信处理传输电路与发射机进行数据通信包括步骤通信传输处理电路将所述主控电路传递的两路信号差分为四路信号后输出至发射机。可见，本专利技术至少具有如下的有益效果I、本专利技术的，其主控电路包括复杂可编程逻辑器件和微处理器单元，并设置了所述前置放大电路、所述AD转换电路、所述通信传输处理电路、所述微处理器和所述设置模块，利用复杂可编程逻辑器件控制所述前置放大本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种瞬变电磁仪接收采集系统，其特征在于，包括接收线圈、匹配电路、前置放大电路、AD转换电路、主控电路、通信传输处理电路和设置模块； 所述接收线圈，用于接收电磁信号，和所述匹配电路电性连接，所述匹配电路用于将所述电磁信号调节后传递至所述前置放大电路的输入端； 所述前置放大电路，用于对所述电磁信号进行放大和去噪后传输至所述AD转换电路的输入端； 所述AD转换电路，用于对所述电磁信号进行模/数转换后传输至所述主控电路； 所述通信传输处理电路，用于在所述主控电路的控制下，与瞬变电磁仪的发射机进行数据通信； 所述主控电路包括复杂可编程逻辑器件和微处理器单元，所述复杂可编程逻辑控制器件与所述前置放大电路、所述AD转换电路、所述通信传输处理电路、所述微处理器电性连接，用于控制所述前置放大电路的放大方式和所述AD转换电路的采样率，通过所述通信处理传输电路与发射机进行数据通信；所述微处理器单元用于对所述复杂可编程逻辑器件传输的电磁信号进行处理； 所述设置模块安装在上位机中，所述上位机与所述微处理单元电性连接，所述设置模块用于设置所述采样率和所述放大方式，并对由所述微处理单元处理后的电磁信号进行计算后显示波形。2.根据权利要求I所述的瞬变电磁仪接收采集系统，其特征在于，所述匹配电路包括第一电阻，所述第一电阻为一高精度阻值可调电阻，并联于所述接收线圈。3.根据权利要求I所述的瞬变电磁仪接收采集系统，其特征在于，所述前置放大电路包括模拟多路选择器和增益可调的程控放大器； 所述模拟多路选择器用于接收所述复杂可编程逻辑器件传递的不同控制信号，选通与所述程控放大器电性连接的不同阻值的电阻，以控制所述前置放大调节电路的增益。4.根据权利要求I所述的瞬变电磁仪接收采集系统，其特征在于，所述AD转换电路，包括第一八位同相三态缓冲器/线驱动器、第二八位同相三态缓冲器、第三八位同相三态缓冲器和ADS8401芯片，以及第二电阻、第三电阻、第二电容和第三电容； 所述第二电容和第三电容并联连接后一端电性连接至所述ADS8401芯片的REFM引脚并接地，另一端同时电性连接至所述ADS8401芯片的REFIN引脚和REFOUT引脚，所述第二电阻和所述第三电阻串联连接，连接点电性连接至所述复杂可编程逻辑控制器件的BUSY-CPLD引脚，所述第二电阻的另一端电性连接至所述BUSY-AD引脚，所述第三电阻的另一端接地； 所述第一八位同相三态缓冲器、第二八位同相三态缓冲器、第三八位同相三态缓冲器和ADS8401芯片其他引脚对应连接。5.根据权利要求I所述的瞬变电磁仪接收采集系统，其特征在于，所述通信传输处理电路，包括低功率传送器或接收器，用于将由所述主控电路传递的两路信号差分为四路信号后输出至发射机。6.根据权利要求I所述的瞬变电磁仪接收采集系统，其特征在于，还包括第一保护电路； 所述第一保护电路，电性连接于所述接收线圈和所述匹配电路之间，或电性连接于所述匹配电路和所述前置放大电路之间，用于防止电磁信号过大而击穿所述瞬变电磁仪接收采集系统的电路中各器件； 包括第一瞬态抑制二极管、第...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙光民，傅博，彭博，郑鲲，韩冬阁，赵德群，任谦，姚旭，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：
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