地空瞬变电磁三分量空芯线圈传感器设计（英文）

论文摘要

瞬变电磁法（TEM）作为地球物理非地震探勘的主要电磁方法之一,广泛应用于油气、矿产等地下资源探测,采集数据时一般使用线圈传感器。针对现有的TEM单分量线圈传感器存在的反应异常体信息不全面和数据易丢失的问题,本文设计了一个三分量TEM线圈传感器。通过分析传感器灵敏度与线圈结构参数的关系,对线圈结构、匝数等进行了设计;通过分析TEM磁场传感器频率响应特点,采用欠阻尼匹配模式减小信号失真;通过分析磁传感器各类噪声源分布,选定了适宜的放大器,降低了本底噪声。所研制的三分量TEM感应式磁场传感器重量控制在3.2 kg,工作频段为10 mHz-10 kHz,X分量和Y分量的本底噪声保持在■,灵敏度分别为8.4 nT/s和9.8 nT/s,垂直分量的本底噪声达到■,灵敏度为18.5 nT/s。与现有的单分量TEM接收磁场传感器相比,本设计实现了三个分量的信号采集,且在体积和总重量增大不多的基础上,降低了传感器的灵敏度和本底噪声,提高了信号的信噪比。

论文目录

• 0 Introduction
• 1 Principle and analysis
•   1.1 Sensitivity analysis
•   1.2 Matching resistance analysis
•   1.3 Noise analysis
•     1) Thermal noise et of the coil resistance
•     2) Thermal noise eRt of matching resistance
•     3) Voltage noise en of an operational amplifier
•     4) Voltage noise e1 generated by the current noise flowing through the coil network
•     5) Voltage noise e2 generated by the current noise flowing through R1 and R2
•     6) Amplifying resistance thermal noises eR1 and eR2
• 2 Sensor design
•   2.1 Coil structure design based on sensor sensitivity analysis
•   2.2 Determination of matching factor based on matched resistance analysis
•   2.3 Selection of operational amplifiers based on noise analysis
• 3 Test and simulation
•   3.1 Parameter test
•   3.2 Simulation results
• 4 Conclusion

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 元绍烨,林君,宋爽,孙德立,滕飞

关键词: 瞬变电磁法,三分量线圈传感器,欠阻尼匹配,噪声分析

来源: Journal of Measurement Science and Instrumentation 2019年01期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,基础科学

专业: 地质学,地球物理学

单位: 吉林大学仪器科学与电气工程学院

分类号: P631.33

页码: 28-37

总页数: 10

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