基于DSP的质子旋进磁力仪设计与实现

发布时间：2024-02-20 05:51

　　质子磁力仪是依靠质子旋进现象制成的测量静磁场的仪器，被广泛用于磁场观测、地质勘探、找矿等领域。传统质子磁力仪工作原理简单，通过线圈中的直流电流产生的强磁场将氢质子极化，极化后的氢质子在待测磁场中进行拉莫尔旋进，旋进过程中氢质子磁矩切割感应线圈产生拉莫尔信号，测量拉莫尔信号的频率得到被测磁场值。 为提高质子磁力仪综合性能，本文介绍了基于数字信号处理器（DSP）TMS320F2812研制的JPM-1型质子磁力仪。此磁力仪以DSP为核心实现了质子旋进信号的采集和处理，采用基于DSP的软件数频算法计算旋进信号频率。文中首先研究了质子磁力仪的基本原理，整个系统的框架，影响质子磁力仪测量精度提高的技术。然后从质子旋进信号的信号强度和仪器噪声两个方面，研究了质子旋进信号的信噪比，给出质子旋进信号实测信号的信噪比，并研究了信噪比对数频的影响，得到提高仪器精度、灵敏度的关键是提高质子旋进信号信噪比。文中介绍了质子磁力仪各部分功能模块电路设计，包括信号检测电路与数字模块电路，给出系统电源模块、主控模块、显示模块、时钟模块等各功能模块设计思路。随后文中分析质子磁力仪使用的数频算法，展示了磁力仪的基本功能，介...

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1国外部分质子磁力仪

首先仪器功耗大大降低，再次旋进信号的信噪比提高，最重要的是仪器的采样频率也得到很大提高，仪器的精度和灵敏度都得到大幅提高[10]。加拿大GEM公司推出的GSM-19是此类质子磁力仪的代表。近年来，质子磁力仪的外围功能不断增加，GEM公司首先在其GSM-19T标准质子旋....

图1.2国内部分质子磁力仪

方便操作者为不同的测量目的而选择不同的模式。GSM-19T磁力仪采用点阵液晶显示屏，良好的人际交互界面，可实时显示测量曲线，两台仪器之间通过电缆连接就可进行日变校正，大大增加了便携性，非常适合野外测试。加拿大GSM-19T美国ENVI-PRO美国G856T图1.1....

图2.2JPM-1型质子磁力仪

图2.2JPM-1型质子磁力仪质子磁力仪测量精度的技术磁力仪的工作原理可以看出，影响质子磁力仪测量精度的，旋磁比的精度和测量拉莫尔信号的频率的精度。旋磁比是一个常量，很多研究机构都给出了相应的参考值，这里。所以直接影响最后结果精度的原因是数频的精度。要想获得准确的频率测量结....

图3.2探头内部磁场仿真图

图3.2探头内部磁场仿真图轴代表距离，纵轴代表磁场强度，单位为T.所以中心轴线上T。氢质子的溶液中，质子带正电且不停的自旋，所以质子不仅有自旋磁矩μ。单个质子的磁场能量μBp。自旋动量矩和自在无外界强磁场时，单个质子的磁矩作不规则取向，而且由个质子热运动的能量为kT（k....

本文编号：3903940