瞬态电磁仪的研制

瞬态电磁仪的研制

一、瞬变电磁仪的研制(论文文献综述)

张磊[1](2021)在《基于恒定大电流发射双极性高速采集接收的矿井瞬变电磁仪研制》文中研究说明矿井瞬变电磁仪广泛应用于探测煤矿井下含水构造。为提高二次场信号强度及仪器的抗干扰能力,研制了H桥式PWM双极性调制隔离驱动,微处理器预设电流值,恒定发射50 A电流且可快速关断的发射系统;双极性同步采集,625 kHz高速叠加信号的接收系统;保证矿井使用安全的隔爆兼本安型供电电源。通过对煤矿工作面富水性探测,较为准确地划分了含水异常区,验证了仪器的准确性。

林井祥,李月超,李国鑫,李博文,李彬仕[2](2021)在《不同感应类电法勘探的煤矿采空区积水探测对比研究》文中认为为对比不同电法勘探确定矿井采空区含水体分布规律,以鸡西矿区某煤矿工程为实例,应用瞬变电磁法和大地电磁法的四种设备对煤矿采空区积水体进行探测,通过探测反演成果与已知资料对比分析,进行钻探验证研究。结果显示,四种探测设备反演结果的视电阻率变化特征基本相似,都能较好地反映出电性层在垂向上的分布规律,视电阻率绝对值差别不大,所得电阻率值为0~100Ω·m,探测推断的采空区积水区域范围大致相同,并指出水源的导水通道,与现场实际资料及钻探结果基本一致,验证了这两种方法的有效性,其中瞬变电磁法的PROTEM-57瞬变电磁仪勘探结论更为精确。该研究可为煤矿防治水工作提供技术支持,具有十分重要的工程应用价值。

董绍宇[3](2020)在《基于瞬变电磁隧道超前预报的正反演研究》文中进行了进一步梳理瞬变电磁法是一种时域电磁法,采用接地电偶极子或不接地回线为发射装置,当输入矩形脉冲电流,在前方地质体中会形成一次脉冲磁场。在发送电流关断后,地质体因磁场的变化而激发出感应涡流向前向外扩散,通过观测感应涡流产生的随时间变化的二次场,对含有丰富地质体信息的二次场进行提取与分析,再对资料进行处理与地质解释。瞬变电磁法勘探装置的类型众多,其中瞬变电磁中心回线装置为应用最为广泛的一种,由于其在近区观测且观测的目标为纯二次场,具有工作效率高、分层能力强、勘探精度高等优点,广泛应用于地矿、水利、铁道、交通工程等各个领域。基于隧道超前预报的现场工作环境,且预报对象为掌子面前方含水体,瞬变电磁法中心回线装置不仅能够很好地应对现场相对狭小的工作环境,且对低阻异常体有灵敏的反应,所以瞬变电磁中心回线装置可作为隧道超前预报的一种常用可靠的方法。本文首先介绍了目前国内应用于隧道超前预报中的几种方法的研究现状,并分析了各种方法应用在隧道内的优缺点及发展趋势。然后简要说明了瞬变电磁法的工作原理,再详细介绍了中心回线瞬变电磁法在隧道内的勘探原理和方法。在理论方面,理论研究并推导出了均匀半空间和多层各项同性介质条件下的瞬变电磁响应的解,并最终求出中心回线瞬变电磁时间域的解。在此基础上,采用matlab语言编写正演程序,结合均匀半空间模型,分析讨论了不同参数下的瞬变电磁响应特征;并对建立的典型二、三层地电模型进行正演计算,通过分析上述模型的电磁响应特征变化,分析得出相应的结论,对中心回线瞬变电磁法进一步了解。采用目前常规的方法求解中心回线瞬变电磁的全期视电阻率,即通过磁场强度或感应电动势先求得早期和晚期视电阻率的定义式,在此基础上对全期视电阻率进行求解。并采用全期视电阻率计算模型进行烟圈反演,选取典型的二层、三层地电模型进行烟圈,并通过改变K型和H型地电模型中间低阻和高阻异常层厚度,研究验证中心回线瞬变电磁全期视电阻率探测低阻异常和高阻异常的效果。最后结合瞬变电磁中心回线装置的现场工作实例,通过对现场采集资料的不同处理,绘制晚期视电阻率和全期视电阻率的视电阻率拟断面图,分析对比不同方法的成果图的反映效果,并根据后续的隧道掘进的结果,充分证明了中心回线瞬变电磁全期视电阻率的方法能够获得更加准确的岩层信息以及更加明显的低阻异常反映,能够为隧道施工的进行提供更加准确的超前预报资料。

罗剑堃[4](2020)在《基于WiFi的便携式瞬变电磁仪的设计与应用》文中研究表明在煤炭开采过程中,若遇到富水溶洞、积水老窿,出现矿井突水灾害,将会给人民生命和国家财产造成巨大损失。为了防治矿井水害,确保煤矿安全生产,同时针对传统的瞬变电磁仪器大都体积大、笨重、不便携带、操作复杂和施工效率低下,以及用串口或U盘从USB端口导出数据过程复杂等问题,本文设计了小型轻便、快速操作、高可靠性、多功能的便携式无线智能型瞬变电磁仪器。该仪器由WiFi通信模块ESP8266、ARM Cortex-M3架构的STM32F205微处理器和安卓平板电脑组成,利用发射线圈向探测区域发射脉冲大电流,产生一次激励磁场,用接收线圈去接收地质体感应的二次场信号。信号经过微处理器处理后直接上传到平板电脑进行分析,现场得到地质超前报告结果和二维可视化成果图,用于分析煤矿开采区域的地质构造和水文地质状况,提高了探测施工效率。为了完成新型仪器的设计,本文在仪器功能分析、框架设计、硬件电路设计、软件程序编写、功能测试、矿山实验和数据结果分析开展研发工作。本文中先对课题的研究背景、仪器的设计要求、仪器的工作原理进行简要的概述,然后就仪器设计进行详细的论述。硬件结构设计分别从电源系统、发射模块、接收模块和WiFi模块通信电路等方面展开。仪器以STM32F205微处理器作为主控芯片,首先通过发送信号控制和驱动隔离器件IR2110,利用弱电控制强电方式,在H桥电路中产生发射电流。然后该电流通过发射线圈产生双极性脉冲电流信号,建立起一次磁场,同时被电流传感器ACS712采集。地质体感应而产生的二次场信号由接收线圈捕获得到,经过信号调理,由ADS1274采样芯片转化为数字信号,传输到微处理器进行数据处理。最后主控芯片与WiFi通信模块ESP8266以SPI通信方式进行数据传输,结合基于TCP/IP协议的Socket通信,实现无线数据采集。在硬件设计的基础上,遵循从底层到上层的原则,开发了配套的嵌入式信号采集软件。底层的微处理器程序部分采用C语言编写,并搭载Free RTOS实时操作系统,利用任务调度实现接收命令、发射电流、信号采集、数据传输等功能。上位机软件基于Qt平台开发,包含工程文件设置、测试参数设置、波形显示模块、文件管理模块等功能模块。此外,微处理器与上位机软件之间设计了自定义通信协议。上位机设置好发射与采集参数,发送开始采集命令。微处理器接收到命令并解析,执行瞬变电磁信号采集过程,采集完成后将数据发送到上位机软件。上位机软件根据收到的数据绘制单次波形与多测道波形,并保存为工程数据文件。之后结合软硬件对新型仪器进行发射脉冲电流的频率和准确度、接收电压的范围和准确度、无线传输数据速率、软件功能、地面实验等测试,结果表明仪器各项重要指标都达到了所提出的设计要求。为测试仪器的综合性能,选取云南、四川和陕西省多个矿山作为测试对象,在矿井下进行探测实验。实验结果以二维可视化成果图呈现,根据图中视电阻率的变化分析出低阻异常区、弱异常区、高阻区域等地质超前报告结果,与钻孔实际地质状况基本相符,其中低阻异常区相对赋水性强,应高度重视。又比较发射电流不同时的探测情况,得到发射电流越大,探测深度越远,但对于近点浅层信息存在偏差的结果。此外,将仪器应用拓展到边坡面测试,探测地下水的分布结果。综合所有实验结果验证该仪器的有效性和准确性。在现场复杂情况下可能存在强电磁干扰和环境金属物的影响,以及线圈探测模式、测线的布置、测点间距等人为影响,对实验采集数据产生偏差,希望改善和解决这些问题。另外在数据处理方面需要改进,加入人工智能、典型地质的分类、建立数据和深度学习手段,提高智能化水平,提供三维可视化的成果图,使探测成果更直观和好用。

陈超[5](2020)在《基于云服务的矿山超前地质预报数据管理和分析系统》文中研究表明矿山中的煤矿开采位置多处于水文地质复杂地段,在矿井巷道的掘进过程中经常会出现涌水和突水灾害,因此,在巷道的掘进过程中,需进行超前地质预报,防范开采过程中的安全事故。目前矿山中的超前地质预报采用瞬变电磁法物探方法,采集的瞬变电磁原始数据在Surfer专业地质出图软件上进行处理和分析,而相应的物探数据的归档、分类、溯源和存储缺乏管理平台和系统,也不利于矿山的后期安全监管和追溯。针对以上问题,提出了一种基于云服务的矿山超前地质预报数据管理和分析系统,开发了B/S架构数据库系统和矿井瞬变电磁数据解释软件。本文研究开发的瞬变电磁法超前地质预报数据管理和分析系统分为数据管理和数据分析两大模块,其中数据管理由B/S架构数据库系统完成,数据分析则由数据解释软件以及Surfer专业地质图像软件完成。通过数据库系统的管理员端,将数据解释软件以及Surfer专业软件打包上传至云端存储系统中,技术人员登录用户端,下载原始采集数据和分析软件包即可完成数据分析任务。在系统的管理员端,实现了用户权限分配以及数据分组管理,通过分配用户对不同数据的操作权限,解决数据的分层管理问题,通过在管理员端设置添加数据类别,解决数据归档归类的问题。另外在数据解释软件中,编写Visual Basic脚本程序,可以实现跨平台的数据自动化导入和输出,在数据分析软件完成数据的处理后,自动导入数据到Surfer软件中,即可完成数据的图像化处理,加强自动化操作,进一步减少人为操作错误和影响。系统的开发主要基于瞬变电磁法解析和反演理论、B/S架构以及MVC开发模式。矿井瞬变电磁数据解释软件使用C++语言和MFC框架完成开发。在瞬变电磁原始数据导入时,即完成数据格式解码以及测道和测点的圆滑处理。通过Tee Chart控件,可完成瞬变电磁场数据的二次场提取,以及二次场信号自动和手动滤波处理。通过窗口化的参数设置,以及数据自动化导入程序,即可完成数据视电阻率计算、时深转换以及反演图像快速生成。B/S架构数据库系统采用Java语言和Spring框架开发。系统程序开发使用MVC模式,该模式使得程序耦合度低、重用性高和模块化程度高。在系统管理员端的权限管理中,加入RBAC权限管理设计和Shiro安全框架,实现了数据分层管理并加强数据的安全访问。系统中还加入了Spring Boot框架的支持,可以实现系统远程热部署,在后期的维护升级时,无需暂停系统服务,提高了系统的易用性和可维护性。系统开发完成后,进行了实例环境的应用。根据勘探成果报告和具体掘进情况的对比研究,该系统完全符合预期工程要求,达到了工程应用的标准。本系统虽能满足当下的超前地质预报数据分析的需求,但随着工业信息技术的发展,未来仍有更多新的需求出现。随着我国5G工业化的应用发展和无线瞬变电磁仪的研究应用,以及对煤炭开采更严格的安全监管,未来可将系统接入无线瞬变电磁仪数据上传接口和煤监局的监察系统数据库,进一步加强矿山超前地质预报的自动化操作和数据监管。

何虎[6](2020)在《基于ZYNQ的三分量瞬变电磁接收系统的研究》文中指出瞬变电磁法具有异常响应明显、分辨能力强、施工效率高、探测深度大等优点,已被广泛运用于矿体探测、地下空间探测、地质构造测深以及海洋地球探测等领域。水平分量的瞬变电磁信号蕴含了丰富地质信息,同时观测三分量瞬变电磁信号可以更好的解释异常体的走向、倾向、倾角等。瞬变电磁二次场晚期的磁场强度信号较强并且平稳,运用三轴磁通门采集该信号能有效提升探测深度。为此,本文对三分量瞬变电磁接收系统开展了以下研究工作:首先,分析线圈传感器和磁通门传感器的探测原理,进而剖析了两者联合探测的优势。通过对国内外瞬变电磁接收系统的调研,进行了三分量瞬变电磁接收系统的需求分析和功能设计,对比四个技术方案并选择ZYNQ-7020嵌入式处理平台提出了三分量瞬变电磁接收系统的总体设计方案。然后,分析了影响感应线圈灵敏度的绕组数、直径等关键参数,并依据设计参数绕制了三分量感应线圈,同时,根据感应线圈特性设计了差分输入、差分输出结构的低噪声前置放大器。分析了三轴磁通门传感器在瞬变电磁法中的应用要求和技术指标,并据此选型Mag639。其次,电磁传感器的感应信号传输至接收机后需要先进行调理,针对瞬变电磁信号特性,仿真设计了截止频率为15.3k Hz的四阶巴特沃斯型低通滤波器。根据瞬变电磁法的探测需求,设计了放大倍数为1/8、1/4、1/2、1、2、4、8、16倍的程控放大电路,选用24bit、转换速率144ksps的8通道A/D转换芯片ADS1278和基准源REF5025设计了A/D转换电路。接收机野外工作使用蓄电池供电,采取DC-DC开关电源与LDO低压差线性稳压电源相结合的方式,设计了系统电源。收发同步是瞬变电磁法的关键技术,对比了四种同步方式,采用GPS同步方式并选取了PPS精度达到60ns的NEO-M8N GPS模块作为同步信号源以保证收发同步精度,运用FPGA技术设计了基于PPS的数据同步采集电路。基于嵌入式Linux设计了参数传递、数据传输驱动程序和用于存储瞬变电磁数据、GPS信息的数据存储软件。基于Qt的跨平台特性设计了人机交互界面。最后,对设计的三分量瞬变电磁接收系统进行了室内性能测试和野外单点探测数据对比,接收机噪声峰峰值为23.19?V,系统线性度为0.1424%,系统误差为0.699%,通道串扰抑制比为92.4977d B,在相同发射条件下,磁通门接收的二次场磁场强度信号晚于线圈传感器接收的二次场衰变率进入噪声区。结果表明:该系统基本达到了设计要求,使用磁通门和线圈传感器联合探测能够提供更多的深部信息。

李延[7](2019)在《隧道瞬变电磁全空间效应及迭代反演方法研究》文中研究说明地下水因素一直都是影响隧道施工效率,威胁隧道安全的最主要因素之一。在现有的超前地质预报技术中,瞬变电磁法一直是对地下水探测最为有效的手段之一。然而将瞬变电磁法应用于隧道超前地质预报工作中仍然面临着一些有待完善的问题,诸如:隧道探测中发射、接收回线的四周主要都是围岩介质,是一种全空间条件,与大地测量的半空间条件截然不同;隧道空间中掌子面处的工作空间十分狭窄,无法采用传统的大地瞬变电磁测量中在较大范围内布置多个测点的手段来进行探测工作。这些因素使得在隧道中对低阻异常体尺寸及规模的准确反演变得十分困难。为了解决上述问题,本文首先通过有限元软件ANSYS进行数值模拟计算,对比了全空间与半空间条件下的瞬变电磁场扩散形式,并分析了异常体条件与无异常体条件下瞬变电磁响应的区别与联系,证明了全空间问题并非半空间问题简单的叠加,而是两种不同的电磁波场扩散形式:半空间的扩散形式形如“烟圈”,而全空间的电磁波扩散形式形如“纺锥”。基于瞬变电磁的薄层模型假设,通过公式推导首次得到了异常体条件下的瞬变电磁响应比例系数Kfull/half的数学解析式。通过对该解析式展开分析,发现了全空间与半空间条件下异常体的瞬变电磁响应比例系数Kfull/half并非是一个固定的常数,而是随时间、围岩电导率、异常体半径、异常体距离等多种因素变化的函数,并分析了各参数变化对比例系数Kfull/half的影响趋势。同时采用Comsol软件进行三维轴对称模型的数值模拟计算,验证了比例系数Kfull/half与各影响因素之间的关系。根据电磁场物理模拟的相似准则,采用盐水模拟围岩介质,石墨块体模拟低阻异常体建立了物理相似模型试验。通过资料分析、数值计算及实验室试测对线圈形式进行反复改进,证实了相似模型试验中发射及接收回线的绕制形式及匝数不需与现场的线圈绕制方式一致,而应当在确保异常体响应信号清晰的基础上进行合理的优化,进而设计了更适合于瞬变电磁物理相似模型试验的接收与发射回线。通过物理相似模型试验进一步验证了全空间与半空间异常体瞬变电磁响应比例系数Kfull/half与各影响因素之间的关系。数学解析结果、数值模拟计算结果及相似模型试验结果三者趋势一致,都表明比例系数Kfull/half是一个介于1.0至2.5之间随多种影响因素变化的函数,异常体响应越强烈,则比例系数Kfull/half越接近于1.0,且随时间衰减越剧烈。基于对瞬变电磁正演模拟计算结果规律的分析,提出了一种新的反演方法——迭代反演方法,可以通过单一测点的瞬变电磁响应数据反演得出前方低阻异常体的规模及距离。为了实现该迭代反演方法,首先通过Matlab编程实现了快速三维FDTD瞬变电磁正演程序,并对125组三维FDTD正演计算结果进行分析,研究了不同特征的低阻异常体的瞬变电磁响应强度及响应曲线形态的规律。根据不同异常体几何条件下不同的瞬变电磁响应强度及响应曲线形态,提出了一种特征值提取的方法,并分析了该特征值与低阻异常体几何条件之间的相关性。依据相关性分析,提出了迭代路径算法,通过该算法进行迭代可以使得迭代反演的结果逐渐逼近正确的解。基于三维FDTD快速正演及迭代路径算法,通过Matlab编程实现了迭代反演程序,该程序通过单点瞬变电磁响应数据即可以反演解释前方低阻异常体的位置及规模。将虚拟算例的数据带入迭代反演程序中可以对隧道掌子面前方的低阻体进行准确的探测,反演计算结果表明其相对误差小于10%,可以满足实际工程需要。在明月山隧道工程的瞬变电磁反演工作中采用迭代反演方法更为准确的判断了掌子面前方低阻异常体的距离与规模,验证了这种迭代反演方法的有效性。这种迭代反演方法适用于工作区域较为有限的隧道、煤矿等工况,可以单独使用,也可以与其他探测技术进行联合反演,从而为工程人员提供更好的地下水预警系统。

高正[8](2019)在《瞬变电磁法线圈参数对观测电压的影响及改正方法研究》文中研究指明瞬变电磁观测电压是外业工作获得的最原始数据,是反映地下地质体地电信息的基础,是推断解释的重要依据。由于发射线圈为非纯电阻性负载,实际的发射电流关断需要一定的时间,导致观测电压中掺杂了一次场信号。接收线圈固有的过渡过程导致早期观测电压发生畸变。为了研究发射线圈和接收线圈对观测电压的影响机理和影响程度,本文从发射线圈的边长、匝数、导线横截面直径、导线电阻率、发射电压等基本参数入手,研究发射线圈参数对发射线圈电感、关断时间及观测电压的影响;从接收线圈的边长、匝数、导线横截面直径、导线电阻率等基本参数入手,研究接收线圈三种阻尼状态和观测电压的关系。推导了接收线圈处于欠阻尼、过阻尼状态时一次场观测电压在关断前、关断后的观测电压表达式、接收线圈处于临界阻尼、欠阻尼、过阻尼状态时二次场观测电压在关断前、关断后的观测电压表达式。研究了当接收线圈处于临界阻尼、欠阻尼、过阻尼状态下,一次场观测电压、二次场观测电压、总观测电压的特征。研究了发射线圈参数对观测电压的影响规律,即一次场信号的影响不完全取决于关断时间的长短,而是由发射电流的大小和关断时间的比值(即关断斜率)决定。关断斜率的绝对值越大,一次场对总观测电压的影响越严重;发射线圈边长、匝数、导线横截面直径、发射电压对一次场观测电压的影响较大;发射线圈导线电阻率对一次场观测电压的影响较微弱;发射线圈的边长、导线横截面直径、导线电阻率、发射电压对二次场观测电压影响较大。针对接收线圈过渡过程对观测电压的影响,提出了相应的改正方法,一次场改正方面,根据发射线圈参数和一次场观测电压的关系,定量算出一次场观测电压的大小然后从总观测电压中减去;针对二次场过渡过程,提出了数值拟合地质体感应电压计算法,并对改正效果进行验证。即临界阻尼状态下,未改正前观测电压与地质体感应电压最大误差达79%,改正后观测电压与地质体感应电压误差最大为8.42%;欠阻尼状态下,未改正前观测电压与地质体感应电压最大误差达95%,改正后观测电压与地质体感应电压误差最大为0.45%。通过实验运用LCR数字电桥仪对不同参数线圈的电阻、电感进行测量,提出一种通过观测电压震荡频率来计算分布电容的方法。最后用瞬变电磁仪观测不同矿石标本,分析论文所研究的改正方法在矿产勘查中的应用效果。

柳建新,赵然,郭振威[9](2019)在《电磁法在金属矿勘查中的研究进展》文中研究表明电磁法勘探是以地壳中各种类型的岩石矿体导电性、导磁性等电磁学的性质为基本依据,通过对各类电场及电磁场在空间上的分布规律及时间特征进行观测和研究,找到各种有用的矿体、探明区域地质构造以及解决具体地质问题的一种地球物理勘查方法.地球物理电磁法多年来已在世界各处的铜矿、钼矿、铅锌矿、铝土矿、深部铀矿、海底热液多金属硫化物矿等金属矿产资源勘查中起到了重要作用.为了在未来将该地球物理方法更好地应用于金属矿的勘探开发工作,有必要对各种电磁法在应用时表现出的优缺点及未来发展走势作出详细分析.本文主要针对电磁法在金属矿产资源勘查中的应用与发展,对电磁法勘探的原理、仪器、各种分支方法、数据处理技术、反演解释等方面做出比较全面的论述,同时介绍了电磁法在陆地、空中、海洋等不同环境中的找矿实例与应用效果.未来电磁法勘探仪器将朝着高精度高分辨率、集成化采集、实时处理能力强、便于携带的方向发展,数据处理方面将融合多种地球物理方法进行联合反演及开展多学科交叉研究,而且电磁法的应用领域不再局限于地面和井中,航空电磁法和海洋电磁法在未来金属矿勘查工作中有着广阔的应用前景.

闫文超[10](2018)在《矿用孔—巷瞬变电磁仪关键技术研究》文中提出瞬变电磁法是一种重要的地球物理探测技术,在煤矿井下主要用于探测含水地质体、导水构造等异常体。矿用瞬变电磁方法具有施工简便、快捷以及成本低廉等优点,已被煤矿广泛采用,在煤矿安全生产方面发挥着重要作用。但随着煤矿机械化程度和生产能力的不断提高,以及开采深度的不断增加,对矿用瞬变电磁装备探测精度提出了更高的要求,本文针对瞬变电磁法在井下遇到的难题,研究了矿用孔-巷瞬变电磁法的可行性,系统设计了孔-巷瞬变电磁仪,对多路合成发射和三分量磁感应接收探头实现的关键技术进行研究,试制出孔-巷瞬变电磁仪,提高了孔-巷瞬变电磁仪的探测精度和探测距离,为煤矿安全高效生产提供了有力的技术支持,主要成果如下:(1)本文从矿用孔-巷瞬变电磁探测基础原理出发,研究了不同形状发射线圈的磁场特性,确定了发射线圈的形状和匝数,并根据多场空间磁感应强度的矢量叠加原理,设计了多路合成发射技术的实施方案,研制了合成发射电路。(2)通过研究瞬变电磁二次场信号的特性以及磁性材料与接收信号的关系,研究制定了三分量磁感应加姿态测量接收探头的设计实施方案,实现了小体积、三分量接收的磁感应探头及其内部差动放大电路、信号切换电路、姿态测量电路,从而可以实现对异常体方位的测定。(3)研制的孔-巷瞬变电磁仪进行了实验室测试和煤矿井下现场试验,证明矿用孔-巷瞬变电磁仪具有轻便、关断速度快、三分量采样、动态范围大等特点,多路合成发射技术满足了设计要求;三分量接收的磁感应探头工作性能稳定、可靠,探测的效果能够满足要求。本文设计开发的矿用孔-巷瞬变电磁仪能够应用于煤矿井下复杂环境的水害防治工作,对相关领域的进一步研究具有一定的指导意义。

二、瞬变电磁仪的研制(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、瞬变电磁仪的研制(论文提纲范文)

(1)基于恒定大电流发射双极性高速采集接收的矿井瞬变电磁仪研制(论文提纲范文)

1 总体设计方案及探测原理
    1.1 发射系统设计
        1)恒流源电路
        2)发射放大电路
        3)关断时间检测电路
        4)发射系统性能测试
    1.2 接收系统设计
        1)双极性同步采集
        2)接收系统性能测试
    1.3 隔爆兼本安型电源设计
2 现场应用
3 结语

(2)不同感应类电法勘探的煤矿采空区积水探测对比研究(论文提纲范文)

1 研究方法
    1.1 瞬变电磁法
    1.2 大地电磁法
2 瞬变电磁法和大地电磁法勘探
    2.1 勘探区概况
    2.2 瞬变电磁法及勘探成果
    2.3 大地电磁法及勘探成果
    2.4 两种方法与已知资料及钻探对比分析
3 结论

(3)基于瞬变电磁隧道超前预报的正反演研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 瞬变电磁法的研究现状与趋势
        1.2.1 隧道超前地质预报的发展现状
        1.2.2 隧道瞬变电磁法超前地质预报的发展现状
    1.3 本文的主要研究内容
第二章 中心回线TEM的理论与应用研究
    2.1 瞬变电磁法隧道超前预报的应用
    2.2 水平均匀层状介质瞬变电磁响应研究
        2.2.1 均匀半空间瞬变电磁响应理论
        2.2.2 多层均匀介质模型瞬变电磁响应理论
    2.3 瞬变电磁法均匀半空间时域电磁场的计算研究
        2.3.1 瞬变电磁法频率域电磁场的解
        2.3.2 瞬变电磁法时域电磁场的解
第三章 瞬变电磁中心回线响应曲线特征研究
    3.1 装置参数对瞬变电磁响应特征的影响研究
        3.1.1 发射线圈半径对电磁响应特征的影响
        3.1.2 发射电流强度对电磁响应特征的影响
        3.1.3 大地视电阻率对电磁响应特征的影响
    3.2 典型地电模型的瞬变电磁响应特征研究
        3.2.1 两层D、G地电模型电磁响应特征研究
        3.2.2 三层Q、A、H、K地电模型电磁响应特征研究
    3.3 本章小结
第四章 全期视电阻率研究及烟圈反演
    4.1 早晚期视电阻率定义研究
        4.1.1 早期视电阻率定义研究
        4.1.2 晚期视电阻率定义研究
        4.1.3 全期视电阻率定义研究
    4.2 烟圈反演及成像
        4.2.1 烟圈反演的基本理论
        4.2.2 二层地电模型的烟圈反演
        4.2.3 三层Q、A型地电模型的烟圈反演
        4.2.4 三层H、K型地电模型的烟圈反演
第五章 应用实例
    5.1 研究区地质概况
        5.1.1 地形地貌
        5.1.2 地层岩性
        5.1.3 地质构造及水文地质条件
        5.1.4 岩土体工程地质特征
    5.2 现场工作
        5.2.1 仪器及参数选择
        5.2.2 现场工作及数据处理
第六章 结论与建议
    6.1 结论
    6.2 建议
参考文献
附录
    攻读硕士学位期间发表的论文
    攻读硕士学位期间参与的科研与实践项目
致谢

(4)基于WiFi的便携式瞬变电磁仪的设计与应用(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 研究目的
    1.4 主要研究内容
第二章 仪器原理及方案设计
    2.1 瞬变电磁法的理论基础
        2.1.1 瞬变电磁法的原理
        2.1.2 瞬变电磁扩散特点
        2.1.3 瞬变电磁响应过程
        2.1.4 瞬变电磁工作时序
        2.1.5 重叠回线装置
    2.2 基于WiFi技术的无线数据采集
        2.2.1 WiFi技术
        2.2.2 数据采集技术
    2.3 仪器总体方案设计
    2.4 本章小结
第三章 仪器硬件设计与实现
    3.1 电源系统设计
    3.2 发射模块设计
        3.2.1 发射控制电路设计
        3.2.2 H桥驱动电路
        3.2.3 H桥发射电路
        3.2.4 发射电流采集电路
    3.3 接收模块设计
        3.3.1 主控芯片的选型与介绍
        3.3.2 微处理器最小系统硬件电路
        3.3.3 接收信号调理电路
        3.3.4 A/D转换电路
    3.4 WiFi模块通信电路设计
    3.5 仪器硬件的实现
    3.6 本章小结
第四章 嵌入式信号采集软件开发
    4.1 软件功能模块设计
    4.2 微处理器程序设计
        4.2.1 Free RTOS系统配置
        4.2.2 主程序设计
        4.2.3 系统时钟设计
        4.2.4 发射波形程序设计
        4.2.5 信号采集程序设计
        4.2.6 数据传输程序设计
        4.2.7 自定义通信协议设计
    4.3 上位机软件开发
        4.3.1 Qt界面设计
        4.3.2 软件实现流程
        4.3.3 无线通信设计
        4.3.4 数据保存格式
    4.4 本章总结
第五章 仪器性能测试
    5.1 硬件测试及性能指标
        5.1.1 硬件测试
        5.1.2 仪器的性能指标
    5.2 软件测试
        5.2.1 无线通信测试
        5.2.2 软件功能测试
    5.3 地面测试
    5.4 本章总结
第六章 矿山实验与结果分析
    6.1 实验过程
    6.2 成图结果分析
    6.3 本章总结
第七章 全文总结与展望
    7.1 全文总结
    7.2 研究展望
参考文献
致谢

(5)基于云服务的矿山超前地质预报数据管理和分析系统(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 选题背景及研究意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 系统目标、技术路线和论文结构
第二章 瞬变电磁法理论模型及其应用
    2.1 瞬变电磁法基本理论
    2.2 烟圈效应
    2.3 视电阻率计算
    2.4 瞬变电磁法响应特征分析
    2.5 矿井瞬变电磁法
    2.6 本章小结
第三章 瞬变电磁超前地质预报数据预处理和分析
    3.1 系统整体方案设计
        3.1.1 系统需求分析
        3.1.2 系统架构设计
        3.1.3 系统模块划分
    3.2 系统程序开发技术方案
        3.2.1 数据解释软件开发技术
        3.2.2 B/S架构数据库系统开发技术
    3.3 本章小结
第四章 矿井瞬变电磁数据解释软件开发
    4.1 系统功能设计
        4.1.1 系统模块组成
        4.1.2 系统组织结构
        4.1.3 数据处理和分析
    4.2 系统主界面开发
    4.3 电磁物探数据管理模块
    4.4 原始数据预处理
        4.4.1 数据圆滑处理
        4.4.2 二次场数据提取
        4.4.3 二次场数据人工处理
    4.5 数据反演计算
    4.6 反演图形显示及输出
    4.7 本章小结
第五章 B/S架构数据库系统实现
    5.1 功能模块设计
    5.2 系统架构设计
    5.3 电磁物探数据库设计
    5.4 用户端功能设计
        5.4.1 登录模块
        5.4.2 个人信息管理
        5.4.3 文件上传下载
        5.4.4 文件资源检索
    5.5 管理员端功能设计
        5.5.1 系统用户管理
        5.5.2 文件归档归类管理
        5.5.3 文件权限管理
        5.5.4 系统配置管理
    5.6 本章小结
第六章 系统测试和应用
    6.1 系统部署环境
    6.2 系统功能测试
        6.2.1 数据库系统功能测试
        6.2.2 数据分析自动化出图测试
    6.3 系统实例应用
    6.4 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 后期研究的展望
参考文献
致谢

(6)基于ZYNQ的三分量瞬变电磁接收系统的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 研究内容与论文结构
第2章 三分量瞬变电磁接收系统设计
    2.1 三分量电磁场探测方法
        2.1.1 线圈探测
        2.1.2 磁通门探测
        2.1.3 多方法探测
    2.2 数据处理方法
    2.3 系统总体设计
        2.3.1 需求分析
        2.3.2 技术方案
    2.4 本章小结
第3章 三分量电磁传感器
    3.1 三分量线圈传感器设计
        3.1.1 感应线圈灵敏度分析
        3.1.2 匹配电阻分析
        3.1.3 前置放大器设计
        3.1.4 感应线圈结构
    3.2 三轴磁通门传感器选型
    3.3 本章小结
第4章 采集信号调理单元
    4.1 低通滤波器设计
    4.2 程控放大电路设计
    4.3 A/D转换电路设计
    4.4 电源设计
    4.5 本章小结
第5章 嵌入式信号处理单元
    5.1 GPS同步模块选型
    5.2 数据采集模块设计
        5.2.1 数据同步采集设计
        5.2.2 缓存设计
        5.2.3 参数下载
        5.2.4 DMA数据传输设计
        5.2.5 制作系统启动文件
    5.3 系统控制模块设计
        5.3.1 嵌入式Linux系统移植
        5.3.2 参数传递驱动设计
        5.3.3 数据传输驱动设计
        5.3.4 嵌入式FTP服务器
        5.3.5 数据存储软件设计
        5.3.6 人机交互软件设计
    5.4 本章小结
第6章 系统性能测试
    6.1 接收机性能测试
        6.1.1 自噪声水平
        6.1.2 线性度
        6.1.3 系统误差
        6.1.4 通道串扰
    6.2 仪器探测试验
    6.3 本章小结
结论
致谢
参考文献
攻读学位期间取得学术成果
附录

(7)隧道瞬变电磁全空间效应及迭代反演方法研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 瞬变电磁法的研究现状
        1.2.1 瞬变电磁法正演研究现状
        1.2.2 瞬变电磁法反演研究现状
        1.2.3 瞬变电磁法在矿井及隧道中的应用
    1.3 隧道瞬变电磁技术存在的问题
    1.4 本文研究的路线及主要内容
        1.4.1 技术路线
        1.4.2 主要研究内容
第2章 隧道全空间瞬变电磁效应特征
    2.1 全空间电磁场基本理论
        2.1.1 电磁场基本理论
        2.1.2 激励源下的空间电磁场理论
        2.1.3 阶跃电流激励的电磁场特征
    2.2 瞬变电磁法探测的基本原理
        2.2.1 激励电流
        2.2.2 测量装置
        2.2.3 关断时间
    2.3 全空间与半空间瞬变电磁场特征
        2.3.1 半空间瞬变电磁场特征及烟圈效应
        2.3.2 均匀介质中的半空间与全空间瞬变电磁场
        2.3.3 异常体对空间瞬变电磁场的影响
    2.4 本章小结
第3章 瞬变电磁响应全空间与半空间比例系数研究
    3.1 均匀介质条件下的半空间与全空间瞬变电磁响应分析
        3.1.1 均匀介质条件下全空间瞬变电磁响应表达式
        3.1.2 均匀介质条件下半空间瞬变电磁响应表达式
        3.1.3 均匀介质条件下全空间与半空间瞬变电磁响应关系分析
    3.2 半空间与全空间条件下的异常体瞬变电磁响应分析
        3.2.1 异常体条件下瞬变电磁响应薄层理论
        3.2.2 全空间异常体条件下瞬变电磁响应表达式
        3.2.3 半空间异常体条件下瞬变电磁响应表达式
        3.2.4 半空间与全空间瞬变电磁响应的比例系数
        3.2.5 比例系数规律分析
    3.3 比例系数K_(full/half)的数值模拟分析
        3.3.1 数值模拟计算模型
        3.3.2 均匀介质条件下的的比例系数K_(full/half)
        3.3.3 异常体近接条件下的比例系数K_(full/half)
        3.3.4 异常体条件下的比例系数K_(full/half)
        3.3.5 比例系数K_(full/half)的特征
        3.3.6 异常体至接收回线距离对比例系数K_(full/half)的影响
        3.3.7 异常体半径对比例系数K_(full/half)的影响
        3.3.8 异常体厚度对比例系数K_(full/half)的影响
    3.4 数值模拟计算结果与解析解的对比分析
    3.5 本章小结
第4章 瞬变电磁物理相似模型试验研究
    4.1 试验设计原理
        4.1.1 模型试验相似比设计
        4.1.2 相似模型材料选择
        4.1.3 物理相似比的数值计算验证
        4.1.4 相似试验线圈设计
    4.2 试验流程
        4.2.1 发射及接收线圈的试测
        4.2.2 相似模型试验准备工作
        4.2.3 盐水相似模型试验
    4.3 试验结果分析
        4.3.1 各因素变化对瞬变电磁响应的影响
        4.3.2 全空间与半空间效应的相似模型试验数据分析
    4.4 误差分析
    4.5 本章小结
第5章 瞬变电磁三维正演研究
    5.1 时域有限差分法简介
        5.1.1 时域有限差分法的基本方程
        5.1.2 导数的差分近似
        5.1.3 三维空间的FDTD更新方程
        5.1.4 FDTD中激励源的处理
        5.1.5 三维空间的FDTD边界条件
        5.1.6 数值稳定性与色散
    5.2 隧道全空间FDTD数值计算模型
        5.2.1 模型网格尺寸
        5.2.2 影响因素变量
        5.2.3 介质的电学参数
        5.2.4 模型试验验证
    5.3 隧道全空间FDTD数值计算结果分析
        5.3.1 异常体距离对瞬变电磁响应的影响
        5.3.2 异常体半径对瞬变电磁响应的影响
        5.3.3 异常体厚度对瞬变电磁响应的影响
    5.4 本章小结
第6章 隧道全空间瞬变电磁迭代反演
    6.1 理论及假设
        6.1.1 瞬变电磁反演的数学问题
        6.1.2 简化与假设
    6.2 特征值
        6.2.1 特征值的提取
        6.2.2 特征值与影响因素的相关性分析
        6.2.3 原理分析
    6.3 反演迭代原理
        6.3.1 迭代方向算法
        6.3.2 迭代流程
    6.4 反演迭代的编程实现
        6.4.1 迭代反演程序
        6.4.2 迭代反演虚拟算例
        6.4.3 迭代反演结果分析
        6.4.4 迭代反演计算效率分析
    6.5 反演迭代方法局限性分析
    6.6 本章小结
第7章 瞬变电磁迭代反演方法现场实测
    7.1 工程背景
    7.2 隧道瞬变电磁探测的设备及布置
        7.2.1 探测设备及相关参数
        7.2.2 测点布置
        7.2.3 噪音干扰屏蔽措施
    7.3 隧道现场瞬变电磁探测结果及分析
        7.3.1 现场瞬变电磁探测结果
        7.3.2 多点瞬变电磁法反演结果
        7.3.3 瞬变电磁迭代反演结果
        7.3.4 反演结果分析与比较
    7.4 迭代反演方法实际应用分析
    7.5 本章小结
结论与展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间的成果及参加的科研项目

(8)瞬变电磁法线圈参数对观测电压的影响及改正方法研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究现状
    1.2 选题依据及研究意义
    1.3 研究内容
    1.4 研究工作量
第二章 理论研究
    2.1 瞬变电磁法原理
    2.2 瞬变电磁线圈参数
        2.2.1 发射线圈参数
        2.2.2 接收线圈参数
    2.3 瞬变电磁观测电压表达式研究
        2.3.1 临界阻尼状态下观测电压表达式
        2.3.2 欠阻尼状态下观测电压表达式
        2.3.3 过阻尼状态下观测电压表达式
第三章 线圈参数对观测电压影响规律研究
    3.1 临界阻尼状态下观测电压特征
        3.1.1 临界阻尼状态下一次场观测电压特征
        3.1.2 临界阻尼状态下二次场观测电压特征
        3.1.3 临界阻尼状态下总观测电压特征
    3.2 欠阻尼状态下观测电压特征
        3.2.1 欠阻尼状态下一次场观测电压特征
        3.2.2 欠阻尼状态下二次场观测电压特征
        3.2.3 欠阻尼状态下总观测电压特征
    3.3 过阻尼状态下观测电压特征
        3.3.1 过阻尼状态下一次场观测电压特征
        3.3.2 过阻尼状态下二次场观测电压特征
        3.3.3 过阻尼状态下总观测电压特征
    3.4 不同阻尼状态下接收线圈电压分布特征
        3.4.1 临界阻尼状态下接收线圈电压分布特征
        3.4.2 欠阻尼状态下接收线圈电压分布特征
    3.5 接收线圈参数对观测电压的影响
        3.5.1 不同阻尼状态对一次场观测电压影响研究
        3.5.2 不同阻尼状态对二次场观测电压影响研究
    3.6 发射线圈参数对观测电压的影响
        3.6.1 发射线圈边长对观测电压的影响规律研究
        3.6.2 发射线圈匝数对观测电压的影响规律研究
        3.6.3 发射线圈导线横截面直径对观测电压的影响规律研究
        3.6.4 发射线圈导线电阻率对观测电压的影响规律研究
        3.6.5 发射电压对观测电压的影响规律研究
第四章 接收线圈过渡过程改正方法研究
    4.1 一次场过渡过程改正方法
        4.1.1 一次场过渡过程与视电阻率关系分析
        4.1.2 临界阻尼状态下一次场过渡过程对视电阻率影响研究
        4.1.3 欠阻尼状态下一次场过渡过程对视电阻率影响研究
        4.1.4 改正方法研究
    4.2 二次场过渡过程改正方法
        4.2.1 临界阻尼状态下局部导电体二次场过渡过程改正
        4.2.2 欠阻尼状态下局部导电体二次场过渡过程改正
第五章 实验研究
    5.1 实验仪器
        5.1.1 HG2817B型 LCR数字电桥仪
        5.1.2 LTEM-I型瞬变电磁仪
    5.2 实验内容
        5.2.1 线圈电阻的测量
        5.2.2 线圈电感的测量
        5.2.3 线圈电容的测定
第六章 改正方法在矿产勘查中的应用分析
    6.1 研究方案
    6.2 研究过程
        6.2.1 铁质球体参数
        6.2.2 线圈参数信息
        6.2.3 数据分析及结论
第七章 结论及建议
致谢
参考文献

(9)电磁法在金属矿勘查中的研究进展(论文提纲范文)

0 引言
1 电磁法勘探原理及研究进展
    1.1 大地电磁法与音频大地电磁法
    1.2 可控源音频大地电磁法
    1.3 广域电磁法
    1.4 瞬变电磁法
    1.5 其他电磁勘探方法
2 电磁法主要装备
3 电磁数据处理和反演技术
    3.1 电磁数据的处理
    3.2 电磁数据反演技术
4 电磁法勘探技术在国内外找金属矿中的应用
    4.1 地面电磁法勘探
    4.2 航空电磁法勘探
    4.3 海洋电磁法勘探
5 展望

(10)矿用孔—巷瞬变电磁仪关键技术研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 研究内容
    1.4 技术路线
第2章 矿用孔-巷瞬变电磁探测原理
    2.1 瞬变电磁理论基础
    2.2 矿用孔-巷瞬变电磁法
        2.2.1 矿用孔-巷瞬变电磁原理
        2.2.2 矿用孔-巷瞬变电磁观测系统设计
    2.3 矿用孔-巷瞬变电磁探测的主要影响因素
        2.3.1 铁磁物质干扰
        2.3.2 周期性与非周期性噪声干扰
        2.3.3 工作区的积水
第3章 矿用孔-巷瞬变电磁仪的整体设计
    3.1 主控部分
    3.2 合成发射部分
    3.3 接收部分
    3.4 电源部分
    3.5 软件部分
    3.6 可靠性设计
    3.7 矿用孔-巷瞬变电磁仪的技术指标
第4章 合成发射部分的实现
    4.1 发射线圈的设计
    4.2 发射电路
        4.2.1 发射频率与波形的选择
        4.2.2 互锁电路
        4.2.3 H桥驱动隔离电路
        4.2.4 H桥电路
        4.2.5 吸收保护电路实现
    4.3 合成发射的实现
第5章 接收探头的实现
    5.1 接收原理
    5.2 三分量线圈设计
        5.2.1 磁芯的选择
        5.2.2 线圈的绕制
    5.3 姿态测量
        5.3.1 姿态测量传感器选择
        5.3.2 重力加速度传感器测量原理
        5.3.3 姿态测量电路
    5.4 差动放大电路
    5.5 分时切换电路
    5.6 电源电路
    5.7 探头的结构设计
第6章 实验室测试以及现场试验
    6.1 实验室测试
        6.1.1 合成发射测试
        6.1.2 探头频响测试
        6.1.3 探头等效接收面积测试
        6.1.4 工频抑制比测试
        6.1.5 最小可分辨信号测试
    6.2 井下试验
        6.2.1 试验过程
        6.2.2 试验数据分析
        6.2.3 试验结论
第7章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果

四、瞬变电磁仪的研制(论文参考文献)

  • [1]基于恒定大电流发射双极性高速采集接收的矿井瞬变电磁仪研制[J]. 张磊. 矿业安全与环保, 2021(06)
  • [2]不同感应类电法勘探的煤矿采空区积水探测对比研究[J]. 林井祥,李月超,李国鑫,李博文,李彬仕. 矿冶, 2021(02)
  • [3]基于瞬变电磁隧道超前预报的正反演研究[D]. 董绍宇. 湖南科技大学, 2020
  • [4]基于WiFi的便携式瞬变电磁仪的设计与应用[D]. 罗剑堃. 中南民族大学, 2020(08)
  • [5]基于云服务的矿山超前地质预报数据管理和分析系统[D]. 陈超. 中南民族大学, 2020(08)
  • [6]基于ZYNQ的三分量瞬变电磁接收系统的研究[D]. 何虎. 成都理工大学, 2020(04)
  • [7]隧道瞬变电磁全空间效应及迭代反演方法研究[D]. 李延. 西南交通大学, 2019(06)
  • [8]瞬变电磁法线圈参数对观测电压的影响及改正方法研究[D]. 高正. 昆明理工大学, 2019(08)
  • [9]电磁法在金属矿勘查中的研究进展[J]. 柳建新,赵然,郭振威. 地球物理学进展, 2019(01)
  • [10]矿用孔—巷瞬变电磁仪关键技术研究[D]. 闫文超. 煤炭科学研究总院, 2018(12)

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瞬态电磁仪的研制
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