[实用新型]数字式甚低频电磁仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电磁感应信号的测量仪器，尤其涉及一种测量甚低频电台发射的电磁波引起的电磁感应信号差异的数字式甚低频电磁仪。 

背景技术

位于地表的垂直电偶极子所产生的磁分量只有水平分量，如果在远区并考虑有限区域内的场，一次场通常接近于沿地表近乎成切线方向入射的横向磁场平面波。地下局部电性有差异的地质体或分界面，在水平一次场的作用下就会感应出二次场，则必然出现垂直分量，一次场与二次场频率相同，但相位和振幅不一致，它们的相互作用形成合成场，合成场在空间上椭圆极化(合成场的轨迹为椭圆)，其极化椭圆磁倾角D(椭圆短轴与垂直轴的夹角)的正切值与二次场垂直分量成正比，因此，测量极化椭圆磁倾角的变化，实际上就能反映出感应二次场垂直分量的变化。 

甚低频电磁仪正是通过测量甚低频电台发射的电磁波(15-25KHz波段的无线电波)在地表、空中或地下探测场引起的电磁感应信号差异，从而获得测量区地质体的电性特征，进而判断地质体的电性异常或地下构造的异常信息。目前，甚低频电磁仪已成为地下水探测、矿床勘探和地质填图中重要的测量工具，尤其是在探测浅层隐伏金属矿化低阻带、构造破碎带及含水断裂裂隙带等方面有非常大的作用。 

现有产品设计于上世纪80年代末期，基于模拟电路设计，显示结果采用模拟指针显示，需人工读数，测量值也不能直接存储，需人工记录，并且测量仪器不能实时处理测量数据。这大大增加了测量工作的强度和测量结果的人为因素。 

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有甚低频电磁仪需要人工记录数据的缺陷，提供一种新型的数字式甚低频电磁仪，可以直接对检测到的电磁感应信号进行数字化处理后进行存储或数字显示。 

数字式甚低频电磁仪包括电磁感应信号接收单元、信号处理单元和输出单元，电磁感应信号接收单元、信号处理单元和输出单元依次连接，电磁感应信号接收单元接收电磁感应信号后传输给信号处理单元，信号处理单元进行信号处理并发送数据给输出单元输出，所述信号处理单元包括用于数据处理和控制的主控制模块和用于数据存储的内部存储器，内部存储 器与主控制模块连接。采用了信号处理单元，测量值可以直接存储，而且主控制模块能将测量信号数字化从而发送给输出单元进行数字输出，不需要人工记录，且能实时处理测量数据。 

所述电磁感应信号接收单元包括接收天线和甚低频波段接收模块，接收天线感应电磁信号并将信号传输给甚低频波段接收模块，甚低频波段接收模块输出电磁信号的振幅值。 

所述电磁感应信号接收单元还包括用于稳定电磁信号频率的锁相环电路，锁相环电路与甚低频波段接收模块连接。 

所述电磁感应信号接收单元还包括用于测量磁倾角的倾角测量模块。倾角测量模块传输测量数据给信号处理单元。 

所述甚低频波段接收模块包括一滤波器、一混频器、DDS频率发生模块、AGC自动增益控制电路、中频放大电路、检波电路和滤波电路，用于电磁感应信号滤波的滤波器的输入端与接收天线的输出端连接，输出端连接混频器；DDS频率发生模块输出端与混频器连接；将滤波器输入的电磁感应信号与DDS频率发生模块产生的信号组成调谐信号的混频器的输出端连接用于中频信号放大的中频放大电路，中频放大电路与检波电路和滤波电路依次连接，滤波电路输出电磁感应信号的振幅值；AGC自动增益控制电路的输入端与检波电路的输出端连接，输出端与中频放大电路连接。接收天线接收到的电磁感应信号经滤波器过滤后输入混频器中，与DDS频率发生模块产生的电磁信号组成调谐信号，输入到中频放大电路进行中频信号放大，放大的中频信号经检波电路和滤波电路后转换为所选频率电磁感应信号的振幅值输出，AGC自动增益控制电路输入端接中频放大电路，输出端接滤波电路的输入端。接收天线端带滤波器，起到消除天线杂波干扰并预选长波频率。而混频器将滤波后信号与DDS频率发生模块产生的信号组成谐振信号，以选择不同频率的电台信号。然后调谐信号通过AGC自动增益控制电路解决固定中频信号放大倍数对小信号的放大不够，对大信号的过饱和失真问题，达到保证中频信号不随电台信号强弱而变化，促使信号趋于稳定作用。最后信号通过检波电路和滤波电路输出电磁感应信号的振幅值。 

所述接收天线为接收15-25KHz波段的磁棒天线。 

所述磁棒天线包括磁棒、天线线圈、引线和屏蔽罩，天线线圈绕在磁棒上，引线连接在天线线圈两端，屏蔽罩套在天线线圈外。磁棒由软磁铁氧体材料制成。具有较高的导磁率和电阻率，较强的方向性能够提高接收天线的抗干扰能力。