[实用新型]一种磁通门磁力仪的信号检测电路及该磁通门磁力仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及地震技术领域，特别是涉及一种磁通门磁力仪的信号检测电路及该磁通门磁力仪。

背景技术

地磁信号携带有非富的地球物理信息，因此地磁观测是中国地震前兆台网重要的观测手段，而磁通门磁力仪又是其中最为重要的观测仪器。磁通门磁力仪是一种用以测量直流磁场或低频磁场的向量式灵敏传感器，其是测量准静态和缓慢变化向量磁场时使用最为广泛的仪器，也是室温下最精密的向量式磁场传感器，能够精确量测地磁场的强度与方向，具有噪声低、分辨率高、温度稳定性好、宽测量范围、弱磁测量、低功耗及高精度等优点，从而成为室温下最常用的磁测仪器，被广泛应用在从精密地球物理到安全和医学领域，此外还经常应用于考古、地下勘探与军事侦察等领域。

如图1所示，目前的磁通门磁力仪的信号检测电路主要由以传感探头1的输出信号V_i(该输出信号V_i即传感探头检测的磁场信号)作为输入信号的信号通道和对传感探头1输出激励信号V_d的激励通道两部分组成，信号通道主要包括探头输入电路2、选频放大电路3、相敏检波电路4、积分电路5、反馈电路6几个部分，其经积分电路后得到输出信号V_o，该输出信号V_o再经反馈电路6处理而生成最终反馈回传感探头1的反馈信号V_f；激励通道则可以包括高频振荡电路、分频电路、移相电路以及功率放大几个部分，其输出参考信号V_r至相敏检波电路4。其中选频放大电路3用以抑制大幅度的基波和其它非二次谐波噪声，并放大有用的传感器二次谐波信号，提高信号检测分辨率。选频放大电路3会带来信号的相位变化，在电路未达到饱和的线性范围内，这个相位改变是固定的，可以通过在信号检测电路中配置移相电路来进行补偿。但是，当信号通道的输入信号V_i过大而使信号检测电路进入饱和时，产生了新的附加相移，使后端对相位敏感的相敏检波电路4的检波效率降低，甚至输出极性反转，从而整个信号检测电路变得不稳定。因此，现有的磁通门磁力仪的信号检测电路存在对信号的不能兼顾信号的分辨率和容许大信号输入的问题，对于具有“弱信号、强背景”特征的地磁信号难于进一步提高其分辨率。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种磁通门磁力仪的信号检测电路及该磁通门磁力仪，用于解决现有的磁通门磁力仪的信号检测电路不能兼顾保证信号的分辨率和容许大信号输入的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种磁通门磁力仪的信号检测电路，该信号检测电路包括从传感探头获取磁场信号的信号通道和向所述传感探头输出激励信号的激励通道，所述信号通道包括依次连接的探头输入电路、选频放大电路、相敏检波电路、积分电路和反馈电路，其中，所述反馈电路包括：第一反馈通路，被配置为线性反馈电路；以及第二反馈通路，与所述第一反馈通路并联，被配置为非线性反馈电路，且该第二反馈通路在所述传感探头检测的磁场信号达到相对观测的最大测量范围时工作。

可选地，所述反馈电路还包括：加法器，其连接所述第一反馈通路和第二反馈通路的信号输出端，用于相加并输出所述第一反馈通路和第二反馈通路的输出信号。

可选地，所述第一反馈通路包括第一电阻。

可选地，所述第二反馈通路包括：导通元件，其连接所述积分电路，且被配置为在所述传感探头检测的磁场信号达到相对观测的最大测量范围时导通；放大器，其输入端连接所述导通元件，用于在所述导通元件导通时，放大所述导通元件的输出信号；以及第二电阻，其连接所述放大器的输出端。

可选地，所述导通元件的导通电压等于所述积分电路在所述传感探头检测的磁场信号达到相对观测的最大测量范围时的最大有效输出电压。

可选地，所述信号通道还包括与所述积分电路连接的限幅电路，用于使所述积分电路的输出电压限制在该积分电路在所述传感探头检测的磁场信号达到相对观测的最大测量范围时的最大有效输出电压的范围内。

可选地，所述导通元件采用稳压管、压敏电阻或电压比较器。

可选地，所述稳压管采用双向稳压管，其一端连接所述积分电路的输出端，另一端连接所述放大器的正输入端，所述放大器的正输入端和负输入端各通过电阻分别接地，且所述放大器的负输入端与其输出端之间连接有电阻。

本实用新型还提供了一种磁通门磁力仪，该磁通门磁力仪设置有上述的信号检测电路。