吉林大学学报(工学版) ›› 2016, Vol. 46 ›› Issue (5): 1718-1724.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201605049

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基于感性负载的瞬变电磁发射波形控制技术

林君, 杨宇, 胡雪岩, 王世隆   

  1. 吉林大学 仪器科学与电气工程学院,长春 130026
  • 收稿日期:2015-07-01 出版日期:2016-09-20 发布日期:2016-09-20
  • 通讯作者: 王世隆(1983-),男,讲师,博士.研究方向:瞬变电磁探测技术及仪器.E-mail:was1100@163.com
  • 作者简介:林君(1954-),男,教授,博士生导师.研究方向:地球物理探测技术及仪器.E-mail:lin_jun@jlu.edu.cn
  • 基金资助:
    国家重大科学仪器开发专项项目(2011YQ30133).

Transmitting waveform control technology for transient electromagnetic method based on inductive load

LIN Jun, YANG Yu, HU Xue-yan, WANG Shi-long   

  1. College of Instrumentation and Electrical Engineering, Jilin University, Changchun 130026,China
  • Received:2015-07-01 Online:2016-09-20 Published:2016-09-20

摘要: 提出了基于感性负载的瞬变电磁发射波形控制技术,系统以数字逻辑控制器为核心控制单元从时间上精密控制发射时序。采用恒压钳位技术对阻尼吸收电路进行了研究。提出一种新颖的关断时间测量技术,测量准确简单,同时设计了一种特殊的RCD缓冲电路。野外实验结果表明:系统所发射电流波形经过高精度控制关断时间短、下降沿线性度高、关断后无反向过冲及振荡、关断时间测量准确,电流峰值可调。

关键词: 仪器仪表技术, 瞬变电磁法, 波形控制, 感性负载, 精密时间控制, 恒压钳位, 阻尼吸收电路

Abstract: In the Transient Electromagnetic (TEM) transmitting systems, which are used in narrow places such as coal mine and tunnel, usually multi-turn coils are used. For such a big inductive load, ideal pulse current waveform is the goal for TEM transmitting system. A TEM transmitting waveform control strategy is proposed based on inductive load. Digital logic controller is used to control the transmitting timing sequence precisely. The voltage stabilized clamping circuit is adopted to study the damping resistance circuit. A novel turn-off time measurement technology is proposed and a special RCD snubber circuit is designed to improve the transmitting waveform. Field experimental results show that the transmitting current waveform has the characteristics of short turn-off time, high current falling-edge linearity, without overshoot anf oscillation, and accurate turn-off time measurement.

Key words: technology of instrument and meter, transient electromagnetic method(TEM), waveform control, inductive load, accurate timing control, voltage stabilized clamping, damping resistance circuit

中图分类号: 

  • P631
[1] Nabinghian M N, Corbett J D. Electromagnetic methods in applied geophysics-theory volumeⅠ[C]∥Society of Exploration Geophysicsts, ToKyo,1998:313-503.
[2] Sheard S N,Ritchie T J, Christopherson K R, et al. Mining, environmental, petroleum and engineering industry applications of electromagnetic techniques in geophysics[J]. Survey in Geophysics,2005,26(5):653-669.
[3] 张林.小回线瞬变电磁测深勘查铝土矿试验[J].物探与化探,2007,31(2):124-128.
Zhang Lin. The tentative application of the little-loop transient electromagnetic method to the exploration of bauxite deposits[J]. Geophysical and Geochemical Exploration,2007,31(2):124-128.
[4] 白登海. 瞬变电磁法中两种关断电流对响应函数的影响及其应对策略[J]. 地震地质,2001,23(2):245-251.
Bai Deng-hai.The effect of two types of turn-off current on TEM responses and the correction techniques[J]. Seismology and Geology, 2001,23(2): 245-251.
[5] 于生宝,林君.瞬变电磁法中发射机关断时间的影响研究[J].石油仪器,1999,13(6):15-17.
Yu Sheng-bao, Lin Jun. The research of turn-off time effect on transient electromagnetic method[J]. Petroleum Instruments,1999,13(6):15-17.
[6] 陈曙东,林君,张爽.发射电流波形对瞬变电磁响应的影响[J].地球物理学报,2012,55(2):709-716.
Chen Shu-dong, Lin Jun, Zhang Shuang. Effect of transmitter current waveform on TEM response[J].Chinese Journal of Geophysics,2012,55 (2):709-716.
[7] 付一奎,杨永明,付志红,等.瞬变电磁发射机的无源恒压钳位技术[J].传感器与微系统,2011,30(8):46-49.
Fu Yi-kui, Yang Yong-ming, Fu Zhi-hong, et al. Passive constant pressure clamping technology for transient electromagnetic transmitter[J]. Transducer and Microsystem Technologies, 2011,30(8): 46-49.
[8] Zhao Hai-tao, Liu Li-hua, Wu Kai, et al. Constant voltage-clamping bipolar pulse current source for transient electromagnetic system[J]. Electric Power Components and Systems, 2013, 41(10): 960-971.
[9] Fu Zhi-hong, Zhou Lou-wei, Tai Heng-ming. Current pulse generation for transient electromagnetic applications[J].Electric Power Components and Systems, 2007, 35(11): 1201-1218.
[10] 付志红,赵俊丽,周雒维,等. WTEM 高速关断瞬变电磁探测系统[J].仪器仪表学报,2008,29(5):933-936.
Fu Zhi-hong, Zhao Jun-li, Zhou Luo-wei, et al. WTEM fast turn-off transient electromagnetic detection system[J]. Chinese Journal of Scientific Instrument, 2008, 29(5): 933-936.
[11] 杜茗茗,付志红,周雒维,等.馈能型恒压钳位双极型脉冲电流源[J].电工技术学报,2007,22(8):57-62.
Du Ming-ming, Fu Zhi-hong, Zhou Luo-wei.Research of bipolar pulse current source with high dynamic[J]. Transactions of China Electrotechnical Society, 2007, 22(8): 57-62.
[12] 付志红,周雒维,苏向丰,等.两种新颖的准谐振型电流陡脉冲整形电路[J].中国电机工程学报,2006,26(5):70-75.
Fu Zhi-hong, Zhou Luo-wei, Su Xiang-feng,et al. Two novel quasi-resonant steep current impulse rectifying circuits[J]. Proceedings of the CSEE, 2006, 26(5):70-75.
[13] Rim G, Pavlov E P. Pulse forming lines for square pulse generators[J]. IEEE Trans Plasma Sci, 2003, 31(2): 1362-1367.
[14] 孙晓明,高孟平,刘涤尘,等.开关型功率放大器缓冲电路的多目标优化设[J]. 电力系统及其自动化学报,2011,23(1):6-16.
Sun Xiao-ming, Gao Meng-ping, Liu Di-chen, et al. Multiobjective optimization design of snubbers for switching power amplifier[J]. Proceedings of the Chinese Society of Universities for Electric Power System and its Automation, 2011, 23(1): 6-16.
[15] Pressman A I, Billings K, Morey T. 开关电源设计[M]. 王志强,肖之勋,虞龙,等译,3版.北京:电子工业出版社,2010:346-350.
[16] Wang Shi-long, Yang Yu, Hu Xue-yan,et al.Initialparameters of voltage stabilized clamping control for TEM transmitting system[C]∥International Workshop and Gravity, Electrical & Magnetic Methods and their Applications, Chengdu,2015:146-149.
[17] 周逢道,林君,朱凯光,等.瞬变电磁探测发射电流波形记录单元设计[J].吉林大学学报:工学版,2009,39(2):541-545.
Zhou Feng-dao, Lin Jun, Zhu Kai-guang, et al. Design of transmit current recorder of transient electromagnetic detection system[J]. Journal of Jilin University(Engineering and Technology Edition), 2009,39(2): 541-545.
[1] 仇艳凯, 李宝仁, 杨钢, 曹博, 刘真. 新型液压消声器吸收液压系统压力脉动的机理和特性[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1085-1091.
[2] 吴疆, 徐壮, 刘丽佳, 嵇艳鞠, 李肃义. 基于环绕式血氧探头的睡眠呼吸暂停综合征检测装置原型设计与开发[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(2): 640-644.
[3] 杨诚, 宋萍, 彭文家, 金昊龙, 潘志强. 基于混合总线的装甲车辆实车综合测试系统设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 186-198.
[4] 柏德恩, 全齐全, 李贺, 陈雅文, 邓宗全. 伺服加载的谐波减速器启动力矩测试系统[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(6): 1804-1810.
[5] 杨诚, 宋萍, 彭文家, 邓高寿, 刘雄军. 装甲车辆综合测试系统上位机平台设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(6): 1796-1803.
[6] 王天皓, 王忠福, 王雨蒙, 杨开宇, 高印寒, 马喜来. 基于混沌多项式展开法的线束串扰统计模型[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(5): 1568-1576.
[7] 陈赫, 杨智君, 吴昭春, 冯志刚, 赵科佳, 李抵非, 田地. 标准失真模拟分量视频信号源及其校准方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(4): 1159-1164.
[8] 刘晓为, 李海, 翁睿, 张海峰, 赵军. 应用静电力矩改善新型转子式陀螺的动态特性[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(3): 850-854.
[9] 林君, 赵越, 蒋川东, 王应吉. 基于优化Block反演的地面磁共振测深新方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(2): 530-539.
[10] 张飞, 单忠德, 任永新, 聂军刚, 刘丰. 缸盖缺陷检测系统线阵相机现场标定方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(2): 540-545.
[11] 訚耀保, 原佳阳, 傅俊勇. 先导阀前腔串加阻尼孔的新型双级溢流阀特性[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(1): 129-136.
[12] 于生宝, 苏发, 郑建波, 朱占山. 基于LabVIEW的瞬变电磁接收系统设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2016, 46(5): 1725-1731.
[13] 申茂冬, 程德福, 安战峰, 王一, 赵静. 五棱台式全张量磁梯度探头侧面倾角优化方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2016, 46(5): 1732-1738.
[14] 闫光, 庄炜, 刘锋, 祝连庆. 具有增敏效果的光纤光栅应变传感器的预紧封装及传感特性[J]. 吉林大学学报(工学版), 2016, 46(5): 1739-1745.
[15] 林君, 赵越, 蒋川东, 李同, 刘孝男. 基于Hammer积分的三维地面磁共振高精度正演方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2016, 46(2): 609-615.
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[1] 刘松山, 王庆年, 王伟华, 林鑫. 惯性质量对馈能悬架阻尼特性和幅频特性的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 557 -563 .
[2] 初亮, 王彦波, 祁富伟, 张永生. 用于制动压力精确控制的进液阀控制方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 564 -570 .
[3] 李静, 王子涵, 余春贤, 韩佐悦, 孙博华. 硬件在环试验台整车状态跟随控制系统设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 577 -583 .
[4] 胡兴军, 李腾飞, 王靖宇, 杨博, 郭鹏, 廖磊. 尾板对重型载货汽车尾部流场的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 595 -601 .
[5] 王同建, 陈晋市, 赵锋, 赵庆波, 刘昕晖, 袁华山. 全液压转向系统机液联合仿真及试验[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 607 -612 .
[6] 张春勤, 姜桂艳, 吴正言. 机动车出行者出发时间选择的影响因素[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 626 -632 .
[7] 马万经, 谢涵洲. 双停车线进口道主、预信号配时协调控制模型[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 633 -639 .
[8] 于德新, 仝倩, 杨兆升, 高鹏. 重大灾害条件下应急交通疏散时间预测模型[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 654 -658 .
[9] 肖赟, 雷俊卿, 张坤, 李忠三. 多级变幅疲劳荷载下预应力混凝土梁刚度退化[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 665 -670 .
[10] 肖锐, 邓宗才, 兰明章, 申臣良. 不掺硅粉的活性粉末混凝土配合比试验[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 671 -676 .