吉林大学学报(工学版) ›› 2015, Vol. 45 ›› Issue (6): 2034-2042.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201506043

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核磁共振测深环境电磁噪声测试系统的设计及实现

田宝凤， 王悦， 张健， 吴佩霖， 周媛媛   

  1. 吉林大学 仪器科学与电气工程学院,长春 130061
  • 收稿日期:2014-06-10 出版日期:2015-11-01 发布日期:2015-11-01
  • 作者简介:田宝凤(1978-),女,副教授,博士.研究方向:核磁共振地下水探测方法和弱信号检测技术.E-mail:tianbf@jlu.edu.cn
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(41204079)

Design and implementation of an electromagnetic noise test system in nuclear magnetic resonance sounding environment

TIAN Bao-feng, WANG Yue, ZHANG Jian, WU Pei-lin, ZHOU Yuan-yuan   

  1. College of Instrumentation and Electrical Engineering, Jilin University, Changchun 130061, China
  • Received:2014-06-10 Online:2015-11-01 Published:2015-11-01

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摘要： 设计并实现了基于混合信号处理器(Mixed signal processor 430, MSP 430)和现场可编程门阵列(Field programmable gate array, FPGA)双控制器的拉莫尔频率范围内(1~3 kHz)的电磁噪声测试系统。该系统采用并联低噪声运放减小等效输入噪声,通过程控窄带滤波控制通带带宽和128级增益可调,实现了对复杂空间环境下电磁噪声信息的获取;FPGA内建NIOSⅡ软核搭建数据采集系统,基于SPI总线实现数据在SD卡中的高效、快速存储。通过对室内、外实测数据的分析,验证了该系统设计的有效性。

关键词: 地面磁共振技术, 电磁噪声, 混合信号处理器, 现场可编程门阵列, 数据采集

Abstract: An electromagnetic noise test system based on MSP430 and Field Programmable Gate Array (FPGA) dual controller in the larmor frequency range 1 kHz ~ 3 kHz is designed. The system reduces equivalent input noise by the parallel low noise operational amplifiers. The system realizes the controllable passband and adjustable 128 gain level to get more information about the current environment of electromagnetic noise. NIOS II soft core built in FPGA is used to set up data acquisition system, and the data are archived in the SD card by the SPI bus so as to realize effective data acquisition and storage. Analysis of the indoor and outdoor measured data verifies the effectiveness of the system.

Key words: surface MRS, electromagnetic noise, mixed signal processor(MSP), field programmable gate array(FPGA), data acquisition

中图分类号: 

  • TH763
[1] 林君,段清明,王应吉,等. 核磁共振找水仪原理与应用[M]. 北京: 科学出版社,2011.
[2] Legchenko A,Baltassat J M,Beauce A,et al. Nuclear magnetic resonance as a geophysical tool for hydrogeologists[J]. Journal Applied Geophysics,2002,50(1-2):21-46.
[3] 林君,蒋川东,段清明,等. 复杂条件下地下水磁共振探测与灾害水源探查研究进展[J]. 吉林大学学报:地球科学版,2012,42(5):1560-1570.
Lin Jun,Jiang Chuan-dong,Duan Qing-ming, et al. The situation and progress of magnetic resonance sounding for groundwater investigations and underground applications[J]. Journal of Jilin University(Earth Science Edition),2012,42(5):1560-1570.
[4] Legchenko A. MRS measurements and inversion in presence of EM noise[J]. Boletín Geológicoy Minero,2007,118(3):489-508.
[5] Legchenko A,Valla P. A review of the basic principles for proton magnetic resonance sounding measurements[J]. Journal of Applied Geophysics,2002,50(1-2):3-19.
[6] Strehl S,Rommel I,Hertrich M,et al. New strategies for filtering and fitting of MRS signals[C]∥Proceedings 3rd International MRS Workshop,Madrid,Spain,2006:65-68.
[7] 王中兴,荣亮亮,林君. 地面核磁共振找水信号中的奇异干扰抑制[J]. 吉林大学学报:工学版,2009,39(5):1282-1287.
Wang Zhong-xing,Rong Liang-liang,Lin Jun. Spike noise elimination from surface unclear magnetic resonance signal for underground signal for underground water[J]. Journal of Jilin University(Engineering and Technology Edition),2009,39(5):1282-1287.
[8] 林君. 核磁共振找水技术的研究现状与发展趋势[J]. 地球物理学进展,2010,25(2):681-691.
Lin Jun. Situation and progress of nuclear magnetic resonance technique for groundwater investigations[J]. Progress in Geophysics(in Chinese),2010,25(2):681-691.
[9] 张昌达,李振宇,潘玉玲. 磁共振测深技术发展现状[J]. 工程地球物理学报,2011,8(3):314-322.
Zhang Chang-da, Li Zhen-yu, Pan Yu-ling. Development of MR sounding technology[J]. Chinese Journal of Engineering Geophysics,2011,8(3):314-322.
[10] Walsh D O. Multichannel surface NMR instrumentation and software for 1D/2D groundwater investigations[J]. Journal of Applied Geophysics,2008,66(3-4):140-150.
[11] Hertrich M,Braun M,Yaramanci U. Magnetic resonance soundings with separated transmitter and receiver loops[J]. Near Surface Geophysics,2005,3(3):131-144.
[12] NUMIS-noise analyze[EB/OL].[2014-03-17]. http://www.iris-instruments.com/Product/Brochure/Numis.html.
[13] 刘慧. 基于核磁共振找水仪的环境电磁噪声测量仪的设计与实现[D]. 长春:吉林大学仪器科学与电气工程学院,2007.
Liu Hui. The environment electromagnetic noise test and instrument design based on the surface nuclear magnetic resonance instrument for groundwater investigation[D]. Changchun:College of Instrumentation & Electrical Engineering,Jilin University,2007.
[1] 丁宁, 常玉春, 赵健博, 王超, 杨小天. 基于USB 3.0的高速CMOS图像传感器数据采集系统[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1298-1304.
[2] 隋延林, 何斌, 张立国, 王文华, 陈嘉南. 基于FPGA的超高速CameraLink图像传输[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(5): 1634-1643.
[3] 林婷婷, 史文龙, 齐鑫, 林君. 下水探测全波收录系统[J]. 吉林大学学报(工学版), 2014, 44(4): 1024-1030.
[4] 许芳1, 2, 靳伟伟2, 陈虹1, 2, 张振威2. 一种模型预测控制器的FPGA硬件实现[J]. 吉林大学学报(工学版), 2014, 44(4): 1042-1050.
[5] 牛晓霞1, 吴艳霞1, 朱若平2, 顾国昌1, 刘海波1. 基于多种硬件实现方式探索的软硬件划分算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2014, 44(4): 1088-1093.
[6] 杨晓萍, 郑楠, 陈虹, 王亚军. 主动队列管理算法的现场可编程门阵列硬件实现方案[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(02): 472-479.
[7] 张文秀, 林君, 刘立超, 胡瑞华. 分布式电磁探测宽频数据采集系统设计与实现[J]. , 2012, (06): 1426-1431.
[8] 高印寒,樊宽刚,杨开宇,王肇虹,吴定超. 基于神经网络的汽车压力开关测试系统[J]. 吉林大学学报(工学版), 2011, 41(03): 706-710.
[9] 谢明璞,武杰,孔阳,郁专,马毅超. 基于以太网物理层传输芯片的级联型传感器网络的非对称数据传输通道实现[J]. 吉林大学学报(工学版), 2011, 41(01): 209-0213.
[10] 宋克柱, 杨俊峰, 曹平, 王砚方. 海洋物探地震数据采集与记录系统[J]. 吉林大学学报(工学版), 2010, 40(03): 884-0888.
[11] 陈朋, 陈耀武. 三维声纳频域波束形成算法的优化及实现[J]. 吉林大学学报(工学版), 2010, 40(03): 830-0835.
[12] 高印寒，吴保军，江游，方向 . 高性能四极质谱仪数据采集系统设计与实现[J]. 吉林大学学报(工学版), 2009, 39(03): 628-0633.
[13] 徐跃，王太勇，赵艳菊，董靖川，李波 . 基于ARM和DSP的可重构数控系统[J]. 吉林大学学报(工学版), 2008, 38(04): 848-851.
[14] 张漫，陈雨，贾文涛，汪懋华 . 三维地形信息测量系统的设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2007, 37(06): 1451-1454.
[15] 王超，宋克柱，唐进 . 高性能水下地震数据采集系统设计与实现[J]. 吉林大学学报(工学版), 2007, 37(01): 168-172.
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