基于MSP430的质子旋进式磁力仪设计

针对国产的磁力仪功耗大,稳定性较差,精度较低(±1 nT)的问题,采用超低功耗单片机MSP430F149,设计了基于MSP430的质子旋进式磁力仪。给出了质子旋进磁力仪的工作原理及系统的硬件框图,对质子旋进信号的配谐和放大作出了说明,设计了对信号分频测量其周期的高精度间接测磁方法,指出了单片机软件开发的要点。与CZM-2型质子旋进式磁力仪相比,该设计功耗低,稳定性强,精度较高,野外实测待机电流0.8 mA,最大误差0.5 nT。     

核磁共振找水仪发射机主回路的设计与仿真

为保证核磁共振找水仪的发射机主回路发射大功率电流,加大探测地下淡水资源的深度,针对发射机主回路在运行中产生的瞬态电压和浪涌电流问题,对几种典型缓冲电路进行了分析与计算.通过仿真实验,确定了发射机主回路的缓冲电路和快速关断电路关键器件的最佳参数.使IGBT(Isolation Gate Bipolar Transistor)的C、E两端瞬态电压尖峰降低了150 V,IGBT的电流不超过发射机所能发射的最大电流(最高电流为400 A).从而保证了IGBT的C、E两端电压平稳;保证大功率电流可靠、有效地发射.     

地面核磁共振找水仪大功率发射机的研制

为缓解中国西部地区淡水供需矛盾,研制了一种大功率核磁共振找水仪发射机。该发射机由DDS(Direct Digital Frequency Synthesis)芯片产生频率为当地拉莫尔频率的信号,通过大功率开关器件IGBT(Isolation Gate Bipolar Transistor)向天线等负载输出交变电流,从而激发地下水中氢质子产生可供检测的核磁信号,已成功应用到地面核磁共振找水仪样机中。与目前世界上唯一商品化的法国NUMIS(Nuclear Magnetic Induction System)系统相比,其频率范围(1~4 kHz)比NUMIS(0.8~3 kHz)宽,最大脉冲矩(18000 A.ms)比NUMIS(9000 A.ms)大,能够应用于更深层地下水的探测。     

地面核磁共振找水仪放大器匹配方法研究

为提高核磁共振找水仪的接收信号质量,结合核磁共振信号微弱、噪声干扰严重的特点,根据微弱信号检测技术、电路低噪声设计和传输线基本原理,着重分析了地面核磁共振找水仪传输线与前置放大器的匹配问题;给出了相应的噪声匹配方案,从噪声和干扰角度对放大器内各模块的级联顺序进行了设计。通过实验验证了该核磁共振找水仪的有效性,监测到的最小信号在470 nV左右。经过波形数据多次叠加,进一步提高了信噪比,整体仪器能检测核磁共振的最小信号为 50 nV。