论文总字数：22727字

摘 要

电磁法勘探是一项重要的地质资源勘测技术，这项技术应用的一个主要领域就是金属矿产勘探，历来的金属矿产勘探工作对于国家经济发展、社会进步有着重要的影响作用。随着时代的进步，科技的发展，社会的需要，越来越多的科技工作者加入到电磁法技术与仪器的研究工作中，电磁法的理论技术与仪器水平不断提升，发展前景良好。

本文对电法勘探仪器的原理、工作方式进行了详细地分析，选择了电磁法勘探作为本系统设计的基础方案，确定了系统的任务目标，提出了基于MyRIO的激电法阵列同步测量采集系统设计的软硬件方案，并对系统软硬件进行搭建、实现，最后对各个模块和整体进行了测试工作。

测量采集系统包括发射电路、信号处理电路、AD转化电路、控制电路、上位机人机交互界面等，软件部分主要由LabVIEW语言编译，发射电路是通过MyRIO模块发射信号波，AD模数转化使用的是AD7763芯片，控制处理器采用的是MyRIO，人机交互界面有参数设定、数据显示等功能。

最后对整个系统的运行及自己的工作任务进行了一个总结，并对系统性能及应用方面的不足提出了意见与改进方法。

关键字：电磁法勘探，MyRIO，AD7763，LabVIEW

Abstract

Electromagnetic prospecting is an important geological resource survey technology. One of the main areas of application of this technology is metal mineral exploration. Historically, metal mineral exploration has played an important role in the country’s economic development and social progress. With the progress of the times, the development of science and technology, and the needs of society, more and more scientists and technicians have joined the research work on electromagnetic techniques and instruments. The theoretical and technological levels of electromagnetic methods have been continuously improved, and the development prospects are good.
This paper analyzes the principle and working methods of electrical exploration equipment in detail, selects electromagnetic prospecting as the basic scheme for the design of the system, determines the mission objectives of the system, and proposes an array-based synchronous measurement acquisition system. The software and hardware solutions are designed and built. Finally, the testing of each module and the whole is performed.
The measurement and acquisition system includes transmission circuit, signal processing circuit, AD conversion circuit, control circuit, and host computer human-machine interface. The software part is mainly compiled by LabVIEW language. The transmission circuit transmits signal waves through the MyRIO module, and the AD module is used for conversion. It is the AD7763 chip, the control processor uses MyRIO, human-computer interaction interface has the function of parameter setting, data display and so on.
Finally, it summarizes the operation of the entire system and its own task. It also puts forward opinions and improvement methods for the lack of system performance and application.

KEY WORDS: Electromagnetic exploration, MyRIO, AD7763, LabVIEW

目 录

第一章 绪论 7

1.1课题研究背景及意义 7

1.2国内外电磁法勘探的发展现状 8

1.2.1国外研究现状及趋势 8

1.2.2国内研究现状及趋势 9

1.3本文研究内容 10

第二章 电磁法测量基本原理及系统设计方案 11

2.1天然场源电磁法 11

2.2人工场源电磁法 12

2.2.1频率域可控源电磁法 12

2.2.2时间域电磁法 13

2.3电磁法传感器 14

2.4 系统设计 14

2.5本章小结 15

第三章 系统硬件设计 16

3.1信号输入 16

3.2信号采集电路 16

3.2.1仪表放大电路 17

3.2.2低通滤波电路 17

3.2.3单端转差分电路 18

3.2.3AD转化电路 19

3.3控制电路 20

3.4本章小结 20

第四章 系统软件设计 21

4.1软件设计概述 21

4.2模数转换模块软件 21

4.2.1寄存器控制程序 21

4.2.2 转换结果读取程序 22

4.3上位机应用程序 23

4.3.1应用程序开发环境 23

4.3.2程序流程控制结构 23

4.3.3用户界面程序设计 24

4.3.4软件程序设计 25

4.4本章小结 25

第五章 系统工作性能测试 26

5.1发射电路测试 26

5.2信号采集电路测试 27

5.3系统运行测试 28

5.3本章小结 29

第六章 总结与展望 30

6.1总结 30

6.2展望 30

致 谢 31

参考文献 32

第一章 绪论

1.1课题研究背景及意义

矿产资源是具有重大意义的自然资源，其对于社会进步、经济发展的意义不言而喻。自然矿物资源繁多，比如金属、油气、煤矿等，共计160多种，被广泛应用于国家建设、人民生活的各个方面，构成了一个坚实的社会经济的能源基础、发展基础。但自然赋予人类的并不是无穷无尽的，近现代以来，随着世界科技、经济水平高速发展、人民需求剧烈提升，对矿产资源的需求剧增，经过多年的高度开采，原有的很多矿产资源，特别是浅部的矿产资源已开采过度，所以寻找深部隐伏矿体就成了当前地质发掘工作的重中之重。

电法勘探是根据地壳中各类岩石或矿体的电磁学性质（ 如导电性、导磁性、介电性）和电化学特性的差异，通过对人工或天然电场、电磁场或电化学场的空间分布规律和时间特性的观测和研究，寻找不同类型有用矿床和查明地质构造及解决地质问题的地球物理勘探方法^[1]。电法勘探有一个很重要的类型就是电磁法勘探，这种方法对于寻找金属矿的工作十分有效。电磁法勘探基于激发极化效应，激发极化效应就是电极排列向大地供入或切断电流的瞬间，在测量电极之间总能观测到随时间缓慢变化的附加电场^[19]。

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