矿用双频激电仪接收机微弱信号检测研究

"本文主要探讨了矿用双频激电仪接收机在微弱信号检测方面的技术与测试方法，旨在验证其准确性和可靠性。通过互相关检测原理，分析微弱激电信号的检测机制，推导出激电效应参量的数据处理方法，并利用阻容网络试验测试装置进行了对比实验。研究发现，相位测量相对于幅值测量具有更高的精度，但幅值测量仍有待优化。这项研究对于开发适用于煤矿井下的双频激电法设备和推动其实用化进程具有重要意义。" 矿用双频激电仪是一种地球物理勘探技术，由何继善院士于1976年首次提出，它结合了直流和交流激电法的优点，具有抗干扰能力强、精度高、操作简便等特性，在矿产资源勘查和地质问题解决中广泛应用。然而，由于煤矿井下环境复杂，存在多种干扰源，使得微弱激电信号的准确提取变得困难。为此，本文聚焦于矿用双频激电仪接收机的微弱信号检测技术。 接收机系统由多个模块组成，包括嵌入式单片机、信号调理、显示、键盘、电源、通讯和存储模块。信号调理模块首先对采集的微弱双频激励电压信号进行预处理，随后通过斩波放大和数字锁相放大增强信号并进行相敏检波，以提取高、低频电位差。这种设计有助于提升信噪比，从而更准确地检测微弱信号。 针对微弱信号检测机理，文章利用互相关检测原理，分析了激电参量——视幅频率和视相对相位差的计算方法。通过搭建阻容网络试验测试装置，对比理论计算和实际测量结果，结果显示，尽管两者在视幅频率和视相对相位差的变化趋势上一致，但相位测量的精度优于幅值测量。这表明在幅值测量技术上还有改进的空间。 为了改进现有的原理样机并推进工程样机的研发，以及在煤矿井下进行工业性试验，本研究提供了重要的理论依据和实践指导。通过优化接收机性能，双频激电法有望在煤矿井下超前探测领域发挥更大作用，提高地质探测的效率和准确性。