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《中国地质大学(北京)》 2017年
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拖曳式500A级海洋可控源电磁发射控制技术研发

王姝湘  
【摘要】:拖曳式海洋可控源电磁发射机是海洋电磁勘探仪器中的重要装备之一。将发射机激发的交流大电流与接收机采集的电磁场数据结合,进行处理解释后可得到海底以下浅层电阻率结构。在国外,海洋可控源电磁法及仪器设备的研究与实际应用已经日趋成熟,而国内也对这个领域开展了深入研究,但是仍具有一定的局限性,如发射电流小、探测深度浅、作业效率低等问题,阻碍了我国海底深部复杂地质构造的进一步勘查。本论文着重研究发射机的控制技术,该技术的研发以127国家专项项目——天然气水合物资源勘查与试采工程为依托。整个设计从硬件和软件两个角度划分,硬件主要包括主控、电流、电源与通信接口四个模块,软件主要包括高精度同步程序、500A级电流变频发射控制与监测程序、电流计数采集存储程序三个部分。主控模块结合了高精度同步程序、500A级电流变频发射控制与监测程序,利用ARM处理器控制CPLD进行对钟同步,监测环境变量,同时产生单频或混频信号,驱动IGBT逆变模块产生500A级电流波形;电流模块结合电流计数采集存储程序,通过霍尔电流传感器采集电流信号,经模数转换后,利用采样脉冲进行数据采集,并为数据加上时间标签,同时通过USB接口芯片控制U盘实时存储数据,实现了电流采集、绝对时间标签和实时存储等多个功能;电源模块控制12V与24V锂电池的电压转换,将弱电控制与强电运行进行有效隔离;通信接口模块整合多个接口,连接光纤收发器,在甲板上位机与水下发射机之间进行万米缆的光纤传输。应用拖曳式500A级海洋可控源电磁发射控制技术的发射机,通过多次室内测试与海洋试验,验证了该技术的实用性和可靠性。根据实验结果,该技术的各项技术指标基本达到设计要求,为提高海底水合物的探测精度、增强仪器的稳定性提供新思路和新方法,对我国海底深部资源勘探技术的发展具有重要意义。
【学位授予单位】:中国地质大学(北京)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:P631.325

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