專利名稱：電磁探測(cè)儀的發(fā)射機(jī)及其發(fā)射方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及探測(cè)領(lǐng)域，具體涉及ー種電磁探測(cè)儀的發(fā)射機(jī)及其發(fā)射方法。
背景技術(shù)：
電磁探測(cè)儀用于在野外作業(yè)時(shí)探測(cè)未知目標(biāo)，可探測(cè)水層、礦區(qū)等，在測(cè)量控制技術(shù)領(lǐng)域起到重要作用。發(fā)射機(jī)作為電磁探測(cè)儀的重要組成部分，負(fù)責(zé)向未知區(qū)域發(fā)射信號(hào)，從而檢測(cè)未知區(qū)域是否有目標(biāo)存在。
常用的電磁探測(cè)儀的發(fā)射機(jī)(例如cugtem-8型瞬變電磁探測(cè)儀的發(fā)射機(jī))從開機(jī)工作起就以ー種發(fā)射功率向目標(biāo)發(fā)射探測(cè)信號(hào)。發(fā)射機(jī)在工作時(shí)，需要根據(jù)不同的探測(cè)目標(biāo)調(diào)節(jié)發(fā)射功率。現(xiàn)有電磁探測(cè)儀的發(fā)射機(jī)常常需要人工根據(jù)日常經(jīng)驗(yàn)調(diào)節(jié)發(fā)射功率的大小，選擇發(fā)射線圈的長度。但是，現(xiàn)有的調(diào)節(jié)需要人工控制，且常常無法將發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率調(diào)節(jié)至能夠采集到有效數(shù)據(jù)的最小發(fā)射功率上，即無法調(diào)節(jié)至最小有效功率。當(dāng)發(fā)射機(jī)以較大功率工作時(shí)，會(huì)消耗很多電能，特別是在野外探測(cè)時(shí)，無法使電源支撐充足的探測(cè)時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種電磁探測(cè)儀的發(fā)射機(jī)及其發(fā)射方法，能夠?qū)l(fā)射機(jī)的發(fā)射功率調(diào)節(jié)至最小有效功率。本發(fā)明提供了一種電磁探測(cè)儀的發(fā)射機(jī)，包括信號(hào)發(fā)射器，其用于向目標(biāo)發(fā)射探測(cè)信號(hào)；信號(hào)采集器，其用于采集所述目標(biāo)對(duì)所述探測(cè)信號(hào)反射回的探測(cè)數(shù)據(jù)；主控器，其包括檢測(cè)模塊和邏輯電路，所述檢測(cè)模塊與所述信號(hào)采集器連接并接收所述信號(hào)采集器發(fā)送的所述探測(cè)數(shù)據(jù)，以檢測(cè)所述探測(cè)數(shù)據(jù)為有效或無效；所述邏輯電路與所述檢測(cè)模塊連接，當(dāng)所述探測(cè)數(shù)據(jù)為有效時(shí)所述邏輯電路發(fā)出降低發(fā)射所述探測(cè)信號(hào)的發(fā)射功率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，當(dāng)所述探測(cè)數(shù)據(jù)為無效時(shí)所述邏輯電路發(fā)出增加發(fā)射所述探測(cè)信號(hào)的發(fā)射功率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；功率驅(qū)動(dòng)電路，其與所述邏輯電路連接并接收所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)；功率逆變電路，其分別與所述驅(qū)動(dòng)電路和所述信號(hào)發(fā)射器連接，所述功率逆變電路根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)調(diào)節(jié)所述信號(hào)發(fā)射器的發(fā)射所述探測(cè)信號(hào)的功率。本發(fā)明還提供了一種電磁探測(cè)儀的發(fā)射機(jī)的發(fā)射方法，包括以初始的發(fā)射功率向目標(biāo)發(fā)射探測(cè)信號(hào)；采集目標(biāo)對(duì)所述探測(cè)信號(hào)反射回的探測(cè)數(shù)據(jù)；檢測(cè)所述探測(cè)數(shù)據(jù)為有效或無效；當(dāng)探測(cè)數(shù)據(jù)為有效時(shí)，逐步降低發(fā)射探測(cè)信號(hào)的發(fā)射功率，直至確定能接收到有效探測(cè)數(shù)據(jù)的最小功率；當(dāng)探測(cè)數(shù)據(jù)為無效時(shí)，逐步增加發(fā)射探測(cè)信號(hào)的發(fā)射功率，直至確定能接收到有效探測(cè)數(shù)據(jù)的最小功率；
以該最小功率向目標(biāo)發(fā)射探測(cè)信號(hào)。通過本發(fā)明的各實(shí)施例提供的電磁探測(cè)儀的發(fā)射機(jī)及其發(fā)射方法，能夠?qū)l(fā)射機(jī)的發(fā)射功率調(diào)節(jié)至最小有效功率。本發(fā)明通過發(fā)射機(jī)中的信號(hào)采集器對(duì)探測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)先采集，并通過主控器中的檢測(cè)模塊檢測(cè)探測(cè)數(shù)據(jù)為有效或無效。當(dāng)檢測(cè)到探測(cè)數(shù)據(jù)有效時(shí)，邏輯電路向功率驅(qū)動(dòng)電路發(fā)出降低發(fā)射探測(cè)信號(hào)的發(fā)射功率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，功率驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)功率逆變電路將發(fā)射探測(cè)信號(hào)的發(fā)射功率降低至能接收到有效探測(cè)數(shù)據(jù)的最小功率。當(dāng)檢測(cè)到探測(cè)數(shù)據(jù)無效時(shí)，邏輯電路向功率驅(qū)動(dòng)電路發(fā)出增加發(fā)射探測(cè)信號(hào)的發(fā)射功率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，功率驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)功率逆變電路將發(fā)射探測(cè)信號(hào)的發(fā)射功率增加至能接收到有效探測(cè)數(shù)據(jù)的最小功率。本發(fā)明能夠根據(jù)檢測(cè)到的探測(cè)數(shù)據(jù)是否有效將發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率調(diào)節(jié)至最小有效功率，使發(fā)射機(jī)在最小有效功率下工作，節(jié)省資源，延長探測(cè)時(shí)間。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，以下將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，以下描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖所示實(shí)施例得到其它的實(shí)施例及其附圖。圖I為本發(fā)明的電磁探測(cè)儀的發(fā)射機(jī)的一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明的發(fā)射方法的一種實(shí)施例的流程圖。圖3為本發(fā)明的發(fā)射方法的另ー種實(shí)施例的流程圖。
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明各實(shí)施例的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所得到的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明所保護(hù)的范圍。本發(fā)明提供了一種電磁探測(cè)儀的發(fā)射機(jī)，包括信號(hào)發(fā)射器，其用于向目標(biāo)發(fā)射探測(cè)信號(hào)；信號(hào)采集器，其用于采集所述目標(biāo)對(duì)所述探測(cè)信號(hào)反射回的探測(cè)數(shù)據(jù)；主控器，其包括檢測(cè)模塊和邏輯電路，所述檢測(cè)模塊與所述信號(hào)采集器連接并接收所述信號(hào)采集器發(fā)送的所述探測(cè)數(shù)據(jù)，以檢測(cè)所述探測(cè)數(shù)據(jù)為有效或無效；所述邏輯電路與所述檢測(cè)模塊連接，當(dāng)所述探測(cè)數(shù)據(jù)為有效時(shí)所述邏輯電路發(fā)出降低發(fā)射所述探測(cè)信號(hào)的發(fā)射功率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，當(dāng)所述探測(cè)數(shù)據(jù)為無效時(shí)所述邏輯電路發(fā)出增加發(fā)射所述探測(cè)信號(hào)的發(fā)射功率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；功率驅(qū)動(dòng)電路，其與所述邏輯電路連接并接收所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)；功率逆變電路，其分別與所述驅(qū)動(dòng)電路和所述信號(hào)發(fā)射器連接，所述功率逆變電路根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)調(diào)節(jié)所述信號(hào)發(fā)射器的發(fā)射所述探測(cè)信號(hào)的功率。在本發(fā)明的ー個(gè)實(shí)施例中，電磁探測(cè)儀的發(fā)射機(jī)包括了信號(hào)發(fā)射器、信號(hào)采集器、主控器、功率驅(qū)動(dòng)電路和功率逆變電路。其中，信號(hào)發(fā)射器可為發(fā)射線圈，發(fā)射線圈用于向目標(biāo)發(fā)射探測(cè)信號(hào)，優(yōu)選地，發(fā)射線圈通過線圈中的電流發(fā)射波形信號(hào)，更優(yōu)選地，為方波信號(hào)。其中，信號(hào)采集器可為采集線圈，采集線圈用于采集經(jīng)目標(biāo)反射回的探測(cè)數(shù)據(jù)，優(yōu)選地，探測(cè)數(shù)據(jù)為波形信號(hào)，更優(yōu)選地，為方波信號(hào)。其中，主控器中設(shè)有檢測(cè)模塊，對(duì)采集到的探測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)檢測(cè)，檢測(cè)其為有效數(shù)據(jù)或無效數(shù)據(jù)。檢測(cè)模塊將對(duì)探測(cè)數(shù)據(jù)的檢測(cè)結(jié)果發(fā)送至邏輯電路，當(dāng)檢測(cè)到探測(cè)數(shù)據(jù)為有效時(shí)，邏輯電路向功率驅(qū)動(dòng)電路發(fā)出降低發(fā)射探測(cè)信號(hào)的發(fā)射功率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，功率驅(qū)動(dòng)信號(hào)根據(jù)該驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)功率逆變電路進(jìn)行功率調(diào)節(jié)，降低發(fā)送探測(cè)信號(hào)的發(fā)射功率。當(dāng)檢測(cè)到探測(cè)數(shù)據(jù)為無效時(shí)，邏輯電路向功率驅(qū)動(dòng)電路發(fā)出增加發(fā)射探測(cè)信號(hào)的發(fā)射功率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，功率驅(qū)動(dòng)信號(hào)根據(jù)該驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)功率逆變電路進(jìn)行功率調(diào)節(jié)，增加發(fā)送探測(cè)信號(hào)的發(fā)射功率。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，瞬變電磁感應(yīng)是利用電磁感應(yīng)定律的一種時(shí)間域人工源電磁探測(cè)方法，其利用接地電極或者接地線圈向地下發(fā)送脈沖式一次電磁場(chǎng)(簡(jiǎn)稱一次場(chǎng))，用接地電極或者不接地線圈觀測(cè)由脈沖電磁場(chǎng)感應(yīng)的地下渦流所產(chǎn)生的二次電磁場(chǎng)(簡(jiǎn)稱二次場(chǎng))的空間和時(shí)間分布，提取有效地質(zhì)信息從而來解決有關(guān)地質(zhì)問題的方法。在探測(cè)過程中，用階躍信號(hào)驅(qū)動(dòng)發(fā)射線圈，根據(jù)電磁感應(yīng)理論，當(dāng)線圈中的電流值突然下降到零時(shí)，由于發(fā)射線圈中的電流突變，導(dǎo)致在發(fā)射線圈周圍產(chǎn)生一次脈沖磁場(chǎng)，即一次場(chǎng)；在一次場(chǎng)的激勵(lì)下，地下良導(dǎo)體內(nèi)部被激發(fā)出感應(yīng)電流，如上圖中的渦流；渦流隨著時(shí)間逐漸衰減，從而在地下良導(dǎo)體周圍感應(yīng)出新的磁場(chǎng)，即二次場(chǎng)。渦流在地下良導(dǎo)體內(nèi)的衰減呈指數(shù)衰減形式，二次場(chǎng)主要來源于此衰減的渦流，所以二次場(chǎng)中含有豐富的地質(zhì)信息，探測(cè)接收此二次場(chǎng)信號(hào)，進(jìn)行反演分析，從而能夠解釋地下良導(dǎo)體的信息。 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，瞬變電磁探測(cè)儀發(fā)射線圈中通入脈沖電流并向探測(cè)目標(biāo)發(fā)射信號(hào)作為激勵(lì)探測(cè)目標(biāo)的場(chǎng)源，并感生二次電流。在脈沖間隙測(cè)量二次場(chǎng)隨時(shí)間變化的響應(yīng)，即用采集線圈采集探測(cè)目標(biāo)對(duì)發(fā)射信號(hào)反射回的探測(cè)數(shù)據(jù)。并使通過發(fā)射機(jī)的檢測(cè)模塊檢測(cè)探測(cè)數(shù)據(jù)的有效性，在這些測(cè)量工作完成之后，用后期數(shù)據(jù)處理軟件處理所測(cè)數(shù)據(jù)，由此便可以獲得地下介質(zhì)的電導(dǎo)率值、電性分層、厚度變化、電性體形狀和掩埋深度甚至地下電性結(jié)構(gòu)特征等有關(guān)的信息。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，脈沖電流為雙極性的脈沖電流，雙極性的電流脈沖源主要由H橋(H橋)電路產(chǎn)生，H橋(H橋)功率逆變電路由四個(gè)功率場(chǎng)效應(yīng)管組成的。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在發(fā)射機(jī)中設(shè)置信號(hào)的檢測(cè)模塊，初步對(duì)信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)模塊中使用的檢測(cè)方法可為假設(shè)在無激勵(lì)磁場(chǎng)和有激勵(lì)磁場(chǎng)兩種情況下的信號(hào)，分別記為s0(t)和sl(t)。因?yàn)闊o磁場(chǎng)激勵(lì),所以s0(t)=0。用HO和Hl表示這兩種假設(shè)。無論是哪種信號(hào)，觀測(cè)信號(hào)中的噪聲都是n(t)，噪聲與信號(hào)是相加的關(guān)系。用x(t)表示觀測(cè)信號(hào)，觀測(cè)模型可以表示為HO: X (t) =s0 (t) +n (t)；Hl: X (t) =s I (t) +n (t)；ニ元假設(shè)問題就是根據(jù)觀測(cè)得到的數(shù)據(jù)來判斷HO假設(shè)為真還是Hl假設(shè)為真，即判斷信號(hào)源輸出的是s0 (t)還是sl(t)。若只進(jìn)行一次觀測(cè)，即ー維觀測(cè)空間的情況，則觀測(cè)模型可表示為HO: x=s0+n ；
Hl:x=sl+n ；其中，s0和Si代表兩個(gè)已知的常數(shù)(假設(shè)sl>s0) ;n代表噪聲，為隨機(jī)變量。
顯然觀測(cè)值X是隨機(jī)變量。現(xiàn)在要根據(jù)X的值來判斷是HO成立還是Hl成立。判決的方法是將觀測(cè)值X與某ー個(gè)門限值λ O進(jìn)行比較，若χ> λ O判決為Hl成立，否則判決HO成立。對(duì)于多次觀測(cè)的情況，觀測(cè)值用觀測(cè)矢量X= (XI，χ2, ... χη)Τ來表示，χ可以看作是N維觀測(cè)空間的ー個(gè)點(diǎn)。判決問題就是把全部觀測(cè)空間劃分為兩個(gè)部分DO和Dl，當(dāng)觀測(cè)值落入DO區(qū)間時(shí)，判決HO為真，落入Dl區(qū)間時(shí)，判決Hl為真。正確的判決為HO為真判為HO ；H1為真判為Hl ；錯(cuò)誤的判決為HO為真判為Hl ；H1為真判為HO。顯然，不論是單次觀測(cè)還是多次觀測(cè)，判決會(huì)產(chǎn)生以上四種結(jié)果。由于觀測(cè)噪聲的存在，顯然無論如何選擇判決門限都無法完全避免錯(cuò)誤判決的發(fā)生。信號(hào)檢測(cè)理論的宗旨就是通過對(duì)觀測(cè)值進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚硪约斑x擇合適的判決門限，使錯(cuò)誤判決的情況法身的可能性最小或者由錯(cuò)誤判決所引起的后果定義的某種指標(biāo)達(dá)到最優(yōu)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，功率驅(qū)動(dòng)電路分別與可編程邏輯(CPLD)控制芯片和功率逆變器連接，功率驅(qū)動(dòng)電路接收可編程邏輯(CPLD)控制芯片發(fā)出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，井根據(jù)該驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)功率逆變器進(jìn)行逆變。功率驅(qū)動(dòng)電路是瞬變電磁發(fā)射機(jī)的重要組成部分，功率驅(qū)動(dòng)電路性能的好壞直接影響著整個(gè)發(fā)射機(jī)的性能。設(shè)計(jì)性能優(yōu)異的驅(qū)動(dòng)電路，可使功率逆變器在在恰當(dāng)?shù)墓ぷ鳡顟B(tài)工作，縮短導(dǎo)通時(shí)間，降低導(dǎo)通功耗，對(duì)發(fā)射機(jī)的安全性、可靠性和運(yùn)行效率都有重要的影響。而且，對(duì)功率逆變器或者整個(gè)發(fā)射機(jī)的相應(yīng)保護(hù)措施都從驅(qū)動(dòng)電路開始做起，也可以利用驅(qū)動(dòng)電路來完成，這更突出了驅(qū)動(dòng)電路的重要性。在設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路的過程中，要考慮驅(qū)動(dòng)電路能夠滿足輸出信號(hào)必須滿足對(duì)驅(qū)動(dòng)波形的要求，也應(yīng)當(dāng)具有一定推動(dòng)能力。在本發(fā)明的各實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述信號(hào)發(fā)射器包括發(fā)射線圈；和/或， 所述信號(hào)采集器包括采集線圈；和/或，所述主控器包括去噪模塊和交流/直流(A/D)信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊，所述去噪模塊分別與所述信號(hào)采集器和所述模擬/數(shù)字(A/D)信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊連接，所述模擬/數(shù)字(A/D)信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊連接至所述檢測(cè)模塊，以對(duì)所述去噪處理后的所述探測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬/數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換后將該探測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送至所述檢測(cè)模塊；和/或，所述的電磁探測(cè)儀的發(fā)射機(jī)進(jìn)ー步包括存儲(chǔ)模塊，其與所述信號(hào)采集器連接，以對(duì)所述探測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)；和/或，所述的電磁探測(cè)儀的發(fā)射機(jī)進(jìn)ー步包括警報(bào)器，其與所述檢測(cè)模塊連接，當(dāng)所述發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率増加至最大值且檢測(cè)到所述探測(cè)數(shù)據(jù)仍為無效時(shí)，所述警報(bào)器發(fā)出警報(bào)以更換探測(cè)的目標(biāo)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，使用發(fā)射線圈作為信號(hào)發(fā)射器，向探測(cè)目標(biāo)發(fā)射波形信號(hào)，優(yōu)選地，為方波信號(hào)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，可對(duì)應(yīng)地使用采集線圈作為信號(hào)采集器，以接收探測(cè)目標(biāo)反射回的波形信號(hào)，優(yōu)選地，為方波信號(hào)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，可調(diào)節(jié)發(fā)射線圈和/或采集線圈的長度。其中，在保證一定的探測(cè)深度的前提下，往往都使用最小的發(fā)射線圈邊長。由于增大發(fā)射線圈發(fā)射回線和邊長，將會(huì)有效地增強(qiáng)信號(hào)的強(qiáng)度，同時(shí)可以使有效信號(hào)所持續(xù)的時(shí)間延長，進(jìn)而可以使探測(cè)深度加大。但是上述參數(shù)的增大給野外工作増加了很大的難度，同時(shí)使體積效應(yīng)影響增強(qiáng)，而使橫向分辨率降低了。此外，增大發(fā)射線圈的邊長，不僅使有效的信號(hào)強(qiáng)度増大了，同時(shí)干擾信號(hào)的強(qiáng)度夜被増大了。所以，在保證一定的探測(cè)深度的前提下，往往都使用最小的發(fā)射線圈邊長。利用同點(diǎn)裝置進(jìn)行探測(cè)，能夠探測(cè)到埋深相當(dāng)于回線邊長2倍的良導(dǎo)體。因而，利用同點(diǎn)探測(cè)裝置時(shí)，應(yīng)該取發(fā)射線圈邊長大約O. 5倍探測(cè)深度。利用框-回線探測(cè) 裝置時(shí)，發(fā)射回線的邊長應(yīng)該等于或者略大于將要探測(cè)的深度值。其中，采集線圈的長度調(diào)節(jié)與發(fā)射線圈類似。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，采集線圈采集到的探測(cè)數(shù)據(jù)中含有噪聲，對(duì)信號(hào)檢測(cè)分析帶來了很大困難，因此要對(duì)其先進(jìn)行去噪。去噪的目的在于使信號(hào)處理中損失的分量中噪聲的成分盡可能大，而有用信息不受損失或損失盡可能小，使信號(hào)得到較好重構(gòu)。常規(guī)的應(yīng)用于電磁信號(hào)中的去噪方法有以下幾種I.三點(diǎn)指數(shù)逼近非線性平滑去噪法。瞬變電磁信號(hào)單向衰減特性和導(dǎo)電地質(zhì)體感應(yīng)出的二次場(chǎng)信號(hào)晚期呈指數(shù)衰減特性。忽略少數(shù)奇異點(diǎn)對(duì)信號(hào)的影響，此方法能夠?qū)γ芗鶆虿蓸拥乃沧冸姶判盘?hào)數(shù)據(jù)去噪。2.浮動(dòng)閾值去噪方法。無論是瞬變電磁二次場(chǎng)信號(hào)還是其他信號(hào)，它們的性質(zhì)可以用它們的小波性質(zhì)來描述。小波系數(shù)與信號(hào)能量成正比，以此為依據(jù)，作為衡量小波系數(shù)在信號(hào)中的權(quán)重大小，并以信號(hào)能量為判據(jù)的浮動(dòng)域值作為甄別受到噪聲污染的小波系數(shù)，人們提出了浮動(dòng)閾值去噪方法。3.小波系數(shù)極大值線去噪方法。根據(jù)噪聲與信號(hào)具有不同的Lipschitz指數(shù)，以及它們的小波系數(shù)極大模的幅值隨尺度變化表現(xiàn)出不同的特性，人們又提出了小波系數(shù)極大值線去噪的方法。4.正交小波包變換。小波包分解過程實(shí)質(zhì)上就是通過ー組低、高通組合的共扼正交濾波器，不斷地將信號(hào)分割到不同的頻帶上，濾波器組每起作用一次，數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)減半。5. 二次場(chǎng)信號(hào)的去噪方法。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，經(jīng)過去噪處理后的探測(cè)數(shù)據(jù)需要進(jìn)行模擬/數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換，將電磁信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，便于對(duì)探測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)去噪后經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)在瞬變電磁信號(hào)中是否有尖峰和突變。根據(jù)此檢測(cè)結(jié)果來判斷當(dāng)次探測(cè)作業(yè)結(jié)果是否包含有效的地質(zhì)信息，從而做出相應(yīng)的處理動(dòng)作。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，信號(hào)采集器中還進(jìn)ー步設(shè)置了存儲(chǔ)模塊。采集線圈將采集到的探測(cè)數(shù)據(jù)分別存儲(chǔ)在存儲(chǔ)模塊中，并同時(shí)發(fā)送至檢測(cè)模塊。存儲(chǔ)模塊用于對(duì)有效的探測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，還設(shè)置了警報(bào)器。當(dāng)檢測(cè)到探測(cè)數(shù)據(jù)無效吋，提高發(fā)射機(jī)發(fā)射探測(cè)信號(hào)的發(fā)射功率，而當(dāng)發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率已提高至最大值時(shí)，檢測(cè)到探測(cè)數(shù)據(jù)仍無效，則由警報(bào)器發(fā)出警報(bào)，提示操作人員更換探測(cè)目標(biāo)。 在本發(fā)明的各實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述的電磁探測(cè)儀的發(fā)射機(jī)進(jìn)ー步包括匹配系統(tǒng)，其包括阻尼電阻，該阻尼電阻與所述采集線圈連接，以使所述采集線圈在臨界阻尼狀態(tài)工作。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，隨著采集線圈的阻尼系數(shù)ζ的増大，沖激響應(yīng)曲線上升時(shí)間延長，導(dǎo)致系統(tǒng)響應(yīng)速度減慢，截止頻率降低，幅值變小。從而使采集線圈的低頻特性變得明顯，曲線趨于平緩。而當(dāng)阻尼系數(shù)ζ越小，檢測(cè)系統(tǒng)的沖激響應(yīng)曲線上升時(shí)間越短，截止頻率越大，系統(tǒng)的響應(yīng)速度越快，幅值越大，曲線變化越劇烈，采集線圈的高頻特性越明顯。階躍響應(yīng)與沖激響應(yīng)曲線在系統(tǒng)處于臨界阻尼(ζ=1)狀態(tài)時(shí)，采集線圈的工作狀態(tài)最優(yōu)，沒有振蕩，信號(hào)衰減適中，幅值中等，儀器的靈敏度很高，通帶截止頻率處于拐點(diǎn)處。電磁探測(cè)儀的發(fā)射機(jī)的采集線圈受阻尼系數(shù)的影響是不可忽略的。在實(shí)際應(yīng)用中，可為采集線圈連接包括阻尼電阻的匹配系統(tǒng)，以使用阻尼電阻來改變采集線圈的阻尼系數(shù)大 小，優(yōu)選地，調(diào)至臨界阻尼狀態(tài)。在本發(fā)明的各實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述邏輯電路包括可編程邏輯(CPLD )控制芯片，該可編程邏輯(CPLD)控制芯片包括分頻模塊和信號(hào)控制模塊，所述信號(hào)控制模塊根據(jù)所述分頻模塊發(fā)出所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)；和/或，所述功率逆變電路包括ー個(gè)或多個(gè)功率逆變器，其中，當(dāng)所述功率逆變電路包括多個(gè)所述功率逆變器時(shí)，多個(gè)所述功率逆變器并聯(lián)連接。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，邏輯電路使用可編程邏輯(CPLD )控制芯片，可編程邏輯(CPLD)控制芯片是發(fā)射機(jī)的神經(jīng)中樞，不僅具有實(shí)時(shí)性的硬件結(jié)構(gòu)，還具有可編程性，組網(wǎng)通信的功能強(qiáng)大，人機(jī)界面良好，能夠進(jìn)行仿真，所以設(shè)計(jì)電路的靈活性得到增強(qiáng)。可編程邏輯(CPLD)控制芯片的主要工作是與接收機(jī)確定同步；通過信號(hào)控制模塊產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)；并且處理電路中檢測(cè)電路的結(jié)果(根據(jù)探測(cè)數(shù)據(jù)的有效或無效進(jìn)行相應(yīng)處理)，以保護(hù)發(fā)射機(jī)。可編程邏輯(CPLD)控制芯片還包括分頻模塊，以負(fù)責(zé)對(duì)時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行分頻處理，檢測(cè)發(fā)射電流大小，并做出保護(hù)動(dòng)作，輸出指定要求的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，電磁探測(cè)儀的發(fā)射機(jī)在不同的環(huán)境下，根據(jù)需求可以跟多臺(tái)接收機(jī)聯(lián)機(jī)工作。為了兼顧此功能且提高系統(tǒng)性能，在發(fā)射機(jī)中設(shè)置同步校驗(yàn)?zāi)K，優(yōu)選地，同步校驗(yàn)?zāi)K設(shè)置在主控器的可編程邏輯(CPLD)控制芯片中。同步校驗(yàn)?zāi)K用于將發(fā)射機(jī)測(cè)信號(hào)采集器采集到的探測(cè)數(shù)據(jù)與接收機(jī)接收到的探測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行同步校驗(yàn)，以保證探測(cè)數(shù)據(jù)的有效性。發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間的同步信號(hào)采用線同步或全球定位系統(tǒng)(GPS)同步兩種工作方式。當(dāng)探測(cè)儀只與一臺(tái)接收機(jī)配合工作時(shí)，可采用線同步方式；當(dāng)探測(cè)儀與多臺(tái)接收機(jī)聯(lián)機(jī)工作時(shí)，或者發(fā)射機(jī)與接收機(jī)距離較遠(yuǎn)時(shí)，采用GPS同步方式。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，CPLD部分用Verilog - HDL語言編程實(shí)現(xiàn)信號(hào)分頻、過流保護(hù)、輸出雙路驅(qū)動(dòng)信號(hào)、實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)功率驅(qū)動(dòng)等，并且對(duì)發(fā)射機(jī)進(jìn)行自檢。發(fā)射機(jī)從供電開始檢測(cè)每一個(gè)模塊的工作狀態(tài)，包括供電電壓、邏輯信號(hào)等。如遇到工作不正常的情況，報(bào)警提示工作人員進(jìn)行檢查；如正常工作，則顯示工作時(shí)的電流、電壓、工作方式等相關(guān)信息。兩路驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)功率逆變器，例如H橋電路工作，使其輸出預(yù)定的方波信號(hào)，對(duì)其調(diào)整方波寬度以及使幾路功率逆變器并聯(lián)，例如將幾路H橋并聯(lián)，可以調(diào)整提高發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率。在本發(fā)明的各實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述檢測(cè)模塊、所述去噪模塊、所述模擬/數(shù)字(A/D)信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊中的ー種或多種集成在微處理器(MCU)上。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，將檢測(cè)模塊、去噪模塊、模擬/數(shù)字(A/D)信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊中的ー種或多種集成在微處理器(MCU)上，可簡(jiǎn)化本發(fā)明的發(fā)射機(jī)的結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明的各實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述功率逆變電路包括ー個(gè)或多個(gè)功率逆變器，其分別與所述驅(qū)動(dòng)電路和所述發(fā)射線圈連接，所述驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述功率逆變器進(jìn)行逆變，所述功率逆變器通過進(jìn)行所述逆變以調(diào)節(jié)所述發(fā)射線圈向目標(biāo)發(fā)射的信號(hào)的占空比。其中，當(dāng)所述功率逆變電路包括多個(gè)所述功率逆變器時(shí)，多個(gè)所述功率逆變 器并聯(lián)連接。在本發(fā)明的各實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述功率逆變器為全橋逆變器，逆變效果更佳。當(dāng)多個(gè)全橋逆變器并聯(lián)時(shí)，能夠更大程度地提高發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，功率逆變器為ー個(gè)或多個(gè)，優(yōu)選地，將多個(gè)功率逆變器并聯(lián)，可有效增大發(fā)射機(jī)的功率。優(yōu)選地，功率逆變器選擇全橋逆變器，例如為H橋(H橋)，其工作的性能更優(yōu)。驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)H橋(H橋)中場(chǎng)效應(yīng)管的導(dǎo)通與關(guān)斷的信號(hào)。在如圖I所示的本發(fā)明的實(shí)施例中，開始工作后，發(fā)射機(jī)通過發(fā)射線圈101以初始的發(fā)射功率(通常人為根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)定)向目標(biāo)發(fā)射信號(hào)，由采集線圈102采集目標(biāo)對(duì)發(fā)射信號(hào)反射回的探測(cè)數(shù)據(jù)，并將該探測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送至微處理器MCU103，微處理器MCU103中包括檢測(cè)模塊，MCU依次對(duì)探測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪、A/D轉(zhuǎn)換、檢測(cè)，MCU將檢測(cè)結(jié)果發(fā)送至可編程邏輯(CPLD)控制芯片105處。(I)其中，當(dāng)探測(cè)數(shù)據(jù)有效時(shí)，CPLD向H橋驅(qū)動(dòng)電路106發(fā)出降低發(fā)出的信號(hào)的占空比，即降低發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，H橋驅(qū)動(dòng)電路106驅(qū)動(dòng)H橋107進(jìn)行功率逆變，從而降低發(fā)射線圈101發(fā)出的發(fā)射信號(hào)的占空比。重復(fù)發(fā)射、檢測(cè)、驅(qū)動(dòng)、功率逆變，直至第η次發(fā)射后檢測(cè)到探測(cè)數(shù)據(jù)為有效，第η+1次發(fā)射后檢測(cè)到探測(cè)數(shù)據(jù)為無效時(shí)，將第η次發(fā)射信號(hào)的發(fā)射機(jī)的功率作為發(fā)射機(jī)的最小有效功率。(2)其中，當(dāng)探測(cè)數(shù)據(jù)無效吋，CPLD向H橋驅(qū)動(dòng)電路106發(fā)出提高發(fā)出的信號(hào)的占空比，即提高發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，H橋驅(qū)動(dòng)電路106驅(qū)動(dòng)H橋107進(jìn)行功率逆變，從而提高發(fā)射線圈101發(fā)出的發(fā)射信號(hào)的占空比。重復(fù)發(fā)射、檢測(cè)、驅(qū)動(dòng)、功率逆變，直至第η次發(fā)射后檢測(cè)到探測(cè)數(shù)據(jù)為無效，第η+1次發(fā)射后檢測(cè)到探測(cè)數(shù)據(jù)為有效時(shí)，將第η+1次發(fā)射信號(hào)的發(fā)射機(jī)的功率作為發(fā)射機(jī)的有效功率。在提高發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率時(shí)，還可將多個(gè)H橋107并聯(lián)使用，以進(jìn)ー步提高發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率。應(yīng)當(dāng)注意的是，當(dāng)發(fā)射信號(hào)的占空比已提高到閾值，多個(gè)H橋107也并聯(lián)使用時(shí)，仍未檢測(cè)到有效數(shù)據(jù)，則由警報(bào)器104發(fā)出警報(bào)，更換探測(cè)目標(biāo)。本發(fā)明還提供了一種電磁探測(cè)儀的發(fā)射機(jī)的發(fā)射方法，包括以初始的發(fā)射功率向目標(biāo)發(fā)射探測(cè)信號(hào)；采集目標(biāo)對(duì)所述探測(cè)信號(hào)反射回的探測(cè)數(shù)據(jù)；檢測(cè)所述探測(cè)數(shù)據(jù)為有效或無效；當(dāng)探測(cè)數(shù)據(jù)為有效時(shí)，逐步降低發(fā)射探測(cè)信號(hào)的發(fā)射功率，直至確定能接收到有效探測(cè)數(shù)據(jù)的最小功率；當(dāng)探測(cè)數(shù)據(jù)為無效時(shí)，逐步增加發(fā)射探測(cè)信號(hào)的發(fā)射功率，直至確定能接收到有效探測(cè)數(shù)據(jù)的最小功率；以該最小功率向目標(biāo)發(fā)射探測(cè)信號(hào)。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，初始的發(fā)射功率可由人為根據(jù)經(jīng)驗(yàn)預(yù)先設(shè)定，比如選擇ー個(gè)在通用地形中都可檢測(cè)到探測(cè)數(shù)據(jù)的發(fā)射功率。在本發(fā)明的各實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述逐步降低發(fā)射探測(cè)信號(hào)的發(fā)射功率，直至確定能接收到有效探測(cè)數(shù)據(jù)的最小功率包括減小發(fā)射機(jī)向目標(biāo)發(fā)出的所述探測(cè)信號(hào)的占空比的值，并檢測(cè)接收到的探測(cè)數(shù)據(jù)是否為有效，如果有效，繼續(xù)減小所述占空比的值，直至檢測(cè)到探測(cè)數(shù)據(jù)為無效時(shí)，將最后一次接收到有效探測(cè)數(shù)據(jù)所使用的發(fā)射功率確定為所述最小功率；和/或，所述逐步增加發(fā)射探測(cè)信號(hào)的發(fā)射功率，直至確定能接收到有效探測(cè)數(shù)據(jù)的最小功率包括增加發(fā)射機(jī)向目標(biāo)發(fā)出的所述探測(cè)信號(hào)的占空比的值，并檢測(cè)接收到的探測(cè)數(shù)據(jù)是否為有效，如果無效，繼續(xù)増加所述占空比的值，直至檢測(cè)到探測(cè) 數(shù)據(jù)為有效時(shí)，將首次接收到有效探測(cè)數(shù)據(jù)所使用的發(fā)射機(jī)確定為所述最小功率。在本發(fā)明的各實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述逐步增加發(fā)射探測(cè)信號(hào)的發(fā)射功率包括通過全橋逆變器并聯(lián)的方式增加發(fā)射探測(cè)信號(hào)的發(fā)射功率。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，降低發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率可通過減小發(fā)射機(jī)向目標(biāo)發(fā)出的所述探測(cè)信號(hào)的占空比的值來實(shí)現(xiàn)。同樣地，增加發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率可通過增加發(fā)射機(jī)向目標(biāo)發(fā)出的所述探測(cè)信號(hào)的占空比的值來實(shí)現(xiàn)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，還可通過將全橋逆變器并聯(lián)的方式增加發(fā)射探測(cè)信號(hào)的發(fā)射功率。全橋逆變器并聯(lián)的方式可以和增加發(fā)射機(jī)向目標(biāo)發(fā)出的所述探測(cè)信號(hào)的占空比的值搭配使用，進(jìn)ー步調(diào)節(jié)發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率。在本發(fā)明的各實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述逐步降低為毎次降低后發(fā)射的探測(cè)信號(hào)的占空比的值為上一次的O. 5倍；和/或，所述逐步增加為每次增加后發(fā)射的探測(cè)信號(hào)的占空比的值為上一次的2倍。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，逐步降低可包括逐步減小CPLD的工作頻率，比如減小至O. 5倍，即將每次降低后發(fā)射的探測(cè)信號(hào)的占空比的值為上一次的O. 5倍。同樣地，逐步増加可包括逐步増大CPLD的工作頻率，比如増大至2倍，即將每次増加后發(fā)射的探測(cè)信號(hào)的占空比的值為上一次的2倍。在本發(fā)明的各實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述的電磁探測(cè)儀的發(fā)射機(jī)的發(fā)射方法進(jìn)ー步包括當(dāng)發(fā)射功率已增加至最大值，探測(cè)數(shù)據(jù)仍為無效時(shí)，發(fā)出警報(bào)，并更換探測(cè)的目標(biāo)。如圖2所示的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)的發(fā)射方法包括步驟201 :開始工作后，以初始的發(fā)射功率向目標(biāo)發(fā)射探測(cè)信號(hào)；步驟202 :采集經(jīng)目標(biāo)反射回的探測(cè)數(shù)據(jù)；步驟203 :檢測(cè)探測(cè)數(shù)據(jù)是否為有效；步驟204 :檢測(cè)到探測(cè)數(shù)據(jù)有效；步驟205 :通過降低發(fā)射信號(hào)的占空比來降低發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率，并返回至步驟201 ；步驟206 :逐步降低發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率，當(dāng)?shù)讦谴伟l(fā)射信號(hào)并檢測(cè)到此次發(fā)射得到的探測(cè)數(shù)據(jù)有效，第η+1次發(fā)射信號(hào)并檢測(cè)到此次發(fā)射得到的探測(cè)數(shù)據(jù)無效時(shí)；
步驟207 :存儲(chǔ)第η次發(fā)射信號(hào)得到的探測(cè)數(shù)據(jù)。其中，步驟207也可重新使用第η次發(fā)射信號(hào)的發(fā)射功率對(duì)目標(biāo)發(fā)射探測(cè)信號(hào)。如圖3所示的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)的發(fā)射方法包括步驟301 :開始工作后，以初始的發(fā)射功率向目標(biāo)發(fā)射探測(cè)信號(hào)；步驟302 :采集經(jīng)目標(biāo)反射回的探測(cè)數(shù)據(jù)；步驟303 :檢測(cè)探測(cè)數(shù)據(jù)是否為有效；步驟304 :檢測(cè)到探測(cè)數(shù)據(jù)無效；步驟305:通過增加發(fā)射信號(hào)的占空比來增加發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率，并返回至步驟 301 ；步驟306 :當(dāng)?shù)讦谴伟l(fā)射信號(hào)并檢測(cè)到此次發(fā)射得到的探測(cè)數(shù)據(jù)無效，第η+1次發(fā)射信號(hào)并檢測(cè)到此次發(fā)射得到的探測(cè)數(shù)據(jù)有效時(shí)；步驟307 :存儲(chǔ)第η+1次發(fā)射信號(hào)得到的探測(cè)數(shù)據(jù)；其中，步驟307也可重新使用第η+1次發(fā)射信號(hào)的發(fā)射功率對(duì)目標(biāo)發(fā)射探測(cè)信號(hào);步驟308 :當(dāng)發(fā)射信號(hào)的占空比提高至閾值時(shí)仍未檢測(cè)到探測(cè)數(shù)據(jù)有效；步驟309 :報(bào)警，并提示操作人員更換探測(cè)目標(biāo)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，電磁探測(cè)儀的發(fā)射系統(tǒng)利用瞬變電磁探測(cè)技術(shù)，在主控器的控制下，選擇發(fā)射信號(hào)波形，并通過檢測(cè)模塊返回的探測(cè)結(jié)果自適應(yīng)調(diào)整發(fā)射功率，最終提示當(dāng)次的探測(cè)結(jié)果是否有效。本發(fā)明可使用一臺(tái)發(fā)射機(jī)與多臺(tái)接收機(jī)組合工作，并通過邏輯電路中的同步校驗(yàn)?zāi)K將發(fā)射機(jī)的信號(hào)采集器采集到的數(shù)據(jù)與接收機(jī)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行同步校驗(yàn)，保證數(shù)據(jù)的有效性。與其他類型的探測(cè)設(shè)備相比，本系統(tǒng)具有操作簡(jiǎn)便，電路簡(jiǎn)単，功率自適應(yīng)，抗干擾能力強(qiáng)，并加入檢測(cè)模塊對(duì)探測(cè)結(jié)果進(jìn)行初歩檢測(cè)。本文所設(shè)計(jì)的多功能功率自適應(yīng)的瞬變電磁發(fā)射機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了以大電流、短關(guān)斷時(shí)間發(fā)射電流信號(hào)的功能，并通過檢測(cè)二次場(chǎng)來自適應(yīng)調(diào)整發(fā)射功率，為方便、靈活不同情況下的探測(cè)作業(yè)提供了可行性方案。通過本發(fā)明的各實(shí)施例提供的電磁探測(cè)儀的發(fā)射機(jī)及其發(fā)射方法，能夠帶來以下至少ー種有益效果I.能夠預(yù)先檢測(cè)采集到的探測(cè)數(shù)據(jù)的有效性，節(jié)省探測(cè)時(shí)間，節(jié)省資源。本發(fā)明的各實(shí)施例提供的電磁探測(cè)儀的發(fā)射機(jī)及其發(fā)射方法，能夠通過發(fā)射機(jī)中的信號(hào)采集器對(duì)探測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)先采集，并通過主控器中的檢測(cè)模塊檢測(cè)探測(cè)數(shù)據(jù)的有效性。當(dāng)檢測(cè)到探測(cè)數(shù)據(jù)有效時(shí)，可發(fā)送至電磁探測(cè)儀的主控系統(tǒng)對(duì)探測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行后期處理。上述探測(cè)過程能夠節(jié)省探測(cè)時(shí)間，節(jié)省資源。2.能夠?qū)l(fā)射機(jī)的功率自動(dòng)調(diào)節(jié)至最小有效功率，不僅能夠采集到有效信號(hào)，同時(shí)還可節(jié)省電能。發(fā)射機(jī)開始工作后，第一次發(fā)射以預(yù)定的發(fā)射功率進(jìn)行發(fā)射，當(dāng)檢測(cè)模塊檢測(cè)到第一次發(fā)射后采集到的探測(cè)數(shù)據(jù)有效時(shí)，主控器中的邏輯電路向驅(qū)動(dòng)電路發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)電路通過驅(qū)動(dòng)功率逆變器進(jìn)行逆變，降低發(fā)射機(jī)發(fā)射的信號(hào)的占空比，即降低發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率，直至第η次檢測(cè)到的探測(cè)數(shù)據(jù)有效且第η+1次檢測(cè)到的探測(cè)數(shù)據(jù)無效吋，使用第η次發(fā)射信號(hào)的功率為發(fā)射機(jī)的最小有效功率。發(fā)射機(jī)的功率越大越耗電，特別是在野外工作時(shí)，使用蓄電池提供電力，使用本發(fā)明提供的電磁探測(cè)儀的發(fā)射機(jī)，能夠在采集到有效信號(hào)的基礎(chǔ)上節(jié)省電能，為探測(cè)儀提供更長的探測(cè)時(shí)間。3.能夠預(yù)先檢測(cè)到數(shù)據(jù)無效，并及時(shí)更換探測(cè)目標(biāo)，節(jié)省探測(cè)時(shí)間，提高探測(cè)效率。發(fā)射機(jī)開始工作后，第一次發(fā)射以預(yù)定的發(fā)射功率進(jìn)行發(fā)射，當(dāng)檢測(cè)模塊檢測(cè)到第一次發(fā)射后采集到的探測(cè)數(shù)據(jù)無效時(shí)，主控器中的邏輯電路向驅(qū)動(dòng)電路發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)電路通過驅(qū)動(dòng)功率逆變器進(jìn)行逆變，提高發(fā)射機(jī)發(fā)射的信號(hào)的占空比，即提高發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率，直至第η次檢測(cè)到的探測(cè)數(shù)據(jù)無效且第η+1次檢測(cè)到的探測(cè)數(shù)據(jù)有效時(shí)，使用第η+1次發(fā)射信號(hào)的功率為發(fā)射機(jī)的有效功率。當(dāng)將發(fā)射機(jī)發(fā)射的信號(hào)的占空比提高至閾值吋，檢測(cè)探測(cè)數(shù)據(jù)仍無效，則發(fā)出警報(bào)，更換探測(cè)目標(biāo)。通過對(duì)探測(cè)數(shù)據(jù)的預(yù)先檢測(cè)，能夠有效保證采集到的探測(cè)數(shù)據(jù)的有效性，節(jié)省了探測(cè)時(shí)間，提高了探測(cè)效率。
本發(fā)明提供的各種實(shí)施例可根據(jù)需要以任意方式相互組合，通過這種組合得到的技術(shù)方案，也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。顯然，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若對(duì)本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電磁探測(cè)儀的發(fā)射機(jī)，其特征在于，包括 信號(hào)發(fā)射器，其用于向目標(biāo)發(fā)射探測(cè)信號(hào)； 信號(hào)采集器，其用于采集所述目標(biāo)對(duì)所述探測(cè)信號(hào)反射回的探測(cè)數(shù)據(jù)； 主控器，其包括檢測(cè)模塊和邏輯電路，所述檢測(cè)模塊與所述信號(hào)采集器連接并接收所述信號(hào)采集器發(fā)送的所述探測(cè)數(shù)據(jù)，以檢測(cè)所述探測(cè)數(shù)據(jù)為有效或無效；所述邏輯電路與所述檢測(cè)模塊連接，當(dāng)所述探測(cè)數(shù)據(jù)為有效時(shí)所述邏輯電路發(fā)出降低發(fā)射所述探測(cè)信號(hào)的發(fā)射功率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，當(dāng)所述探測(cè)數(shù)據(jù)為無效時(shí)所述邏輯電路發(fā)出增加發(fā)射所述探測(cè)信號(hào)的發(fā)射功率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)； 功率驅(qū)動(dòng)電路，其與所述邏輯電路連接并接收所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)； 功率逆變電路，其分別與所述驅(qū)動(dòng)電路和所述信號(hào)發(fā)射器連接，所述功率逆變電路根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)調(diào)節(jié)所述信號(hào)發(fā)射器的發(fā)射所述探測(cè)信號(hào)的功率。
2.如權(quán)利要求I所述的電磁探測(cè)儀的發(fā)射機(jī)，其特征在于， 所述信號(hào)發(fā)射器包括發(fā)射線圈； 和/或， 所述信號(hào)采集器包括采集線圈； 和/或， 所述主控器包括去噪模塊和模擬/數(shù)字(A/D)信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊，所述去噪模塊分別與所述信號(hào)采集器和所述模擬/數(shù)字(A/D)信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊連接，所述模擬/數(shù)字(A/D)信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊連接至所述檢測(cè)模塊，以對(duì)所述去噪處理后的所述探測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬/數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換后將該探測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送至所述檢測(cè)模塊； 和/或， 所述的電磁探測(cè)儀的發(fā)射機(jī)進(jìn)一步包括存儲(chǔ)模塊，其與所述信號(hào)采集器連接，以對(duì)所述探測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)； 和/或， 所述的電磁探測(cè)儀的發(fā)射機(jī)進(jìn)一步包括警報(bào)器，其與所述檢測(cè)模塊連接，當(dāng)所述發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率增加至最大值且檢測(cè)到所述探測(cè)數(shù)據(jù)仍為無效時(shí)，所述警報(bào)器發(fā)出警報(bào)以更換探測(cè)的目標(biāo)。
3.如權(quán)利要求2所述的電磁探測(cè)儀的發(fā)射機(jī)，其特征在于，進(jìn)一步包括 匹配系統(tǒng)，其包括阻尼電阻，該阻尼電阻與所述采集線圈連接，以使所述采集線圈在臨界阻尼狀態(tài)工作。
4.如權(quán)利要求I所述的電磁探測(cè)儀的發(fā)射機(jī)，其特征在于， 所述邏輯電路包括可編程邏輯(CPLD)控制芯片，該可編程邏輯(CPLD)控制芯片包括分頻模塊和信號(hào)控制模塊，所述信號(hào)控制模塊根據(jù)所述分頻模塊發(fā)出所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)； 和/或， 所述功率逆變電路包括一個(gè)或多個(gè)功率逆變器，其中，當(dāng)所述功率逆變電路包括多個(gè)所述功率逆變器時(shí)，多個(gè)所述功率逆變器并聯(lián)連接。
5.如權(quán)利要求4所述的電磁探測(cè)儀的發(fā)射機(jī)，其特征在于， 所述可編程邏輯(CPLD)控制芯片進(jìn)一步包括同步校驗(yàn)?zāi)K，該同步校驗(yàn)?zāi)K與外部的接收機(jī)連接，以將所述探測(cè)數(shù)據(jù)與所述接收機(jī)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行同步校驗(yàn)；和/或， 所述功率逆變器為全橋逆變器。
6.—種電磁探測(cè)儀的發(fā)射機(jī)的發(fā)射方法,其特征在于,包括 以初始的發(fā)射功率向目標(biāo)發(fā)射探測(cè)信號(hào)； 采集目標(biāo)對(duì)所述探測(cè)信號(hào)反射回的探測(cè)數(shù)據(jù)； 檢測(cè)所述探測(cè)數(shù)據(jù)為有效或無效； 當(dāng)探測(cè)數(shù)據(jù)為有效時(shí)，逐步降低發(fā)射探測(cè)信號(hào)的發(fā)射功率，直至確定能接收到有效探測(cè)數(shù)據(jù)的最小功率；當(dāng)探測(cè)數(shù)據(jù)為無效時(shí)，逐步增加發(fā)射探測(cè)信號(hào)的發(fā)射功率，直至確定能接收到有效探測(cè)數(shù)據(jù)的最小功率； 以該最小功率向目標(biāo)發(fā)射探測(cè)信號(hào)。
7.如權(quán)利要求6所述的電磁探測(cè)儀的發(fā)射機(jī)的發(fā)射方法，其特征在于， 所述逐步降低發(fā)射探測(cè)信號(hào)的發(fā)射功率，直至確定能接收到有效探測(cè)數(shù)據(jù)的最小功率包括減小發(fā)射機(jī)向目標(biāo)發(fā)出的所述探測(cè)信號(hào)的占空比的值，并檢測(cè)接收到的探測(cè)數(shù)據(jù)是否為有效，如果有效，繼續(xù)減小所述占空比的值，直至檢測(cè)到探測(cè)數(shù)據(jù)為無效時(shí)，將最后一次接收到有效探測(cè)數(shù)據(jù)所使用的發(fā)射功率確定為所述最小功率； 和/或， 所述逐步增加發(fā)射探測(cè)信號(hào)的發(fā)射功率，直至確定能接收到有效探測(cè)數(shù)據(jù)的最小功率包括增加發(fā)射機(jī)向目標(biāo)發(fā)出的所述探測(cè)信號(hào)的占空比的值，并檢測(cè)接收到的探測(cè)數(shù)據(jù)是否為有效，如果無效，繼續(xù)增加所述占空比的值，直至檢測(cè)到探測(cè)數(shù)據(jù)為有效時(shí)，將首次接收到有效探測(cè)數(shù)據(jù)所使用的發(fā)射機(jī)確定為所述最小功率。
8.如權(quán)利要求7所述的電磁探測(cè)儀的發(fā)射機(jī)的發(fā)射方法，其特征在于， 所述逐步降低為每次降低后發(fā)射的探測(cè)信號(hào)的占空比的值為上一次的0. 5倍； 和/或， 所述逐步增加為每次增加后發(fā)射的探測(cè)信號(hào)的占空比的值為上一次的2倍。
9.如權(quán)利要求6所述的電磁探測(cè)儀的發(fā)射機(jī)的發(fā)射方法，其特征在于， 所述逐步增加發(fā)射探測(cè)信號(hào)的發(fā)射功率包括通過全橋逆變器并聯(lián)的方式增加發(fā)射探測(cè)信號(hào)的發(fā)射功率。
10.如權(quán)利要求6-9任一項(xiàng)所述的電磁探測(cè)儀的發(fā)射機(jī)的發(fā)射方法,其特征在于,進(jìn)一步包括 當(dāng)發(fā)射功率已增加至最大值，探測(cè)數(shù)據(jù)仍為無效時(shí)，發(fā)出警報(bào)，并更換探測(cè)的目標(biāo)。
全文摘要
本發(fā)明涉及探測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種電磁探測(cè)儀的發(fā)射機(jī)及其發(fā)射方法，能夠?qū)l(fā)射機(jī)的發(fā)射功率調(diào)節(jié)至最小有效功率。電磁探測(cè)儀的發(fā)射機(jī)包括信號(hào)發(fā)射器，其用于發(fā)射探測(cè)信號(hào)；信號(hào)采集器，其用于采集反射回的探測(cè)數(shù)據(jù)；主控器，其包括檢測(cè)模塊和邏輯電路，檢測(cè)模塊接收信號(hào)采集器發(fā)送的探測(cè)數(shù)據(jù)，以檢測(cè)探測(cè)數(shù)據(jù)為有效或無效；邏輯電路與檢測(cè)模塊連接，當(dāng)探測(cè)數(shù)據(jù)為有效時(shí)邏輯電路發(fā)出降低發(fā)射探測(cè)信號(hào)的發(fā)射功率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，當(dāng)探測(cè)數(shù)據(jù)為無效時(shí)邏輯電路發(fā)出增加發(fā)射探測(cè)信號(hào)的發(fā)射功率的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；功率驅(qū)動(dòng)電路，其與邏輯電路連接；功率逆變電路，其分別與驅(qū)動(dòng)電路和信號(hào)發(fā)射器連接，并根據(jù)驅(qū)動(dòng)信號(hào)調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)射器的發(fā)射探測(cè)信號(hào)的發(fā)射功率。
文檔編號(hào)H04B1/04GK102684713SQ20121018410
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月5日
發(fā)明者傅博, 孫光民, 張媛媛, 張帆, 彭博, 楊楊, 趙德群, 鄭鯤, 韓冬閣 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)