一、磁通门磁力仪和探头研制的最新进展（论文文献综述）
郭琦[1]（2021）在《量子传感精密单元弱磁加热系统研究》文中提出在基于量子精密传感的原子磁力仪中,原子气室的温度直接影响着碱金属电子自旋的极化率,从而影响磁力仪的灵敏度,同时原子磁力仪的高灵敏度使其对磁场噪声极其敏感,要求加热过程不能引入额外的磁场干扰,因此弱磁加热是实现高灵敏度原子磁力仪应用的关键。本文首先基于毕奥-萨伐尔定律与电阻值计算公式阐述了弱磁电加热芯片的设计原理,根据此原理设计了回折结构单双层弱磁电加热芯片。然后使用COMSOL Multiphysics仿真软件对所设计芯片的材料与结构参数进行了模拟计算,最终在确定了加热电阻材料选择金属Au,基底材料选用Si O2,线宽70μm,水平间距50μm,空间间距500nm;根据以上材料与结构参数给出了单双层弱磁电加热芯片整体的仿真结果,并使用MEMS制造工艺对单层与双层弱磁电加热芯片进行了制备。接着给出了由总体控制模块、温度采集模块、电加热芯片驱动模块构成的弱磁电加热控制系统的硬件电路总体结构和由系统主程序、温度数据采集程序、PID控制算法程序、PWM程序构成的系统软件算法,并详细介绍了构成控制系统的各个模块工作原理及软件算法的具体流程。最后对弱磁电加热芯片的磁场噪声抑制效果、弱磁电加热控制系统的温控性能、基于电加热芯片的NV色心加热温升效果这三个实验进行测试与分析。其结果表明所设计的双层弱磁电加热芯片比单层芯片的磁场抑制性能提高约6.9倍,距芯片表面5mm处的磁场变化率仅为0.0722n T/m A,并且具有更快的温度响应;所设计的弱磁电加热系统的温控性能达到对芯片表面温度2小时内±0.1℃的温度控制;使用弱磁电加热芯片对NV色心进行温升实验表明该芯片可以在不引入磁场的情况下对量子传感精密单元进行快速稳定加热。
乔中坤[2]（2021）在《多旋翼无人机航磁多参量数据的自补偿方法研究》文中研究指明无人机航磁测量作为传统有人机航磁测量的补充,以其体积小、成本低、人为干预少、无人员安全隐患等优势在地质调查、资源勘探、水下磁性目标体探测及辅助导航等领域得到广泛应用。其中多旋翼无人机航磁测量是其中重要组成部分,适用于中小面积大比例尺航磁详查工作,可作为大型有人机航磁测量和地面磁法测量的有效补充。无人机航磁测量原始磁场数据包括地磁场数据、无人机平台干扰、设备干扰和磁通门传感器转向误差干扰,干扰在航磁异常图上主要表现为沿测线方向条带状异常,严重影响地质异常体解释的准确性,需要进行补偿处理。本文基于一套电动四旋翼无人机搭载高精度磁通门磁力组成的航磁测量系统开展航磁多参量数据自补偿研究,主要研究内容如下:航磁干扰按照来源主要可分为两类:一类是机电设备工作及外界环境产生的噪声干扰,相较于地磁场信号,该部分干扰属于高频噪声,可以通过设计合理滤波器进行预处理。另一类是机载平台干扰和传感器误差,这两部分干扰可通过建模分析处理,也就是补偿处理。本文针对多旋翼无人机航磁系统噪声干扰问题开展系统不同状态下静态测试实验,旨在通过数据频谱分析结果得出航磁系统噪声干扰主要来源、影响大小及频谱特征,并根据噪声干扰高频特性设计相应低通滤波器进行误差处理。本文基于Tolles-Lawson模型建立仪器转向误差和飞行平台机动误差补偿模型,根据两者结构相似的特点,建立综合自补偿模型,并使用最小二乘算法求取综合补偿参数,进而对工区航磁数据进行补偿处理。针对多旋翼无人机航磁系统姿态自调整的特殊性,本文基于Leliak航磁四方位补偿测试飞行方案,展开航空四方位飞行补偿测试和地面四方位补偿测试对比实验,分析评价两种补偿测试方式的补偿效果。针对Tolles-Lawson模型恒定地磁场假设条件影响补偿精度的问题,本文开展了地磁场梯度对补偿精度影响研究和卡尔曼滤波预测地磁场研究,旨在通过卡尔曼滤波预测地磁场改进补偿模型,进而提高补偿精度。航磁总场水平梯度数据能够较好反应磁场水平方向上的弱小变化,具有不受日变影响,有效压制背景场,突出区域场及地质异常体边界等优点,可以有效弥补总场数据在地质解释上的不足。本文基于多旋翼无人机航磁总场综合补偿研究成果开展航磁总场水平梯度补偿研究,旨在构建梯度补偿模型进行干扰补偿处理。航磁三分量数据可以更好的指示地质体矢量信息,对航磁数据化极和剩磁研究具有重要意义,但无人机航磁三分量数据包含载体干扰误差和姿态误差,需要进行补偿处理。本文分析了地理坐标-载体坐标系的6种相互转化矩阵差别,确定了偏航-俯仰-横滚顺序进行姿态解算时误差最小,选择按照横滚-俯仰-偏航的补偿顺序进行姿态补偿。本文根据载体涡流干扰高频特性设置低通滤波器进行数据预处理,基于载体干扰补偿模型和姿态补偿构建了航磁三分量综合补偿误差目标函数,并创新性引入自适应随机步长布谷鸟搜索算法,通过莱维飞行寻求目标误差函数最小值的方法,实现了航磁三分量补偿参数的快速、高效的求取。为了验证补偿效果,本文在安徽芜湖某地22km2工区开展1:20000无人机航磁作业,外业数据采集工作耗时3天完成,体现了多旋翼无人机航磁系统高效性和实用性。航磁总场数据经过综合补偿处理、各项改正及调平处理后总精度满足高精度磁测要求,验证了补偿效果。最后基于欧拉反褶积方法对无人机航磁总场数据进行反演研究,并综合利用欧拉反演结果和地质信息有效划分异常带和断裂构造,圈定岩浆分布区,为工区后期地质找矿工作提供可靠物探资料。
付保才[3]（2021）在《Overhauser质子磁力仪输出信号测量方法研究》文中提出Overhauser磁力仪是一种基于电子顺磁共振和核磁共振原理制成的弱磁测量仪器。由于其具有高精度、高灵敏度、低功耗的特点,被广泛用于考古探测、矿产资源探测、工程环境探测、物体磁性测量等领域。我国对Overhauser磁力仪的研究还处于发展阶段,在精度、灵敏度、准确度、磁测范围等各项指标上都存在较大差距。为了使Overhauser磁力仪国产化和产业化,加大Overhauser磁力仪的研究力度具有深远意义。论文研究依托吉林省发改委“高精度Overhauser质子磁力仪研发及产业化”项目,针对磁力仪输出信号测量展开研究,具体内容如下:1.通过查阅大量相关文献,介绍了Overhauser磁力仪研究意义和背景,阐述了Overhauser磁力仪的研究现状并分析了FID信号现有测量方法。基于Overhauser磁力仪的工作原理及结构确定了本文的具体研究工作。2.Overhauser磁力仪探头中传感器输出的FID信号信噪比低,不能直接用于频率测量,需借助电容配谐电路来提高信噪比。针对现有配谐电路调谐速度慢、精度低等问题,提出一种基于多重自相关的快速调谐方法,通过对FID信号进行多重自相关运算及FFT变换,求出FID信号的大致频率,快速选出相应的配谐电容。3.鉴于传感器输出的FID信号具有频率固定、幅值呈指数衰减的特点,为满足数字测频需要的数字脉冲,对FID信号进行了预处理。设计了放大滤波整形电路,该电路能将FID信号幅值放大,滤除掉干扰噪声,并将其整形为方波。利用Mulitisim软件对设计电路进行仿真,输出信号能够满足数字测频要求。4.针对FID信号现有等精度测频法精度较低、没有对标准信号同步等不足,提出了一种改进的等精度测频法。通过对标准信号的上升沿和下降沿同时计数,与FID现有等精度测频法比较,测量精度提高近2倍;为了通过增加测量时间提高测量精度,鉴于FID信号幅值呈指数衰减的限制,设计了基于FPGA的多通道同步测频算法,间接延长测频时间。通过软件QuartusⅡ与Modelsim联合仿真结果表明,多通道同步测频在不增加原来测频时间前提下,减小频率测量误差,提高了测量精度。
杜俊岐[4]（2021）在《旋翼无人机航磁三分量数据采集及收录系统研制》文中提出航空磁测技术经历了总场测量、总场梯度测量和现在的矢量（三分量）测量等三个阶段。相对于总场和总场梯度测量技术,三分量测量可解决磁测数据处理过程中垂向分辨率低的问题,在磁异常解释中可有效减少多解性,成为当前航空磁测技术研究的热点。无人机具有小型化、飞行灵活、运行成本低等特点,以其为平台,搭载三分量设备开展中小型测区高精度磁测,更容易反映局部测区的磁异常特征,具有重要的应用价值。本文在分析航磁三分量国内外研究现状的基础上,根据载体飞行环境的要求,设计一套适用于旋翼无人机的航磁三分量数据采集及收录系统。具体研究内容如下:（1）针对传感器、芯片不同的电压等级需求,设计高性能、高稳定性、低噪声的电源模块。针对三轴磁通门传感器在信号传递过程中的引入噪声,设计信号调理电路,单通道静态误差优于20n V/√Hz@10Hz。基于FPGA并行处理的优势,实现模数转换芯片驱动设计,完成时序约束及仿真。针对三分量数据与姿态同步问题,基于PPS秒脉冲完成硬件同步时序设计,系统同步误差优于400ns。（2）基于ARM平台高速执行串行算法的优势,通过小波阈值法实现数字滤波模块设计,通过FATFS控制结构实现SD卡收录模块设计。基于PC操作平台开发了LabVIEW上位机软件,用于噪声评估、误差标定、系统验证。基于IPAD操作平台设计了无线数据监控软件,用于无人机调控、起飞前的系统参数调配,飞行测区与测线规划及飞行方案选择。（3）开展了标定与校正实验、地面移动式测量实验以及野外飞行实验。采集系统非线性度误差优于5.5n T,静态噪声水平优于1n T。开展地面移动式磁测实验,成功探测到距测线3m的磁目标体。开展飞行实验,测得三分量数据合成总场与光泵磁力仪测量结果具有一致性。实验结果表明本文研制的旋翼无人机航磁三分量数据采集及收录系统具有稳定性及可靠性,满足实际勘探需求。
刘添豪[5]（2021）在《零磁装置内高均匀度微特级磁场的实现及应用研究》文中研究说明零磁装置可屏蔽地磁场和人为磁场干扰,将内部磁场降低至n T量级。近年来,物理学家为超越粒子标准模型,在世界各地基于零磁装置开展了精密量子测量实验。该类型实验须利用线圈在零磁装置内部复现一个μT级的磁场,并且对该磁场的均匀度提出了严苛的需求。本论文以零磁装置为研究对象,旨在实现幅值在μT量级、梯度低至1 p T/cm的均匀弱磁环境,并且利用该环境开展氙原子电偶极矩测量实验。零磁装置创造的均匀n T级磁场环境是实现μT级均匀磁场的先决条件。先前关于零磁装置的研究多将重点放在内部磁场幅值的衰减,对磁场梯度鲜有关注。本文综合考虑磁场幅值与梯度,首先解析了屏蔽球壳在匀强场下的磁场分布,随后将该模型拓展至非均匀场,揭示了零磁装置对高阶梯度磁场的屏蔽效果优于匀强场的现象;考虑了孔洞对装置内部磁场环境的损害,推导了屏蔽系数与孔洞尺寸的关系式,揭示了即使在匀强场下,孔洞会在装置内部诱发磁场梯度的现象,且通过合理布局孔洞可以降低该影响;针对不可解析的方形零磁装置,利用有限元仿真分析了由于形状造成的磁场梯度以及理想磁平衡时材料剩磁产生的磁场梯度,并利用哈尔滨工业大学的预研零磁室和升级后的柏林零磁室（BMSR-2.1）对上述优化理论进行了实验验证,最终实现了梯度为1 p T/cm的n T级磁场环境,为复现均匀μT磁场环境提供了条件。微特量级的均匀磁场由零磁装置内部的复现线圈产生。由于线圈尺寸受装置大小限制,且铁磁材料会造成磁场畸变,这类磁屏蔽耦合线圈的参数须进行优化,以实现高均匀度目标磁场。本文针对高磁导率平板建立了考虑板材有限厚度特征的改进镜像法模型,提高了磁场计算精度;基于该模型,针对圆筒形和方形屏蔽装置,分别提出了内部复现磁场的近似计算模型,并且分析了其系统误差与适用范围。该模型可用于线圈间距的高效优化,使得磁屏蔽耦合效应不但没有造成磁场均匀度下降,反而提升了该值。据此本文提出一种嵌于零磁室内壁的位置可调的线圈结构与优化策略,尽可能地扩大了线圈尺寸,具有高均匀度、振动小、不占实验空间、鲁棒性强的优点。优化后的该种线圈安装在BMSR-2.1最内层中,基于超导量子干涉仪（SQUID）的测量结果表明磁场幅值在2.3μT时,中心区域10 cm磁场梯度仅为1 p T/cm。磁传感器校准技术是获得高精度磁测数据的前提,保障了高均匀度μT级磁场的实现与应用。传统的高精度校准方法需借助优良的地磁环境,常在偏远地区进行。本文利用高均匀度弱磁环境,提出了一种高效的磁传感器原位校准技术。利用蒙特卡洛仿真分析了随机噪声、数值误差和辅助信息误差的影响,据此比选了三类校准方法,结果表明标量法在实际应用可实现更低的参数误差,以及高均匀度弱磁环境相较于地面磁场环境有助于零位参数校准精度的提高。利用BMSR-2.1内部的微弱均匀磁场进行了三轴磁通门的校准,显着地降低了测量误差。此外,针对无法通过标量法校准的多通道SQUID设备,提出了一种基于高精度线圈组的校准方法,实现了304通道SQUID的校准,为量子测量实验提供了条件。高均匀度微特级磁场的核心应用领域是原子电偶极矩（EDM）测量。本文讨论了基于均匀弱磁环境的氙原子EDM测量方法,由包括哈尔滨工业大学在内的四所国际单位组成的团队在位于德国联邦物理技术研究院的平台进行了实验;着重分析了磁场均匀度对测量结果的影响,利用区块合并法分析实验数据,获得了129Xe电偶极矩的新上限值,将先前最好结果缩小到五分之一。在此基础上,本文提出了一种基于全局相位拟合的数据分析方法,利用克拉美罗界证明了该方法具有高灵敏度,应用该方法至实测数据提高了测量精度,获得了最低的129Xe电偶极矩上限值:dXe<8.3×10-28e cm,将世界记录进一步缩小了40%,验证了高均匀度μT级磁场的优势。本文提出的零磁装置内部磁场梯度系统分析方法、磁屏蔽耦合的线圈模型以及内嵌式位置可调复现线圈结构及优化策略,可实现梯度低至1 p T/cm的微特磁场环境,并且能拓展运用至各类磁屏蔽装置,可支撑隶属于国家重大科技基础设施的哈尔滨工业大学零磁装置的建设;利用该磁场环境进行磁传感器校准有望成为工业界的一种解决方案;基于该环境开展量子精密物理实验为突破现有物理框架的研究提供了一个新的窗口。
王喆[6]（2020）在《海洋地球磁场矢量测量系统关键技术研究》文中认为地磁场作为地球的固有物理特性,隐含着地球内部和外部空间中丰富而重要的信息。地磁场中包含的地磁总场、地磁分量、磁倾角、磁偏角和地磁梯度等信息可以直接反映地球深部乃至地球内核中因压力、温度、物质运动等变化所体现的物理过程,也是航空、航天、航海等方面天然的坐标系。因此,无论是在科学研究领域还是在生产生活领域,对地磁场的研究都有重大意义。近年来,随着对海洋资源的开发和海洋环境的探测的进行,海洋地磁场的重要性越来越被人们关注和重视。目前海洋地磁场测量向连续化、矢量测量方向发展,国际上海洋矢量测量仪器产品不多,且对我国实行管控,国内尚未形成实用化产品。因此,开发能够连续运行、矢量测量的海洋磁力仪具有重要的应用意义。本文依托国家重大科学仪器设备开发专项“海洋地磁场矢量测量仪开发与应用”项目,研制了全球首款能够在4500米以下深度的连续工作3个月的,适应深海潜标、浅海浮标和海底网络等不同测量环境的,地磁总场和矢量测量精度到达0.1nT的一体化测量仪。本文主要的工作内容和所取得的创新成果如下:（1）研制了适应海洋观测的小型化低功耗地磁矢量磁测传感器为了减小传感器体积和功耗,在陆地地磁台站和流动地磁测量所用的矢量磁测传感器的基础上,优化了传感器物理结构和电路设计。传感器采用高温退火的1J86坡莫合金薄带软磁材料缠绕GH128合金环形磁芯骨架的双磁芯传感器结构,减小了传感器体积,增大了磁通门信号;磁芯采用卷绕式结构,感应线圈采用分段绕制,提高了传感器的灵敏度。重新设计了信号调理电路,采用数字驱动电路和低功耗器件,降低了系统功耗。（2）设计了能够适应深海4500米以下工作环境的磁测支撑装置海洋地磁场矢量测量仪支撑装置的设计不止要考虑深海环境下的强度和刚度,而是需要综合考虑支撑装置材料对磁测传感器的影响、电子舱的耐压与密封、框架结构在海底的稳定性、整体结构的重量对布放回收过程中的影响。本设计经过理论计算、模拟仿真和精确评估,采用钛合金材料减小材料对磁测影响和整体重量;采用有限元分析优化结构设计;采用小体积玻璃浮球提高电子舱的耐压和密封性;采用四球四边形结构降低结构重心,提高结构稳定性;通过海试试验验证了磁测支撑装置的整体性能。（3）设计了在有限空间和重量以及无磁干扰约束下整机连续工作三个月的供电装置运用“开源节流”的思想,一方面在满足磁性干扰、体积和重量的要求下,通过电池均衡等技术使蓄电池容量最大化;另一方面,在完成测量指标和功能的前提下,通过多级多路供电方案和各个电子系统的低功耗设计,使系统功耗最小化,最终达到了整机在海底连续工作三个月的设计要求。（4）研究了海洋地磁场矢量测量姿态校正技术水下设备的姿态无法调整,会影响地磁场测量效果。本设计采用捷联姿态测量系统,获取磁测传感器的姿态数据。通过姿态仪本身的精度校准、姿态仪和传感器的非对准误差的补偿、磁测数据矢量归算算法等方式,对海洋地磁场矢量测量仪的水下姿态进行校正,获取标准坐标系下的矢量磁测数据。本论文经过对海洋地磁场矢量测量仪各个部件的设计和测试和整机集成,完成了我国首台、具有国际水平的海洋地球磁场矢量测量仪原理样机。整机台站性能测试表明,仪器性能和功能达到了最初的设计需求和设计目标。
陈思宇[7]（2019）在《基于动态磁滞模型的时间差型磁通门传感器性能提升研究》文中认为自“十三五”科技创新发展规划提出以来,对深地、深空、深海的探索从未停止,磁传感器在其中扮演着重要的角色。磁通门传感器因为其工作稳定,结构简单等特点,是探测低频或直流磁场的主要手段。由于磁测需求不断提高,国际上掀起了对新型磁通门传感技术的探索浪潮,旨在研究结构更简单、指标更优良,适用范围更广的磁通门磁力仪。时间差（RTD）型磁通门传感技术是一种新型的磁通门磁测技术,它采用时间域的测量方法,有效规避了传统偶次谐波型磁通门无法避免的探头对称性误差,具有结构简单,功耗低等特点。自2005年以来,国际上开展了对RTD型磁通门传感器细致的研究,其中涉及到对传感器工作原理的分析,传感器敏感元件的结构、外围电路进行了设计,取得了一定得成果。但是磁芯的磁滞特性是磁通门传感器的基础,磁滞回线的内在波动特性限制了该传感器性能的进一步提升。因此,本文从磁芯的内禀参数矫顽力出发,以矫顽力的波动性表征磁滞回线的波动性,分析并量化了矫顽力的波动对传感器输出的影响,建立了RTD型磁通门传感器的动态磁滞模型。在此基础上对传感器灵敏度和噪声水平进行了研究,建立了RTD型磁通门传感器的近零磁场下的灵敏度模型和噪声传递模型;然后设计了RTD型磁通门传感器的探头结构和信号调理电路;最后对传感器性能进行了测试并提出一种能够有效提高传感器分辨率、降低其噪声水平的单频时间差方法。实验结果表明传感器输出时间差的波动范围为±0.5μs,艾伦方差的计算结果表明本文设计的RTD型磁通门传感的分辨率为0.064 nT,优于国外研制的RTD型磁通门传感器的性能指标,实现了对RTD型磁通门传感器性能提升的目标。（1）建立了磁芯的动态磁滞模型,直观地展示了外磁场和磁化强度之间的动态关系。RTD型磁通门传感器工作于时间域,是一种通过检测磁芯正负饱和状态时间差的装置,而矫顽力是其正负状态切换的阈值,因此针对这一特点采用郎之万方程对矫顽力的波动性进行了描述,进而建立了动态磁滞的统计模型,在此基础上量化了矫顽力的波动对时间差波动的影响,得出磁芯的磁噪声是RTD型磁通门传感器的主要噪声源的结论。（2）建立了工作于零磁场附近的RTD型磁通门传感器的灵敏度模型,它通过探头的物理设计参数（匝数、线圈长度、直径）、激励条件及磁芯的动态磁滞状态计算灵敏度,且计算结果的相对误差不超过4%。RTD型磁通门探头的灵敏度同时与激励条件、矫顽力和外磁场有关,而磁芯的矫顽力与激励条件的耦合关系为灵敏度的优化带来了困难。该模型在动态磁滞模型的基础上,采用变化的微分磁导率代替原灵敏度数学公式中的矫顽力,这使得矫顽力和激励条件退耦,实现了传感器灵敏度的快速计算并简化了传感器灵敏度的设计过程。（3）建立了系统的噪声传递模型,量化了矫顽力的波动对时间差输出的影响,提出了有效的降低噪声的办法。对RTD型磁通门传感器的噪声源进行分析,根据误差传递原则对RTD型磁通门传感器系统建立噪声传递模型,然后运用动态磁滞回线测量系统测量并量化矫顽力波动性对时间差的影响,最后结合噪声特性和系统性能参数的关系,并针对不同的噪声源提出有效的降低噪声的办法。（4）设计了RTD型磁通门传感器系统,并对其激励条件、磁芯材料的选择给出了建议,测试结果显示其时间差的波动在1us以内,最大灵敏度可以达到10μs/nT。根据传感器灵敏度和噪声性能相互制约的关系,对激励条件和磁芯材料进行了选择,设计了前置放大器电路、滤波器电路及滞回比较器电路,并采用软件计算时间差,完成了RTD型磁通门磁力仪的研制。最后,在完成对传感器系统的实验测试及其结果分析的基础上,针对RTD型磁通门传感器的噪声特性,提出了一种单频时间差（SFTD）方法。该方法能在保证探头灵敏度的同时抑制叠加在感应电压上的宽频电子噪声。实验结果表明:传感器输出时间差的波动范围为±0.5μs,同样激励条件下,优于国外研制的RTD型传感器的±1μs及吉林大学早期研制的RTD型传感器的±5μs;艾伦方差的计算结果表征系统分辨率能达0.064 nT,较传统的时间差检测方法而言系统分辨率提高了5倍。实现了对RTD型磁通门传感器的性能提升的目的。
吕庆田,张晓培,汤井田,金胜,梁连仲,牛建军,王绪本,林品荣,姚长利,高文利,顾建松,韩立国,蔡耀泽,张金昌,刘宝林,赵金花[8]（2019）在《金属矿地球物理勘探技术与设备:回顾与进展》文中提出地球物理勘探技术是深部矿产资源勘查的主要技术手段.长期以来,我国地球物理勘查技术和仪器严重依赖国外进口,国产勘查技术无论仪器设备,还是方法、软件尚不能满足日益增长的深部矿产勘查需求."十二五"国家高技术研究发展计划（863计划）资源环境技术领域设立了"深部矿产资源勘探技术"重大项目,以提高深部矿产资源探测的深度、精度、分辨率和抗干扰能力为目标,研发高精度重磁探测技术、电法及电磁探测技术、地震探测、钻探和井中探测技术和装备.经过4年的攻关研究,突破了高精度微重力传感器、铯光泵磁场传感器、宽带感应式电磁传感器等10余项关键技术;研发、完善和升级了地面高精度数字重力仪、质子磁力仪、大功率伪随机广域电磁探测系统、分布式多参数电磁探测系统等18套勘探地球物理仪器设备;创新和完善了20余项勘探地球物理数据处理、正反演方法,研发和完善了2套适合金属矿数据处理及解释的大型软件系统,和8套其他专用软件系统,大幅度提升了我国地球物理勘探技术水平.本文旨在介绍项目取得的主要成果,首先回顾我国地球物理勘探技术的发展历程,然后再重点介绍"深部矿产资源勘探技术"重大项目取得的主要成果和进展,最后对发展我国地球物理勘探技术提出作者的看法和建议.
王晓美[9]（2019）在《地磁场相对变化观测技术研究》文中提出地磁场是全球性的地球物理基本场,地磁观测的任务就是以足够的精度、长期连续地监测地磁场的变化,依此研究相关电流体系或介质电磁性质的变化,服务于地球及空间科学研究、地震预测预报和社会应用等。地磁场具有幅度范围大、时间尺度宽等特点,通常采用地磁场要素绝对值的长期测定来获取地磁场缓慢变化,采用地磁场要素变化部分的连续测量来获取地磁场快速而又微小的变化,传统上将这两种观测方式分别称作地磁绝对观测和地磁相对记录。目前典型的地磁相对变化观测仪器在长期稳定性、响应速度、安装便捷度等方面存在不足。另一方面,地磁定位与导航、磁法勘探、磁异常目标探测等诸多领域的发展也对磁场观测仪器提出更多的要求,同时新原理、新材料、新技术的出现将拓展传统的地磁观测向多模式方向发展。本文在分析目前地面地磁观测现状的基础上总结了我国地磁观测台网相对变化观测的不足之处,并着眼于科学研究、地震监测预报及社会应用未来发展需求,提出地磁相对记录发展趋势及观测仪器发展方向,从而为实现观测技术先进、数据质量高的地磁观测系统提供技术支撑。1.开展高稳定性磁通门传感器研制。首先研究了磁通门传感器的基本工作原理、优化结构,并以此为基础设计信号调理电路,从而获得最佳匹配;其次在保证满足地磁场观测所需仪器性能的前提下缩小磁传感器的体积,并采用悬挂磁传感器的方式,消除因观测墩漂移而引入的观测误差,以及观测仪器在安装过程中因水平调节而引入的安装误差。悬挂机构采用具有与特殊钢相当高硬度和耐磨性的铍铜制作成无磁万向节,实现以Z轴倾斜±6度内自动调平;最后开展样机性能测试和台站对比观测实验。研制的样机性能通过零磁装置进行实验室测试,结果表明:线性度优于1‰、噪声优于0.04nT（RMS）;并在河北省涉县地磁台开展对比观测试运行3个月,其磁偏角（D）基线值月剩余标准偏差（σD）最大值为0.08′,水平强度（H）和垂直强度（Z）基线值月剩余标准偏差（σH、σZ）最大值分别为0.93nT、0.69nT,均小于国家地磁台网观测指标要求,所以从观测数据和基线值表明样机运行稳定可靠。为实现地磁矢量场长期稳定可靠的监测目标提供高分辨力、低噪声和长期稳定特点的相对记录仪器。2.开展基于OVERHAUSER效应磁探头的矢量磁传感器研制。首先详细阐述矢量磁场测量的工作原理,分析磁偏角、磁倾角与总强度的几何关系,确定一组正交偏置线圈的磁轴方向和一个测量周期所得测量数据的数学关系;然后分析球形线圈的均匀区和偏置磁场的幅度对研制磁传感器的噪声影响。为验证理论分析,在地磁台站对样机的性能进行测试和对比观测。结果表明:球形线圈的非均匀度优于5‰,偏置磁场幅度约为总强度磁场幅度的20%左右可以获得较好的噪声性能,总强度F、磁偏角D和磁倾角I的噪声（峰峰值）分别为0.11nT、0.032′、0.014′,为地磁台站相对记录提供高采样率多分量准绝对的观测仪器。3.开展基于非晶丝正交磁通门效应磁传感器研制。基于基本模式的正交磁通门效应,采用真空熔体抽拉设备冷拔并经退火处理的Co基非晶丝作为磁芯材料,首先优化磁敏材料的工作点并确定激励场的幅度和频率,然后设计低噪声信号拾取电路,最后开展样机性能测试和台站对比观测实验。结果表明:噪声优于0.2nT（RMS）、频带响应DC30Hz,同时传感器体积为Φ7cm×10cm,功耗小于1W,实现了便于携带和简易架设,为密集阵列式地磁矢量观测提供观测仪器。4.开展地磁场相对变化观测数据一致性校正技术研究。首先通过理论计算和地磁台站测试实验验证,分析观测仪器的定向、水平姿态与地磁各分量观测数据之间的变化规律并给出定量关系;然后基于差值算法对地磁台站的观测数据的一致性进行分析和校正,并通过软件实现单台和多台的数据校正,从而为科学研究提供高质量的观测数据。
潘琦,刘得军,程星,翟颖,郭宇[10]（2018）在《磁力梯度测量技术的新发展》文中进行了进一步梳理本文从磁法勘探角度出发,首先介绍了三种传统的磁通门探头,分别为经典式、三端式和非晶探头三类.然后介绍了一种较为先进的微型磁通门传感器,按磁芯材料可分为单芯、双芯和环芯三类.之后重点介绍了超导量子干涉仪（SQUID）的基本概念、发展历史和种类分类.从偏置电流方面可分为直流和射频SQUID传感器;从工作温度方面可分为高温超导和低温超导SQUID传感器,并每一类SQUID的工作原理、研究现状和性能特点.
二、磁通门磁力仪和探头研制的最新进展（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、磁通门磁力仪和探头研制的最新进展（论文提纲范文）
（1）量子传感精密单元弱磁加热系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 原子磁力仪的研究进展 |
| 1.2.1 主流磁力仪的分类 |
| 1.2.2 原子磁力仪的发展趋势 |
| 1.3 原子气室的加热方式 |
| 1.4 原子气室温度对磁力仪灵敏度的影响 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第2章 弱磁电加热芯片的设计 |
| 2.1 弱磁电加热芯片的设计目的 |
| 2.2 弱磁电加热芯片的设计原理 |
| 2.2.1 磁场抑制原理 |
| 2.2.2 薄膜加热芯片的工作原理 |
| 2.3 弱磁电加热芯片的结构设计 |
| 2.4 弱磁电加热芯片的材料选择 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 弱磁电加热芯片的仿真与制备 |
| 3.1 弱磁电加热芯片的仿真过程 |
| 3.1.1 COMSOL Multiphysics建模与仿真流程 |
| 3.1.2 基于弱磁电加热芯片的建模仿真 |
| 3.2 仿真结果分析 |
| 3.2.1 磁场抑制原理仿真结果 |
| 3.2.2 结构和材料仿真结果 |
| 3.2.3 弱磁电加热芯片整体仿真结果 |
| 3.3 弱磁电加热芯片的制备 |
| 3.3.1 MEMS制造工艺简介 |
| 3.3.2 单层芯片的制备流程 |
| 3.3.3 双层芯片的制备流程 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 弱磁电加热控制系统设计 |
| 4.1 硬件电路总体结构设计 |
| 4.1.1 总体控制模块设计 |
| 4.1.2 温度测量模块设计 |
| 4.1.3 弱磁电加热芯片驱动模块设计 |
| 4.2 温度测控系统软件设计 |
| 4.2.1 PID 控制算法简介 |
| 4.2.2 系统主程序设计 |
| 4.2.3 温度采集模块程序设计 |
| 4.2.4 温度控制程序设计 |
| 4.2.5 PWM程序设计 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 测试实验与结果 |
| 5.1 电加热芯片磁场噪声抑制效果测试实验 |
| 5.1.1 磁场噪声检测系统搭建 |
| 5.1.2 测试结果和分析 |
| 5.2 弱磁电加热控制系统温控性能测试实验 |
| 5.2.1 弱磁电加热芯片温度响应测试 |
| 5.2.2 弱磁电加热系统温控性能测试 |
| 5.3 基于电加热芯片的NV色心加热温升效果测试 |
| 5.3.1 金刚石 NV 色心的检测原理 |
| 5.3.2 金刚石 NV 色心测试系统的搭建 |
| 5.3.3 测试结果和分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结及展望 |
| 6.1 研究工作总结 |
| 6.2 研究工作展望 |
| 附录 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的论文及取得的研究成果 |
| 致谢 |
（2）多旋翼无人机航磁多参量数据的自补偿方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 航磁补偿研究背景及意义 |
| 1.2 航磁补偿研究现状 |
| 1.2.1 国内外航磁补偿模型研究 |
| 1.2.2 国内外航磁补偿参数求解算法研究 |
| 1.3 航磁补偿主要存在问题 |
| 1.4 论文研究内容及研究路线 |
| 1.5 论文创新点 |
| 1.6 论文组织架构 |
| 第2章 航磁多参量数据测量技术 |
| 2.1 航磁测量简介 |
| 2.2 航磁测量系统 |
| 2.2.1 航磁飞行平台 |
| 2.2.2 航磁测量设备 |
| 2.3 航磁补偿系统 |
| 2.3.1 航磁补偿原理 |
| 2.3.2 航磁补偿设备 |
| 2.4 航磁数据处理 |
| 2.5 无人机航磁测量 |
| 2.6 航磁测量发展趋势 |
| 2.6.1 无人化探测系统 |
| 2.6.2 航磁全张量探测系统 |
| 2.6.3 无人化综合探测系统 |
| 2.6.4 无人化集群式综合探测系统 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 基于Tolles-Lawson模型的航磁总场综合自补偿研究 |
| 3.1 多旋翼无人机航磁系统组成 |
| 3.1.1 多旋翼无人机平台 |
| 3.1.2 航空磁力仪 |
| 3.1.3 雷达高度计 |
| 3.2 航磁系统误差研究 |
| 3.2.1 机电设备干扰 |
| 3.2.2 机动干扰 |
| 3.2.3 航磁传感器误差 |
| 3.3 综合误差补偿 |
| 3.4 航磁系统补偿测试 |
| 3.4.1 有人机航磁补偿测试 |
| 3.4.2 无人机航磁补偿测试 |
| 3.4.3 多旋翼无人机航磁补偿测试 |
| 3.5 航磁补偿误差及改进 |
| 3.5.1 补偿后误差分析 |
| 3.5.2 地磁场变化对补偿影响 |
| 3.5.3 卡尔曼滤波 |
| 3.5.4 基于卡尔曼滤波的补偿模型改进 |
| 3.6 无人机航磁系统测试 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 基于航磁水平梯度测量的自补偿研究 |
| 4.1 航磁梯度测量原理 |
| 4.2 航磁梯度补偿 |
| 4.2.1 航磁水平梯度误差来源 |
| 4.2.2 航磁水平梯度补偿 |
| 4.3 航磁水平梯度补偿测试 |
| 4.4 航磁梯度测量系统测试 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于自适应布谷鸟搜索航磁三分量自补偿研究 |
| 5.1 航磁测量系统中坐标转换 |
| 5.1.1 地理坐标系 |
| 5.1.2 载体坐标系 |
| 5.1.3 地理坐标转换到载体坐标 |
| 5.1.4 姿态转换误差 |
| 5.1.5 载体坐标转换到地理坐标 |
| 5.2 无人机载体干扰 |
| 5.3 综合补偿模型 |
| 5.4 自适应步长布谷鸟搜索算法 |
| 5.4.1 布谷鸟搜索算法 |
| 5.4.2 自适应步长布谷鸟搜索算法 |
| 5.4.3 补偿参数求解流程 |
| 5.5 补偿试验 |
| 5.5.1 姿态误差:地理坐标-载体坐标 |
| 5.5.2 姿态补偿:载体坐标-地理坐标 |
| 5.5.3 载体干扰补偿试验 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 基于高精度航磁补偿数据的地质找矿应用 |
| 6.1 工区概况 |
| 6.1.1 工区地质概况 |
| 6.1.2 区域地球物理特征 |
| 6.2 无人机航磁测量 |
| 6.2.1 任务设计 |
| 6.2.2 数据质量评价 |
| 6.3 航磁数据处理 |
| 6.3.1 航磁△T等值线图 |
| 6.3.2 航磁△T化极等值线图 |
| 6.4 航磁数据欧拉反演 |
| 6.4.1 欧拉反褶积 |
| 6.4.2 欧拉反演构造指数选取 |
| 6.4.3 工区航磁欧拉反演解 |
| 6.5 地质解释 |
| 6.5.1 工区断裂 |
| 6.5.2 工区岩浆岩 |
| 6.5.3 工区成矿带圈定 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 结论 |
| 7.1 研究成果及结论 |
| 7.2 存在问题及进一步研究思路 |
| 文献参考 |
| 作者简介及在读期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（3）Overhauser质子磁力仪输出信号测量方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 磁力仪研究进展 |
| 1.2.1 磁通门磁力仪 |
| 1.2.2 光泵磁力仪 |
| 1.2.3 超导磁力仪 |
| 1.3 Overhauser磁力仪研究现状 |
| 1.3.1 Overhauser磁力仪发展概述 |
| 1.3.2 FID信号检测研究现状 |
| 1.4 本文的主要研究内容与结构 |
| 第2章 Overhauser磁力仪的工作原理及系统组成 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 Overhauser磁力仪工作原理 |
| 2.3 Overhauser磁力仪系统组成 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 FID信号频率粗测及快速调谐 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 传感器配谐原理 |
| 3.3 FID信号频率粗测 |
| 3.3.1 FID信号背景噪声特性分析及模型建立 |
| 3.3.2 多重自相关检测原理 |
| 3.3.3 仿真分析 |
| 3.4 FID信号快速调谐设计 |
| 3.5 本章小节 |
| 第4章 FID信号预处理及测频方法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 FID信号预处理 |
| 4.2.1 FID信号放大 |
| 4.2.2 FID信号滤波 |
| 4.2.3 FID信号整形 |
| 4.3 FID信号常规测频方法 |
| 4.3.1 直接测频法 |
| 4.3.2 等精度测频法 |
| 4.4 改进等精度测频法研究 |
| 4.4.1 测频原理 |
| 4.4.2 仿真验证 |
| 4.5 基于改进等精度的多通道同步测频法 |
| 4.5.1 测频原理 |
| 4.5.2 多通道同步测频法的实现 |
| 4.5.3 仿真验证 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 攻读硕士学位期间研究成果 |
（4）旋翼无人机航磁三分量数据采集及收录系统研制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外发展现状 |
| 1.3 主要研究工作 |
| 第2章 航磁三分量数据采集及收录系统总体方案设计 |
| 2.1 航磁三分量测量理论分析 |
| 2.2 航磁三分量数据采集及收录系统架构 |
| 2.2.1 硬件方案设计 |
| 2.2.2 软件方案设计 |
| 2.2.3 测试方案设计 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 系统硬件模块设计 |
| 3.1 电源模块设计 |
| 3.1.1 开关电源设计 |
| 3.1.2 线性电源设计 |
| 3.1.3 电路布局布线优化 |
| 3.2 信号调理电路设计 |
| 3.2.1 共模滤波模块设计 |
| 3.2.2 信号衰减与运算放大模块设计 |
| 3.2.3 单端转差分模块设计 |
| 3.3 模数转换电路设计 |
| 3.3.1 LTC2508 模块设计 |
| 3.3.2 外置基准源模块设计 |
| 3.4 FPGA主控电路设计 |
| 3.4.1 主控芯片选型 |
| 3.4.2 采集控制时序设计 |
| 3.4.3 秒脉冲同步设计 |
| 3.4.4 数据缓存设计 |
| 3.5 ARM主控电路设计 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 系统软件设计 |
| 4.1 基于ARM的软件设计 |
| 4.1.1 数据预处理设计 |
| 4.1.2 滤波算法设计 |
| 4.1.3 功能模块设计 |
| 4.2 基于LabVIEW的数据采集控制软件设计 |
| 4.2.1 LabVIEW上位机方案设计 |
| 4.2.2 上位机参数配置 |
| 4.2.3 测控与数据收录设计 |
| 4.2.4 传感器误差校正设计 |
| 4.3 基于IOS操作平台的软件设计 |
| 4.3.1 旋翼无人机飞控系统调节与路线规划 |
| 4.3.2 基于IOS的无线测控软件设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 系统性能测试与分析 |
| 5.1 数据采集系统总体性能评估 |
| 5.1.1 短路噪声测试 |
| 5.1.2 测量误差标定 |
| 5.1.3 同步误差评估 |
| 5.2 野外实验 |
| 5.2.1 地面实验 |
| 5.2.2 飞行实验 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 6.1 主要研究成果 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及科研成果 |
| 致谢 |
（5）零磁装置内高均匀度微特级磁场的实现及应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究目的与意义 |
| 1.1.1 课题背景 |
| 1.1.2 研究目的与意义 |
| 1.2 高均匀度微特级弱磁环境实现技术研究现状 |
| 1.2.1 磁屏蔽技术 |
| 1.2.2 高均匀度弱磁复现线圈 |
| 1.3 高均匀度微特级磁场环境应用研究现状 |
| 1.3.1 矢量磁传感器校准技术 |
| 1.3.2 粒子固有电偶极矩测量 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 零磁装置内部磁场分析方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 匀强磁场激励下球形屏蔽磁场解析 |
| 2.2.1 全区域磁场分布理论推导 |
| 2.2.2 屏蔽机理及屏蔽系数分析 |
| 2.3 非均匀磁场激励下球形屏蔽解析 |
| 2.3.1 纬向多级磁场屏蔽效果分析 |
| 2.3.2 线圈磁场屏蔽效果分析 |
| 2.3.3 屏蔽系数测试规范分析 |
| 2.4 孔洞对屏蔽性能影响解析 |
| 2.4.1 单孔洞理想磁屏蔽磁场解析 |
| 2.4.2 含多孔洞有限磁导率球壳屏蔽系数的解析 |
| 2.4.3 含孔洞球壳的共振效应分析 |
| 2.5 长方体零磁装置屏蔽性能分析 |
| 2.5.1 基于有限元法的内部磁场分析 |
| 2.5.2 磁场分析理论实验验证 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 零磁装置高均匀度复现线圈的建模与优化策略 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 双侧高磁导率平板磁场解析 |
| 3.2.1 含单侧平板圆形线圈建模 |
| 3.2.2 改进多重镜像法与双重镜像法 |
| 3.3 圆柱型磁屏蔽筒内圆形线圈磁场建模 |
| 3.3.1 基于双重镜像法的屏蔽圆筒近似模型 |
| 3.3.2 近似模型误差分析及线圈优化 |
| 3.4 有限厚度的方形磁屏蔽室内线圈建模 |
| 3.4.1 基于镜像法的线圈半解析模型的建立 |
| 3.4.2 基于有限元解的模型误差分析及实验验证 |
| 3.5 内嵌式位置可调方形线圈结构 |
| 3.5.1 线圈间距优化设计 |
| 3.5.2 实际非理想因素影响分析 |
| 3.5.3 基于绕组位置微调的磁场优化策略 |
| 3.5.4 基于原子核自旋的原位磁场梯度验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于高均匀度弱磁环境的磁传感器校准方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 矢量磁传感器校准方法与性能分析 |
| 4.2.1 磁传感器线性输入输出模型的建立 |
| 4.2.2 三类典型磁传感器校准算法比较 |
| 4.2.3 基于仿真数据的校准参数不确定度分析 |
| 4.3 基于典型磁场环境的磁传感器校准误差综合分析 |
| 4.3.1 典型磁场环境特性分析 |
| 4.3.2 磁场低频漂移及空间梯度的影响分析 |
| 4.3.3 基于蒙特卡洛法的综合校准误差分析 |
| 4.4 基于均匀弱磁环境的磁传感器校准方法研究 |
| 4.4.1 基于蒙特卡洛的校准方法比选研究 |
| 4.4.2 基于BMSR-2.1 的实验验证 |
| 4.4.3 基于高精度线圈阵列的多通道磁力仪校准方法及实验 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于微特级均匀磁场的 129Xe电偶极矩测量 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 氙原子电偶极矩测量实验原理 |
| 5.2.1 塞曼效应与斯塔克效应 |
| 5.2.2 自旋交换光泵极化及自旋弛豫 |
| 5.2.3 共磁力仪原理 |
| 5.3 氙原子电偶极矩测量方案及数据特性 |
| 5.3.1 氙原子电偶极矩实验方案及流程 |
| 5.3.2 氙原子电偶极矩实验平台及数据特性 |
| 5.4 基于全局相位拟合的EDM数据分析方法 |
| 5.4.1 连续相位估计 |
| 5.4.2 全局相位拟合法 |
| 5.4.3 理论克拉美罗方差下限 |
| 5.5 基于蒙特卡洛分析的数据分析方法验证 |
| 5.5.1 仿真数据生成方法 |
| 5.5.2 机械振动噪声影响分析 |
| 5.5.3 共磁力仪频率漂移影响分析 |
| 5.6 Xe EDM数据分析结果 |
| 5.6.1 随机误差分析 |
| 5.6.2 系统误差分析 |
| 5.6.3 新上限的物理意义 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其他成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（6）海洋地球磁场矢量测量系统关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和目标 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.1.3 研究目标 |
| 1.2 论文主要研究内容与思路 |
| 1.2.1 研究内容 |
| 1.2.2 研究思路 |
| 1.2.3 论文结构 |
| 1.3 本章小结 |
| 第2章 海洋地磁场测量技术发展动态 |
| 2.1 地磁场基本认识 |
| 2.1.1 地磁要素 |
| 2.1.2 地磁场的构成 |
| 2.2 海洋地磁场测量仪器 |
| 2.2.1 地磁总场测量仪器 |
| 2.2.2 地磁矢量测量仪器 |
| 2.2.3 海洋地磁场测量仪器总结 |
| 2.3 海洋地磁场测量技术 |
| 2.3.1 船载式地磁场测量技术 |
| 2.3.2 拖曳式地磁场测量技术 |
| 2.3.3 锚系潜标地磁场测量技术 |
| 2.3.4 海床基地磁场测量技术 |
| 2.3.5 海底网络地磁场测量技术 |
| 2.3.6 海洋地磁场测量技术总结 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 海洋地磁场矢量测量系统总体设计 |
| 3.1 海洋地磁场测量系统需求分析 |
| 3.1.1 海洋地磁场测量性能需求分析 |
| 3.1.2 海洋地磁场测量功能需求分析 |
| 3.2 海洋地磁场矢量测量系统基本原理 |
| 3.2.1 系统结构 |
| 3.2.2 工作原理 |
| 3.3 关键问题分析 |
| 3.3.1 矢量磁测传感器 |
| 3.3.2 磁性干扰抑制 |
| 3.3.3 海底磁测支撑装置 |
| 3.3.4 水下供电装置 |
| 3.3.5 矢量磁测水下姿态校正 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 海洋地磁场矢量测量传感器研制 |
| 4.1 海洋磁测传感器需求分析与关键技术 |
| 4.1.1 海洋磁测传感器需求分析 |
| 4.1.2 三分量磁通门传感器关键技术 |
| 4.2 三分量磁通门传感器研制 |
| 4.2.1 磁通门传感器测量原理 |
| 4.2.2 磁通门传感器设计与实现 |
| 4.2.3 磁通门传感器实验验证 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 磁性干扰抑制技术研究 |
| 5.1 磁性干扰因素及机理分析 |
| 5.1.1 载体框架磁性干扰产生机理 |
| 5.1.2 蓄电池组磁性干扰产生机理 |
| 5.1.3 传感器间电磁干扰产生机理 |
| 5.2 磁性干扰实验研究 |
| 5.2.1 载体框架磁性干扰实验 |
| 5.2.2 锂电池组磁性干扰实验 |
| 5.2.3 传感器间电磁干扰实验 |
| 5.3 磁性干扰抑制技术研究 |
| 5.3.1 基于EMD和形态滤波算法的地磁测量抗干扰技术 |
| 5.3.2 EMD-形态滤波降噪算法仿真实验 |
| 5.3.3 磁性干扰抑制实验验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 海底磁测支撑装置设计 |
| 6.1 海底磁测支撑装置设计需求分析与关键技术 |
| 6.1.1 载体框架结构与强度 |
| 6.1.2 电子舱耐压与密封 |
| 6.1.3 磁性干扰 |
| 6.1.4 布放与回收 |
| 6.2 载体框架结构设计 |
| 6.2.1 载体框架的材料选择 |
| 6.2.2 载体框架的结构形式 |
| 6.2.3 载体框架载荷工况及安全系数的选择 |
| 6.2.4 载体框架力学特性分析 |
| 6.3 耐压电子舱设计 |
| 6.3.1 耐压电子舱的材料选择 |
| 6.3.2 耐压电子舱的结构形式 |
| 6.3.3 电子舱耐压测试实验 |
| 6.4 水下受力分析与浮力配置 |
| 6.4.1 仪器水下受力分析 |
| 6.4.2 浮力配置 |
| 6.5 支撑装置实现与验证 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 供电装置设计 |
| 7.1 供电装置需求分析与关键技术 |
| 7.1.1 供电装置需求与制约因素分析 |
| 7.1.2 容量最大化 |
| 7.1.3 功耗最小化 |
| 7.2 蓄电池组设计 |
| 7.2.1 蓄电池类型选择 |
| 7.2.2 SOC电路设计 |
| 7.2.3 电池均衡设计 |
| 7.3 低功耗供电管理设计 |
| 7.3.1 电源管理芯片的类型与特点 |
| 7.3.2 多级多路供电方案 |
| 7.4 本章小结 |
| 第8章 海洋地磁场矢量测量姿态校正技术研究 |
| 8.1 三分量磁通门磁力仪姿态校正模型构建 |
| 8.1.1 坐标系及姿态角相关概念 |
| 8.1.2 姿态校正模型建立 |
| 8.2 姿态校正技术实验验证 |
| 8.2.1 姿态校正实验过程 |
| 8.2.2 姿态校正实验结果 |
| 8.3 本章小结 |
| 第9章 系统集成与整机构建 |
| 9.1 总控系统设计 |
| 9.1.1 低功耗潜标总控单元设计 |
| 9.1.2 高性能浮标总控单元设计 |
| 9.2 仪器监控管理平台系统设计 |
| 9.2.1 监控管理平台需求分析与关键技术 |
| 9.2.2 软件系统架构 |
| 9.2.3 系统功能设计与实现 |
| 9.3 整机集成 |
| 9.3.1 电子舱集成 |
| 9.3.2 机械结构集成 |
| 9.3.3 电气结构集成 |
| 9.4 本章小结 |
| 第10章 海洋地磁场矢量测量系统测试 |
| 10.1 海洋地磁场矢量测量仪性能测试 |
| 10.1.1 测量项目与方法 |
| 10.1.2 测试仪器与设备 |
| 10.1.3 测试环境 |
| 10.1.4 测试过程 |
| 10.1.5 测试结果 |
| 10.2 海洋地磁场矢量测量仪功能测试 |
| 10.2.1 数据波形实时显示 |
| 10.2.2 数据管理 |
| 10.2.3 运行日志 |
| 10.2.4 状态监控 |
| 10.2.5 仪器管理 |
| 10.2.6 用户管理 |
| 10.3 本章小结 |
| 第11章 研究总结与展望 |
| 11.1 论文总结 |
| 11.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 攻读博士学位期间参与的项目及发表的文章 |
（7）基于动态磁滞模型的时间差型磁通门传感器性能提升研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 弱磁检测中的磁通门传感器 |
| 1.1.2 磁通门磁力仪的研究背景 |
| 1.1.3 磁滞回线模型的研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 磁通门传感器的研究现状 |
| 1.2.2 RTD型磁通门传感器及磁滞模型的研究现状 |
| 1.2.3 RTD型传感技术研究中存在的问题 |
| 1.3 本文研究目的和意义 |
| 1.4 论文研究内容和结构安排 |
| 1.4.1 论文研究内容 |
| 1.4.2 论文结构安排 |
| 第2章 RTD型磁通门的磁滞状态分析及传感原理 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 磁滞模型的理论基础 |
| 2.2.1 磁芯的磁化过程 |
| 2.2.2 静态磁滞:Jiles-Atherton模型 |
| 2.2.3 动态磁滞:自由能(Free energy)模型 |
| 2.3 RTD型磁通门传感原理及其数学描述 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 RTD型磁通门传感器的动态磁滞模型 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 动态磁滞模型研究 |
| 3.2.1 矫顽力的随机分布特性 |
| 3.2.2 双稳态系统的势能函数 |
| 3.2.3 RTD型磁通门传感器的动态磁滞回线模型 |
| 3.3 验证矫顽力的波动性 |
| 3.3.1 动态磁滞测量系统设计 |
| 3.3.2 矫顽力波动性的测量结果及其对传感器性能影响的量化分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于动态磁滞的近零磁场下的RTD型磁通门的灵敏度模型 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 RTD磁通门传感器灵敏度建模 |
| 4.2.1 不同激励波形下的灵敏度 |
| 4.2.2 动态差分磁导率表征的磁芯磁滞状态 |
| 4.2.3 动态差分磁导率测量系统设计 |
| 4.3 灵敏度模型的计算及结果 |
| 4.3.1 实验条件 |
| 4.3.2 实验结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于动态磁滞模型的噪声性能优化分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 RTD型磁通门传感器的噪声源 |
| 5.2.1 传感器系统的电子噪声 |
| 5.2.2 磁芯内部的磁噪声 |
| 5.2.3 RTD型磁通门的噪声传递模型 |
| 5.3 RTD磁通门传感器的信噪比优化方法 |
| 5.3.1 噪声源与噪声抑制方法 |
| 5.3.2 噪声测量结果 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 RTD型磁通门传感器设计 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 RTD磁通门传感器的探头结构设计 |
| 6.2.1 磁芯的退磁效应 |
| 6.2.2 RTD型磁通门探头的结构设计 |
| 6.3 激励条件及磁芯材料选择 |
| 6.3.1 磁性材料的选择 |
| 6.3.2 激励条件的选择 |
| 6.4 信号调理电路及传感器系统设计 |
| 6.4.1 信号调理电路设计 |
| 6.4.2 传感器系统设计 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 RTD型磁通门传感器测试及处理 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 RTD型磁通门传感器实验测试及结果分析 |
| 7.3 基于时频分析的性能提升方法 |
| 7.3.1 SFTD方法的意义及目的 |
| 7.3.2 SFTD方法 |
| 7.3.3 SFTD方法的测试及实验结果 |
| 7.4 本章小结 |
| 第8章 总结与展望 |
| 8.1 主要研究工作与成果 |
| 8.2 本文的创新点 |
| 8.3 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及攻读博士期间科研成果 |
| 致谢 |
（8）金属矿地球物理勘探技术与设备:回顾与进展（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 金属矿勘探技术发展历程 |
| 1.1 重、磁勘探技术 |
| 1.2 电法及电磁勘探技术 |
| 1.3 金属矿地震勘探技术 |
| 1.4 井中物探及测井技术 |
| 1.5 硬岩深井岩心钻探技术 |
| 2 金属矿勘探技术新进展 |
| 2.1 重磁探测技术 |
| 2.1.1 进展概述 |
| 2.1.2 代表性成果 |
| 2.2 电法及电磁探测技术 |
| 2.2.1 进展概述 |
| 2.2.2 代表性成果 |
| 2.3 金属矿地震探测技术 |
| 2.3.1 进展概述 |
| 2.3.2 代表性成果 |
| 2.4 钻探及井中物探与测井技术 |
| 2.4.1 进展概述 |
| 2.4.2 代表性成果 |
| 3 挑战及下一步研发方向 |
| 4 结论 |
（9）地磁场相对变化观测技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状与进展 |
| 1.2.1 矢量磁传感器技术 |
| 1.2.2 地磁场相对观测技术的发展趋势 |
| 1.3 本文研究目的、技术路线和研究内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 高稳定性磁通门传感器研制 |
| 2.1 基于磁通门效应的矢量磁场测量原理 |
| 2.2 三分量磁通门传感器研制 |
| 2.2.1 传感器小型化设计 |
| 2.2.2 信号调理电路设计 |
| 2.2.3 传感器悬挂结构设计 |
| 2.3 样机实验室性能测试和台站对比观测实验 |
| 2.3.1 实验室性能测试 |
| 2.3.2 台站对比观测实验 |
| 2.4 本章小节 |
| 第三章 基于OVERHAUSER效应磁探头的矢量磁传感器研制 |
| 3.1 基于标量磁探头矢量磁场测量原理 |
| 3.1.1 基于OVERHASER效应磁场测量原理 |
| 3.1.2 使用标量磁力仪测量地磁场分量原理 |
| 3.1.3 基于OVERHASER效应磁探头的矢量磁场测量原理 |
| 3.2 矢量磁传感器研制 |
| 3.2.1 偏置线圈设计 |
| 3.2.2 电流源设计 |
| 3.2.3 正交度误差校正 |
| 3.3 样机性能测试和台站对比观测实验 |
| 3.3.1 样机性能测试 |
| 3.3.2 台站对比观测实验 |
| 3.4 本章小节 |
| 第四章 基于非晶丝正交磁通门效应的磁传感器研制 |
| 4.1 基本模式的正交磁通门原理 |
| 4.2 基于非晶丝正交磁通门效应磁传感器研制 |
| 4.2.1 丝状磁传感器设计 |
| 4.2.2 信号调理电路设计 |
| 4.3 样机实验室性能测试和台站对比观测实验 |
| 4.3.1 实验室性能测试 |
| 4.3.2 台站对比观测实验 |
| 4.4 本章小节 |
| 第五章 地磁场相对变化观测数据一致性校正技术研究 |
| 5.1 地磁场相对变化观测数据不一致性现状分析 |
| 5.2 传感器姿态对地磁场日变化观测数据的影响分析 |
| 5.2.1 三轴磁通门传感器定向误差分析 |
| 5.2.2 三轴磁通门传感器水平误差分析 |
| 5.2.3 传感器姿态偏转角度误差测试实验 |
| 5.3 基于差值算法设计与验证 |
| 5.3.1 基于差值算法设计 |
| 5.3.2 基于差值算法验证 |
| 5.3.3 校正算法软件实现 |
| 5.4 本章小节 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 研究成果 |
| 6.2 存在问题 |
| 6.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历与研究成果 |
（10）磁力梯度测量技术的新发展（论文提纲范文）
| 0 引 言 |
| 1 磁通门技术介绍 |
| 1.1 经典式探头 |
| 1.2 三端式探头 |
| 1.3 非晶探头 |
| 1.4 微型磁通门传感器的应用发展 |
| 2 超导量子干涉磁力仪 (SQUID) 的种类介绍 |
| 2.1 直流SQUID传感器 |
| 2.2 射频SQUID传感器 |
| 2.3 LTS SQUID传感器 |
| 2.4 HTS SQUID传感器 |
| 3 结 语 |
四、磁通门磁力仪和探头研制的最新进展（论文参考文献）
- [1]量子传感精密单元弱磁加热系统研究[D]. 郭琦. 中北大学, 2021(09)
- [2]多旋翼无人机航磁多参量数据的自补偿方法研究[D]. 乔中坤. 吉林大学, 2021(01)
- [3]Overhauser质子磁力仪输出信号测量方法研究[D]. 付保才. 长春工业大学, 2021(08)
- [4]旋翼无人机航磁三分量数据采集及收录系统研制[D]. 杜俊岐. 吉林大学, 2021(01)
- [5]零磁装置内高均匀度微特级磁场的实现及应用研究[D]. 刘添豪. 哈尔滨工业大学, 2021(02)
- [6]海洋地球磁场矢量测量系统关键技术研究[D]. 王喆. 中国地震局地球物理研究所, 2020(02)
- [7]基于动态磁滞模型的时间差型磁通门传感器性能提升研究[D]. 陈思宇. 吉林大学, 2019(02)
- [8]金属矿地球物理勘探技术与设备:回顾与进展[J]. 吕庆田,张晓培,汤井田,金胜,梁连仲,牛建军,王绪本,林品荣,姚长利,高文利,顾建松,韩立国,蔡耀泽,张金昌,刘宝林,赵金花. 地球物理学报, 2019(10)
- [9]地磁场相对变化观测技术研究[D]. 王晓美. 中国地震局地球物理研究所, 2019(09)
- [10]磁力梯度测量技术的新发展[J]. 潘琦,刘得军,程星,翟颖,郭宇. 地球物理学进展, 2018(06)