用于地下金属浅层探测的便携式频域电磁探测系统降噪方法研究

浅地表电磁探测的接收信号是十分微弱的,其受宇宙辐射电磁噪声、电源频率、谐波干扰以及工业电器噪声等环境因素影响,采用电磁感应法时不可避免地会受到线圈耦合的影响,会导致频域电磁系统信噪比低、一次场干扰严重且接收信号很容易淹没在噪声中。因此本文通过对差分模型的互感建模分析,提出了一种收-发线圈水平共轴差分式组合设计方案来去除一次场干扰;在系统采集模块提出了一种二次场数字正交矢量解调算法,用来提取电磁信号中的幅值和相位;在数据处理模块提出了一种小波阈值去噪技术,利用信噪比、均方根误差对实测数据与小波变换的去噪效果对比分析,最后基于上述技术设计相应的便携式频率域电磁地下金属探测原理样机系统。实验结果表明,水平共轴差分方案可以有效抑制一次场的干扰,数字正交矢量解调算法可以有效地从噪声信号中提取出有用信号的幅值和相位,通过对比分析小波变换,将系统信噪比提高了27.32 dB。本文研究成果对频率域电磁法探测系统提取二次场信号和对采集信号进行噪声去除具有实际应用价值。