基于NI CompactRIO的多通道磁场采集系统的设计与实现

针对磁法勘探、地磁导航等不同技术领域的地磁测量需求,提出了一种多传感器模块化采集方案,构建了基于NI CompactRIO的多通道磁场采集系统。系统整合了光泵磁力仪,磁通门磁力仪,惯性导航模块以及GPS模块,可满足不同情况下的实验需求。为了解决多传感器组件同时采集时数据无法同步的问题,提出了基于GPS的同步授时技术以保证数据的有效性。利用插值计数器实现了数字倒数插值测频法,在铯光泵磁力仪有效输出范围内,磁测分辨率优于0.006 nT。在吉林大学电磁屏蔽室中,对系统噪声水平进行了评估,评估结果表明采集系统的PSD为7 pT/Hz@1 Hz,符合设计要求。最后在长春南湖和内蒙古桃合木苏木两个实验场地应用采集系统,验证了系统在野外恶劣环境下能够稳定工作,并高效地完成采集任务。

水下铁磁性腔体外部感应磁场研究

在水下铁磁性腔体上测量地磁场必须消除干扰磁场的影响,其中感应磁场是干扰磁场的主要组成部分,它随着腔体方位的变化而变化。分析腔体感应磁场的有限元计算方法,建立二维、三维数学模型,重点是采用有限元积分法添加了Neumann边界条件,得到了腔体感应磁场方程。通过将二维模型的解析解与数值解相比对,验证了二维和三维感应磁场方程的正确性,从而运用数值计算方法得到腔体位置、姿态变化时感应磁场的分布。