EDA技术结合μClinux操作系统在地震前兆仪器中的应用

应用Altera公司的Quartus Ⅱ、NIOSⅡIDE开发软件和SOPC Builder工具,采用cy-cloneⅡ系列FPGA芯片--EP2C35,设计了质子式旋进磁力仪原理主机硬件平台.构建和配置了Nios Ⅱ软核处理器、IO接口电路及传感器控制电路,编写了全数字锁相环、等精度计数器等硬件单元的VHDL代码,实现了质子旋进式磁力仪器原理主机核心电路的单芯片系统逻辑设计.研究了μClinux嵌入式操作系统的配置技术,并建立了基于Nios Ⅱ软核处理器的μClinux交叉编译环境,成功将μClinux移植到NiosⅡ环境中.在该系统下编写了主机硬件平台的设备驱动程序和用户程序,实现了原理样机各设计功能,达到了预期目标.     

0.1 nT灵敏度质子磁力仪设计

质子旋进磁力仪是根据拉莫尔旋进效应设计的精密静磁测量仪器,具有高精度、高灵敏度、携带方便等优点,广泛用于地质调查、矿产与油气勘探、考古、未爆炸物探测、沉船打捞等领域.灵敏度作为磁力仪的一个重要指标,对其性能具有决定作用.本文以一款新型质子旋进磁力仪为例,讨论高灵敏度质子旋进磁力仪的设计.在详细描述质子磁力仪的工作原理、仪器设计与测试之后,本文重点讨论了磁力仪灵敏度评价方法和测试结果.实验结果表明:在极化电流为0.8A,极化时间为1.6s时,新型质子磁力仪的信噪比可达27/1,灵敏度可达0.1 nT.     

国家地震局地球物理所四室研制出高精度(0.25γ)质子旋进式总强度磁力仪

自1953年Varian实现质子在地磁场中旋进实验以来,国内外已研制出多种型号的核子旋进式磁力仪。由于它的稳定性好、携带方便和操作简便而得到广泛的应用。六十年代以来随着电子技术的发展和各种研究的需要,质子旋进式磁力仪在性能和精度方面有了很大的提高。从有关的资料和文献得知,国内外一般的仪器观测精度在一伽马左右。国外观测精度较高的有日本柿岗地磁台的MO——PK型磁力仪,灵敏度为0.1伽马,观测精度为0.2伽     

EREV-C型质子旋进磁力仪性能测试分析

为了分析国产质子旋进磁力仪的整体性能，根据实际测试环境条件和《质子旋进磁力仪野外测试大纲》，使用128套EREV-C型质子旋进磁力仪采集野外数据。通过对比分析地磁总场数据、标准偏差、相关系数等，对EREV-C型质子旋进磁力仪的一致性、稳定性等性能进行评价。分析表明，EREV-C型质子旋进磁力仪性能良好，可满足相关测试要求，符合野外磁法测量和地磁相对观测的使用需求。     

PIC16F877A在新型质子旋进磁力仪中的应用

受制于当时微电子技术的发展,传统质子磁力仪存在电路复杂、元器件分立过多等不足之处,在确保观测原理不变的情况下,选取PIC16F877A作为主控芯片应用于新型质子旋进磁力仪中。介绍了整体的硬软件设计,同时与加拿大GEM公司生产的DiDd三分量磁力仪测量数据进行比较,结果显示在测量精度及准确度上两者非常接近,新型质子旋力进磁仪具有很好的稳定性和抗干扰性,达到了预期的效果。     

分量质子旋进磁力仪观测误差分析

分析了影响质子旋进磁力仪和分量质子旋进磁力仪观测质量的因素 ,给出了分量质子旋进磁力仪补偿线圈电流允许误差、补偿线圈定向 (特别是线圈磁南北方向 )应满足的关系式和定向允许误差。提出了分量质子旋进磁力仪的使用要点     

分量质子旋进磁力仪定向方法的研究

根据分量质子旋进磁力仪补偿线圈电流允许误差 ,补偿线圈轴定向应满足的关系式和给出的允许误差 ,研究并给出了实现分量质子旋进磁力仪各定向标准的实用方法。     

新型质子旋进磁力仪软件系统设计与实现

针对自主研制的新型质子旋进磁力仪的硬件系统的技术特点,结合具体测量中的一些实际情况,基于Microchip公司的P1C16F877A芯片,设计并实现了一套测控软件;系统的介绍了该软件系统各个模块的设计原理与程序流程,分析了其技术特点与优势.并在测量大地总场值的实验中,与加拿大GEM公司生产的DiDd三分量磁力仪测量进行了比较,结果表明我们的新型质子旋进磁力仪在测量精度与准确度上接近DiDd三分量磁力仪,而在成本仪器体积与重量方面,则明显优于DiDd.     

质子旋进磁力仪

文中系统地介绍了质子旋进磁力仪的基本原理,检取质子旋进讯号的方法,测量地磁场总强度的方法和精度,磁力仪结构与部件的设计要点,以及仪器观测所得的某些初步结果。     

新型质子旋进磁传感器的研制

新型质子旋进磁传感器在传统探头的基础上,根据新的观测环境要求对探头进行了改进,在实现无向性观测的同时,进一步提高了探头线圈的Q值及抗干扰能力,为提高观测系统的信噪比、降低仪器功耗创造了重要的条件。     

质子分量仪补偿线圈不水平对地磁Z分量测量的影响

用质子旋进式磁力仪作地磁场垂直分量Z的绝对测量(在纬度较高的地方),需做好补偿线圈定向、确定补偿电流和调水平三项工作。任何一项做得不好,均直接影响测量的精度和可靠性。 我们使用CHD-6型质子旋进式磁力仪,73-1 型分量仪在北京平谷县马坊地磁台进行了补偿线圈不水平试验。 本文就线圈不水平(以下称水泡偏移)对Z测量结果的影响进行分析,了解其影响的定量关系,以便根据测量精度确定对水准器水泡的     

红山地磁台F值一致性的初步分析

对2007年红山地磁台GM4磁通门磁力仪、FHD质子旋进磁力仪及CZM-2核旋仪的总强度F观测数据,进行了趋势变化、均值、差值以及基线值的对比分析,认为两台数字化仪器F的观测数据具有较高的观测精度和一致的变化趋势,仅均值存在较小的差别,已达到了国内高精度地磁观测的水平.CZM-2核旋仪受人为因素影响较大,仪器精度低.     

大连九龙地磁台的材料磁性检测

本文介绍了大连九龙地磁台建设工作中,对建筑材料进行选定,磁性检测,以及施工过程中用G856质子旋进式磁力仪进行磁性跟踪监测。实践证明,这样做能很好地满足地磁台站建设规范的技术要求。     

DTZ型系列质子旋进式磁力仪在北京顺利通过验收

ＤＴＺ型系列质子旋进式磁力仪在北京顺利通过验收由国家地震局地球物理研究所科研汁划杜弭狈的、由廊于明等人研制成功的ＤＴＺ型系列庾子旋世式磁力仪（以下筒称ＤＴＺ磁力仪），于１９９６年４月２日在北京顺利通过验收。验收合由８名同行考家组成了ＤＴＺ磁力磁验收组...     

FHD分量核旋仪观测系统的抗干扰技术

中国地磁台网自数字化改建后,引入了基于分量质子旋进式磁力仪观测模式的FHD质子磁力仪。经过多年的观测实践,该仪器取得很好的观测效果,但在观测中也发现了一些新的问题。为解决观测中存在的问题,获得更高质量的观测数据,适应更高观测标准的要求,对FHD质子磁力仪进行了升级改进研究。本文主要介绍我国地磁台网FHD质子磁力仪在观测中存在的问题及其对应的解决方案,并给出了改进后FHD质子磁力仪的观测实验结果。     

我国新建地磁矢量测量实用标准传递试验

一、概述从1986年秋至1987年夏,《地磁台网标准化问题研究》课题组用7种不同类型的地磁绝对值观测仪器在北京地磁台6个观测墩位上经过认真系统地观测试验,在对大量数据进行综合分析后,实现了我国地磁矢量测量实用标准的建立。并于1987年10月与民主德国Niemegk台的矢量质子旋进磁力仪进行了国际比测,同时由地震科学联合基金会组织了验收并会同国家地震局科技司主持通过了鉴定。当时因与Niemegk台的矢量质子旋进磁力仪比测中对     

大连九龙地磁台场地梯度的跟踪测量分析

介绍了大连九龙地磁监测中心建设过程中场地磁场梯度的跟踪测量情况。根据中国“地震及前兆数字观测技术规范”电磁部分的要求,在地磁台站建筑施工过程中,需要用质子旋进式磁力仪在施工现场对场地磁场背景进行监测。     

根据野外震磁测量实践简评G-856质子旋进磁力仪性能

0　前言1996年渤海及周围地区被划定为地震重点危险区 ,为了加强地震监测工作 ,山东省地震局购置了 3台由深圳华隆地球物理仪器工贸公司 (中美合资 )组装的Ｇ 85 6质子旋进磁力仪 .该仪器测量精度高 (0 .1ｎＴ) ,操作方便 ,能自动记录 ,是野外测量地磁场总强度的较理想的仪器 .通过 3年的野外测量实践 ,作者对Ｇ 85 6仪器的性能有了一定的了解 .本文评述了该仪器的性能和存在的问题以及应采取的有效措施 ,供从事野外震磁测量工作的同行和研制、组装该仪器的部门参考 .1　Ｇ 856质子旋进磁力仪的性能简介Ｇ 85 6质子旋进磁力仪 (以下简称Ｇ 8…     

质子旋进式磁力仪在我国的发展及应用(综述)

第五篇文章综合介绍了质子旋进式磁力仪在我国的发展和应用情况,并从理论上指出了该仪器在弱磁场的测量中所占的重要地位以及在今后研制及生产方面应注意的问题。同时还把国内外同类型的仪器作了比较,找出了国内的差距。     

关于仪器比较中墩差测定的讨论

精密测定地磁台观测室内的墩位差，它对于统一标准、仪器比较、验收仪器，实现观测工作正常化，标准化至关重要。地磁组于１９９３～１９９６年在北京台３＃与５＃观测墩上，连续４年使用Ｇ８５６质子旋进式磁力仪测定地磁总强度Ｆ２１次，笔者对７７４个数据进行了统计，其结果是，３＃与５＃墩之差值ΔＦＢ（３－５）＝－３．５７ｎＴ，标准偏差ＳＦ＝±０．４５ｎＴ。并对墩差的测量方法、复测次数、以及数列与数据组的选择进行了有益的讨论。