鉆入地下的未爆彈、地雷等爆炸物種類繁多、分布情況復雜、危險性高,其阻礙土地的開發(fā)與利用,威脅民眾的生命財產安全,尤其是在戰(zhàn)爭、武器系統(tǒng)定型試驗中,各個試驗場區(qū)、機場跑道等急需快速、準確的探測方法找到鉆入地下的未爆武器系統(tǒng),因此未爆彈的探測、定位及排除具有重要的現實意義,區(qū)別于廣泛采用的時域探測系統(tǒng),本文旨在研究地下未爆彈的頻域探測原理與方法,主要工作如下:(1)介紹了頻域電磁法中基于導電半空間模型的二階矢量勢理論(SOVP)及Dodd and Deeds法,給出了基本線圈傳感器在空場及物場下的場量計算公式,研究了導電半空間中渦流的分布規(guī)律及其影響因素。通過對比分析不同應用背景下的線圈傳感器的配置方法及感應特性,提出可將磁場方向性和均勻性更好的矩形平面線圈應用于地下未爆彈的探測中。(2)從發(fā)射-接收線圈弱耦合的角度出發(fā),基于二階矢量勢理論及Maxwell有限元仿真,分析了線圈配置、尺寸、軸間夾角、中心軸位置等因素對線圈耦合特性的影響,進而設計了一種具有高靈敏度的分離式垂直耦合矩形平面線圈傳感器。同時適當的分離距離還將提高傳感器的探測深度及抗干擾性,使其具有鑒別小型金屬雜物的能力。(3)基...

【文章頁數】：100 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內外研究現狀
        1.2.1 未爆彈探測系統(tǒng)的發(fā)展
        1.2.2 頻域探測技術的發(fā)展
        1.2.3 平面電磁傳感器的研究現狀
    1.3 本文結構安排
第二章 頻域電磁法的原理及線圈傳感特性
    2.1 頻域電磁法的原理
        2.1.1 導電半空間的感應磁場和渦流場
        2.1.2 數字解調技術
        2.1.3 彈體結構及地下未爆彈的探測
    2.2 電磁線圈傳感器及其配置
        2.2.1 不同形狀的電磁線圈傳感器
        2.2.2 單發(fā)射單接收式
        2.2.3 單發(fā)射多接收式
        2.2.4 陣列式
    2.3 矩形平面線圈傳感器
    2.4 本章小結
第三章 垂直耦合的矩形平面線圈傳感器的設計
    3.1 耦合關系與接收線圈的磁通量
    3.2 矩形線圈耦合特性的有限元仿真分析
        3.2.1 Ansoft Maxwell有限元分析平臺
        3.2.2 仿真設計—模型及參數化分析
        3.2.3 垂直耦合的矩形平面線圈傳感器設計
    3.3 基于簡化模型的未爆彈響應定性分析
        3.3.1 簡化模型及其二次響應場量分析
        3.3.2 簡化模型的頻率響應
        3.3.3 未解決的問題
    3.4 探測深度的優(yōu)化及抗干擾設計
    3.5 水平定位與垂直定位的設計
        3.5.1 敏感區(qū)的標定及水平定位
        3.5.2 垂直定位
    3.6 本章小結
第四章 未爆彈頻域探測系統(tǒng)及其關鍵技術
    4.1 系統(tǒng)整體架構及主要技術指標
    4.2 激勵電路模塊的設計
    4.3 前置程控放大電路的設計
    4.4 基于半周期采樣的數字解調方法
    4.5 上位機軟件
    4.6 本章小結
第五章 未爆彈探測及定位的實驗驗證
    5.1 傳感器的參數優(yōu)化及骨架設計
        5.1.1 接收線圈中心軸的垂直位置
        5.1.2 線圈中心軸間的夾角
        5.1.3 線圈之間的水平間距及抗干擾設計
    5.2 未爆彈的頻率響應
    5.3 探測深度的優(yōu)化及未爆彈的垂直定位
    5.4 傳感器的敏感區(qū)及未爆彈的水平定位
    5.5 本章小結
第六章 總結和展望
    6.1 總結
    6.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果
致謝



本文編號：3868768