在大深度测量时,由于传统空心线圈传感器自身空心线圈和差分放大器部分引入了噪声,致使感应式磁传感器探测灵敏度降低,无法满足地质探测深度的需要。针对此问题,通过理论分析空心线圈磁传感器中空心线圈的物理结构和前置放大电路的机理,研究引入噪声的主要来源,建立基于结型场效应晶体管(JFET)的感应式磁传感器等效模型,提出一种低噪声宽带宽空心线圈磁传感器。同时,分析该模型下差分放大器的频域特性,给出磁传感器输入噪声的仿真结果。在屏蔽室内和野外试验对所研制的磁传感器性能进行测试。研究结果表明:该磁传感器的3 d B响应带宽达到42.3 k Hz,相比于磁传感器3D-3响应带宽增加了1倍。在输入噪声水平方面,其输入噪声在频率为10 k Hz时为1.97 n V/Hz1/2,较磁传感器3D-3信噪比提高了10.04 d B,为感应式磁传感器在实际项目应用提供了可靠的性能保障。
地面核磁共振接收机接收的核磁共振信号的初始振幅直接决定其反演的含水量大小。目前的核磁共振找水仪采用由线圈和配谐电容等组成的LC谐振回路接收核磁共振信号,该谐振接收回路对接收线圈感应的核磁共振信号存在选频放大效应,忽略该效应会造成初始振幅回推时产生较大误差。本文在对谐振接收回路建立精确电气模型的基础上,分析并计算了谐振接收回路各元件参数对选频放大效应的影响,并对100 m边长线圈谐振接收回路选频放大效应进行了标定,经过校正后初始振幅最大值由1 560 n V降至305 n V,与法国仪器基本一致。验证了野外施工谐振接收模型及模型计算的正确性,为地下水害的直接探测提供了仪器稳定性保障。
