減震墊c433、橫向減震墊d434以及縱向減震墊a441、縱向減震墊b442、縱向減震墊c443 和縱向減震墊d444是基于隔振原理設(shè)計。
[0052] 根據(jù)探測深度要求，直升機瞬變電磁探測發(fā)射的大電流激發(fā)信號基頻較低，同時 二次磁場晚期有用信號（即深層地下介質(zhì)信息）主要集中在發(fā)射大電流的基頻處，與Z分 量接收線圈的運動噪聲頻率混疊。在航測飛行時，運動噪聲是由Z分量接收線圈在水平和 豎直方向上運動，引起磁通量變化所致。因此，需要根據(jù)隔振原理計算設(shè)計合適的減震墊抑 制運動噪聲。
[0053] 以豎直方向為例，設(shè)Z分量接收線圈豎直方向加速度為a，質(zhì)量為m，運動噪聲頻率 為f，在其激勵下，減震墊會產(chǎn)生相應(yīng)的固有頻率為fn，有
[0054]
[0055] K'為減震墊的動剛度，單位是N^mm1，通過選取特定K'的材料來獲得期望fn值。
[0056] 為了使Z分量接收線圈各部分減震效果一致，采用4個完全相同的減震墊，每個 減震墊受力F為
[0057]
[0058] 每個減震墊的最小受力面積S'為
[0059]
[0060] 〇為減震墊的極限靜態(tài)應(yīng)力，不同材料對應(yīng)不同數(shù)值。
[0061 ] 設(shè)定減震墊振動傳輸率nA，則對應(yīng)的減震率n= 1-nA，
[0062]
[0063] 式中，tan S為減震墊損耗因子，根據(jù)期望值設(shè)定； Jn
[0064] 根據(jù)fn、〇、tanS值選取減震墊材料為橡膠，并且確定其最小受力面積S'，采 用圓柱體結(jié)構(gòu)。
[0065] 減震墊的靜剛度心為
[0066] 心=字 (5) h
[0067] 式中，Ec為減震墊的有效壓縮模量，S為減震墊的有效受力面積，要求S多S'，h 為減震墊的高度。為保證減震墊不發(fā)生彎曲變形，對于圓柱形結(jié)構(gòu)要求h/D<l，并且對應(yīng) 橡膠材料有1. 2彡K' /Ks< 2。由此，根據(jù)期望值可以獲取理想的S、h和Ec值。
[0068] Ec=E〇(l+2kC2) (6)
[0069] 式中，E。為減震墊的楊氏模量，C為減震墊的形狀因數(shù)，k為材料特性校正因數(shù)。
[0070]由此確定減震墊具體參數(shù)為：減震墊楊氏模量：0.24Mpa，減震墊材料為發(fā)泡橡 膠；減震墊底面直徑D=lcm;高度h= 1. 2cm。
[0071]Z分量接收線圈5為圓柱體結(jié)構(gòu)，水平放置于硬件減震裝置4的圓環(huán)形腔體內(nèi)部， 基于法拉第電磁感應(yīng)定律，其可以將二次磁場信號轉(zhuǎn)換為電信號；轉(zhuǎn)換后的電信號經(jīng)過屏 蔽絞合形式的電纜6傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集系統(tǒng)7;數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)7置于直升機1的機艙內(nèi)部，負 責數(shù)據(jù)采集和存儲。
[0072] 在飛行任務(wù)結(jié)束后，工作人員通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)7獲取當次航測數(shù)據(jù)，然后通過 梳狀濾波器的軟件濾波方法處理航測數(shù)據(jù)；梳狀濾波器為有限脈沖響應(yīng)數(shù)字濾波器，是帶 通濾波器，其系數(shù)根據(jù)公式（7)獲得，
[0073]
[0074] L為梳狀濾波器的階數(shù)，其可以根據(jù)不同要求情況設(shè)置為不同數(shù)值。
[0075] 通過減震裝置4中的縱橫減震墊改變Z分量接收線圈的運動噪聲頻率，實時搬移 Z分量接收線圈5的運動噪聲到更低頻區(qū)，使之與有用信號頻譜分離，再通過設(shè)置相應(yīng)參數(shù) 的梳狀濾波將發(fā)射大電流基頻及各諧波兩側(cè)絕大部分噪聲濾除，尤其是濾除經(jīng)過頻譜搬移 后的更低頻區(qū)的運動噪聲，這樣便能徹底地抑制運動噪聲，使得經(jīng)過梳狀濾波處理后的數(shù) 據(jù)能夠更真實地反映深層的地下介質(zhì)信息。
【主權(quán)項】
1. 一種直升機瞬變電磁探測運動噪聲抑制裝置，是由減震裝置（4)固定在掛載吊艙支 架（3)的十字形中心，其上固定有Z分量接收線圈（5)組成；其特征在于，所述的減震裝置 (4)在底板上按等圓心角設(shè)有的固定通孔a(421)、固定通孔b(422)、固定通孔c(423)、固 定通孔d(424)、固定通孔e(425)和固定通孔f(426)固定圓環(huán)狀腔體骨架（41)，在圓環(huán)狀 腔體骨架（41)內(nèi)壁按等圓心角設(shè)有橫向減震墊a(431)、橫向減震墊b(432)、橫向減震墊 c(433)和橫向減震墊d(434)，Z分量接收線圈（5)安放在由橫向減震墊所構(gòu)成的圓環(huán)內(nèi)， 在圓環(huán)狀腔體骨架（41)中間的底板上按等圓心角固定有縱向減震墊a(441)、縱向減震墊 b(442)、縱向減震墊c(443)和縱向減震墊d(444)，Z分量接收線圈（5)置于縱向減震墊之 上，通過橫向減震墊所構(gòu)圓環(huán)將Z分量接收線圈（5)夾緊，使Z分量接收線圈（5)得以固定， 底板用尼龍螺絲固定在吊艙支架（3)的十字形支架上構(gòu)成。2. 按照權(quán)利要求1所述的直升機瞬變電磁探測運動噪聲抑制裝置的運動噪聲抑制方 法，其特征在于，包括以下步驟： A、 在航測飛行前，將減震裝置（4)固定在吊艙支架（3)上，Z分量接收線圈（5)放置于 減震裝置（4)的圓環(huán)狀腔體骨架（41)內(nèi)設(shè)有的縱向減震墊a(441)、縱向減震墊b(442)、縱 向減震墊c(443)和縱向減震墊d(444)之上，用橫向減震墊a(431)、橫向減震墊b(432)、橫 向減震墊c(433)和橫向減震墊d(434)將Z分量接收線圈（5)夾緊，使Z分量接收線圈（5) 得以固定，同時解決了橫向機械運動的減震，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)7置于機艙內(nèi)； B、 通過吊掛纜繩（2)將吊艙支架（3)掛載在直升機下部，Z分量接收線圈（5)通過屏 蔽絞合電纜（6)與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（7)連接； C、 直升機按設(shè)計的測線航測飛行，在飛行過程中，Z分量接收線圈（5)實時檢測二次磁 場信號并將其轉(zhuǎn)換成電信號，通過減震裝置（4)中的縱橫減震墊改變Z分量接收線圈（5) 的震動頻率，進而實現(xiàn)實時搬移Z分量接收線圈（5)的運動噪聲，使其與有用磁場信號分 離，削弱絕大部分運動噪聲的能量； D、 電信號通過電纜（6)實時上傳到數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（7)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（7)完成數(shù)據(jù)采集 并保存； E、 航測飛行結(jié)束后，提取數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（7)存儲的數(shù)據(jù)，初步分析數(shù)據(jù)頻譜，確定運動 噪聲頻帶范圍； F、 根據(jù)運動噪聲在頻域中的分布情況，設(shè)定梳狀濾波器的初始參數(shù)； G、 將數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（7)存儲的數(shù)據(jù)經(jīng)過梳狀濾波器進行數(shù)字濾波處理，提取濾波后的 數(shù)據(jù)，分析濾波后的數(shù)據(jù)，滿足要求，結(jié)束濾波，數(shù)據(jù)處理完成，將數(shù)據(jù)交給后期解釋人員； H、 經(jīng)過梳狀濾波器濾波處理后的數(shù)據(jù)不能夠滿足要求，則改變梳狀濾波器的參數(shù)，重 新進行梳狀濾波處理，重復(fù)F-G步驟，直到經(jīng)過梳狀濾波后的數(shù)據(jù)滿足要求，則結(jié)束梳狀濾 波； I、 數(shù)據(jù)處理人員分析解釋經(jīng)過梳狀濾波器的數(shù)據(jù)，獲得瞬變電磁探測數(shù)據(jù)； J、 根據(jù)瞬變電磁探測數(shù)據(jù)繪制出視電阻率圖。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種直升機瞬變電磁探測運動噪聲抑制裝置及噪聲抑制方法，裝置是由在底板上設(shè)有的通孔固定圓環(huán)狀腔體骨架，在圓環(huán)狀腔體骨架內(nèi)壁設(shè)有橫向減震墊，在圓環(huán)狀腔體骨架中間的底板上固定有縱向減震墊，底板用尼龍螺絲固定在吊艙支架十字形支架上，Z分量接收線圈安在減震裝置圓環(huán)狀腔體內(nèi)設(shè)有的縱向減震墊上構(gòu)成。采用梳狀濾波方法對采集數(shù)據(jù)進行處理，有選擇性地濾除經(jīng)過減震裝置后與有用信號頻譜分開的運動噪聲，通過減震裝置抑制運動噪聲能量以及搬移運動噪聲頻譜，結(jié)合有選擇的梳狀濾波的方法，達到較徹底地抑制運動噪聲的目的，對后續(xù)數(shù)據(jù)處理提供了相當重要的幫助，使得對地下介質(zhì)信息的解釋更加真實準確。
【IPC分類】G01V3/165
【公開號】CN105204076
【申請?zhí)枴緾N201510672084
【發(fā)明人】陳晨, 劉飛, 王言章, 林君, 陳思宇
【申請人】吉林大學
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年10月19日