EMD算法在低温超导瞬变电磁噪声抑制中的应用

瞬变电磁信号具有较宽的频谱,为使得超导瞬变电磁信号的接收不产生失真,要求接收信号的超导传感器具有足够高的带宽(100kHz以上),而接收高带宽信号会导致信号的噪声峰峰值变大,传统的滤波(模拟、数字)方法易造成衰减曲线畸变.基于数据驱动的经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)算法能够根据信号本身特性对其进行信号分解和分量选择,具有自适应和不产生波形畸变的特点.本文采用EMD算法分别对数值模拟和野外实测的超导瞬变电磁信号进行EMD滤波处理和分析,结果表明,EMD可以显著压制瞬变电磁信号衰减曲线中的宽频带噪声且波形无畸变.经过EMD滤波的超导瞬变电磁与原始信号相比,信号衰减时间显著延长(从5ms延长至50ms),表明EMD算法能够极大提高瞬变电磁方法对地下深部信息的探测能力.     

超导磁力仪射频屏蔽仿真与实验研究

超导量子干涉器件(SQUID)是超导磁力仪的核心器件,应用于地球物理探测时,环境射频电磁场干扰SQUID工作,导致性能(噪声和工作稳定性等)全面下降,甚至无法正常工作.本文运用电磁场仿真技术和测试方法,对物探SQUID应用的射频干扰屏蔽方法与效果进行分析研究.模拟户外环境仿真,结果表明:随着屏蔽层数增加可屏蔽的射频场的频谱范围增大,8层时就可达到满意的屏蔽效果.测试与仿真结果的规律一致.基于室内和户外两种不同电磁环境开展了低温SQUID工作射频屏蔽对比验证.实验结果表明:不同应用环境对系统射频屏蔽的要求不同(室内:2层以上屏蔽,户外:8层以上屏蔽).本研究为定量分析并解决物探环境射频屏蔽的关键问题奠定了基础.     

地磁环境下基于SQUID三轴磁强计的矢量稳场

超导量子干涉器件(Superconducting Quantum Interference Device, 简称 SQUID) 是一种高灵敏度的矢量磁探测器. 本文采用低温超导SQUID 作为传感器, 搭建了一套三轴矢量磁场稳定装置. 该系统由两个三轴 SQUID磁强计模块、 比例积分微分(PID) 控制器和反馈线圈组组成. 在该系统的矢量稳场下, 磁场波动峰峰值在有效带宽内可以降低四个数量级, 可达pT 量级, 稳场效果显著. 此技术可以满足大部分需要稳定磁场, 如高灵敏度磁传感器的标定等应用场合.