[發明專利]核磁共振與瞬變電磁聯用地下水探測裝置及探測方法

有效

• 申請號: 201410088789.0
• 申請日: 2014-03-11
• 公開（公告）號: CN103809206B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發明（設計）人: 尚新磊;王琳;符磊;彭良玉
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01V3/32
• 分類號: G01V3/32;G01V3/28
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司22201
• 代理人: 王立文

1.一種核磁共振與瞬變電磁聯用地下水探測裝置，其特征在于，是由計算機(1)經輸出電壓可調的大功率電源(3)分別與瞬變電磁發射橋路(4)和核磁共振發射橋路(5)連接，瞬變電磁發射橋路(4)與發射線圈(7)連接，核磁共振發射橋路(5)經配諧電容(6)與發射線圈(7)連接，計算機(1)經發射控制單元(2)分別與核磁共振發射橋路(5)和瞬變電磁發射橋路(4)連接，發射控制單元(2)分別與接收單元(8)和信號采集單元(9)連接，計算機(1)經信號采集單元(9)與接收單元(8)連接構成；

接收單元(8)是由空心線圈(10)經單刀雙擲開關一端連接寬頻放大電路(11)，另一端連接中心頻率可調的放大電路(12)，寬頻放大電路(11)通過單刀雙擲開關的一端連接信號采集單元(9)，中心頻率可調的放大電路(12)過單刀雙擲開關的另一端連接信號采集單元(9)構成。

2.按照權利要求1所述的核磁共振與瞬變電磁聯用地下水探測裝置，其特征在于，中心頻率可調的放大電路(12)由空心線圈(10)經高壓繼電器(13)、二極管D1、二極管D2、可變電容器C1、一級放大器(14)、寬頻濾波器(15)、二級放大器(16)、窄帶濾波器(17)和三級放大器(18)連接構成。

3.按照權利要求2所述的核磁共振與瞬變電磁聯用地下水探測裝置，其特征在于，寬頻放大電路(11)是由頻率補償電路(19)與寬頻放大器(20)連接構成。

4.核磁共振與瞬變電磁聯用地下水探測方法，包括以下步驟：

a、將核磁共振和瞬變電磁聯用儀選擇在瞬變電磁工作模式下，采用中心回線的方式，鋪設發射線圈和空心線圈；

b、計算機(1)通過串口線控制輸出電壓可調的大功率電源(3)，改變其輸出電壓的大小來改變在發射線圈(7)上的激發電流的大小，即產生不同強度的激發磁場，通過不同強度磁場的激發，實現距發射線圈不同遠近水體的探測；

c、發射控制單元(2)對瞬變電磁發射橋路(4)進行驅動，發射橋路(4)被驅動后，利用大功率電源(3)的輸出電壓向發射線圈(7)施加發射電流，實現對含水體的激發；空心線圈(10)接收的信號經高頻率補償電路(19)進行頻率補償，然后送入寬頻放大器(20)；

d、寬頻放大器(20)對信號進行調理、放大，將處理后的信號送至信號采集單元(9)，發射控制單元(2)控制信號采集單元(9)的采集開始與結束時間，信號采集單元(9)將寬頻放大器(20)輸出的模擬信號轉換成數字信號，并將轉換后的數據送至計算機(1)，進行數據的顯示與保存；

e、利用瞬變電磁法對測區內每一個點進行測量，測量完畢后，對瞬變電磁數據進行處理，找出測區內電阻率偏低點，并對電阻率偏低的異常測點標定；

f、將核磁共振和瞬變電磁聯用儀切換到核磁共振模式下，并以已標定的異常測點為中心進行核磁共振測量工作，來測得數據或圖形與瞬變電磁所測得的電阻率異常進行比較，用以判斷瞬變電磁測得的電阻率異常的真偽；

g、計算機(1)通過串口線控制輸出電壓可調的大功率電源(3)，改變其輸出電壓的大小來改變在發射線圈(7)上的激發電流的大小，即產生不同強度的激發磁場，通過不同強度磁場的激發，實現距發射線圈不同遠近水體的探測；

h、發射控制單元(2)產生40ms頻率信號對核磁共振發射橋路(5)進行驅動，發射橋路(5)被驅動后，利用大功率電源(3)的輸出電壓向發射線圈(7)及配諧電容(6)施加40ms發射電流，實現對含水體的激發；

i、在激發時，發射控制單元(2)控制高壓繼電器(13)，使其處于斷開狀態，對信號接收端進行保護，當激發結束后，經過90ms，發射控制單元(2)控制高壓繼電器(13)閉合，空心線圈(10)接收產生的信號經高壓繼電器(13)送入中心頻率可調的放大電路(12)，中心頻率可調的放大電路(12)將接收信號送入一級放大器(14)，通過寬頻濾波器(15)濾波，再經過二級放大器(16)放大處理，然后信號經過窄帶放大器(17)，最后三級放大器(18)將微弱的核磁共振信號放大至符合信號采集單元(9)的輸入要求，輸入到信號采集電路(9)，信號采集電路(9)將中心頻率可調的放大器電路(12)輸出的模擬信號轉換為數字信號，并送至計算機(1)中保存下來，完成對核磁共振信號的接收；

j、將步驟i測得的數據進行特征參數提取，獲得弛豫時間、初始振幅、頻率參數；對采集的數據進行反演解釋，得到所測區域內含水體的含水量、滲透率水文地質參數，為可能發生的突水、突泥地質災害提供預報依據。