[實(shí)用新型]一種基于分步式發(fā)射的地下核磁共振探測裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420516180.4
• 申請日: 2014-09-09
• 公開（公告）號: CN204142970U
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林昊;范鐵虎;段清明;易曉峰
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號: G01V3/14
• 分類號: G01V3/14
• 代理公司: 沈陽維特專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 21229
• 代理人: 屈芳

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于地球物理勘探設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種基于分步式發(fā)射的地下核磁共振探測裝置。

背景技術(shù)

在MRS探測中，勘探深度主要取決于兩個因素，一是地面上線圈的大小，探測深度大約等于線圈直徑或方框邊長；二是激發(fā)脈沖矩的大小，在實(shí)際工作中隨意改變線圈的面積不易實(shí)現(xiàn)，一般通過增大激發(fā)脈沖矩來改變探測深度。激發(fā)脈沖矩為q＝I0×τp，I0和τp分別是發(fā)射電流脈沖的幅值和發(fā)射持續(xù)時間。發(fā)射持續(xù)時間通常是不變的，增加激發(fā)脈沖矩主要靠增加發(fā)射電流，也就是增加大功率電源的電壓。核磁共振大功率電源是為發(fā)射系統(tǒng)提供所需能量的模塊，即產(chǎn)生激發(fā)電流能量的單元，通常發(fā)射線圈阻抗在1Ω左右，故電源的最大輸出電壓應(yīng)達(dá)到400V。完成一次發(fā)射電壓之后，剩余的電量一般情況下應(yīng)該為此前電量的80％。為了方便介紹，我們舉例說明發(fā)射電壓數(shù)值的大小從大到小依次記為數(shù)值1，數(shù)值2，數(shù)值3，數(shù)值4，且以此4個數(shù)值為一組測量。在實(shí)際測量中測量次數(shù)大于4次，此處只是舉例方便說明。

CN200997000Y介紹了一種利用地面核磁共振技術(shù)找水的大功率發(fā)射裝置。用小功率的電池供電獲取短時大功率的供電電源，采用快速切換開關(guān)，發(fā)射同接收共用一個線圈，利用H橋電路實(shí)現(xiàn)正負(fù)交變脈沖發(fā)生，激發(fā)地下水中氫質(zhì)子發(fā)生核磁共振現(xiàn)象的裝置。

CN103033849A介紹了一種帶有參考線圈的多通道核磁共振地下水探測儀及其野外工作方法，由計算機(jī)配置發(fā)射機(jī)和各接收機(jī)的工作參數(shù)，各接收機(jī)的工作模式可以在核磁共振測量模式和帶參考核磁共振測量模式之間進(jìn)行切換，每個接收機(jī)均可連接一個接收線圈和一個參考線圈，參考線圈個數(shù)的可依據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境噪聲水平而定，最多可連接8個參考線圈，在使用帶有參考線圈的多通道核磁共振地下水探測儀進(jìn)行探測時，通過自適應(yīng)消噪算法對所取得的核磁共振信號數(shù)據(jù)進(jìn)行消噪處理。

以上的兩種核磁共振找水儀采用的發(fā)射電壓的裝置均為從較小的電壓值開始，為儲能電容進(jìn)行充電，充電一次將電壓以交變電流的形式傳輸?shù)桨l(fā)射線圈中。每發(fā)射電流都需要進(jìn)行一次充電，同時都不具備電壓和電流的檢測裝置，對于實(shí)際的野外測量中，就需要耗費(fèi)大量的時間和精力重復(fù)相同的工作，不僅效率低下，同時由于多次的充放電過程，對于器件的要求也相對較高，較容易損壞，可靠性有待于提高。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種采用了分步式發(fā)射電能探測核磁共振信號，提供電壓和電流的檢測，通過對儲能電容的一次充電多次發(fā)射的模式，提高了探測過程中的工作效率，減少了重復(fù)工作的時間的基于分步式發(fā)射的地下核磁共振探測裝置。

本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種基于分步式發(fā)射的地下核磁共振探測裝置，采用的探測裝置包括發(fā)射線圈、發(fā)射上位機(jī)、MCU下位機(jī)、DC-DC升壓電源、儲能電容、發(fā)射橋路、檢測裝置以及配諧電容，發(fā)射上位機(jī)通過串口總線以及通訊接口與MCU下位機(jī)相連接,MCU下位機(jī)與DC-DC升壓電源連接，DC-DC升壓電源連接儲能電容給儲能電容充電,同時MCU下位機(jī)通過驅(qū)動控制電路連接發(fā)射橋路后與儲能電容相連接,儲能電容通過配諧電容連接發(fā)射線圈相連接，同時儲能電容通過檢測裝置檢測電壓，檢測裝置的輸出端與MCU下位機(jī)相連接，檢測裝置檢測發(fā)射線圈的電流與MCU下位機(jī)相連接。

進(jìn)一步地，其中檢測裝置是由電壓檢測模塊和電流監(jiān)測模塊兩部分構(gòu)成，其中電壓監(jiān)測模塊是依次通過與儲能電容連接的功率電阻、電壓傳感器、電壓A/D采集板相連接最終連接到單片機(jī)上；而電流檢測裝置依次通過與發(fā)射線圈連接的電流傳感器以及電流A/D采集板連接到單片機(jī)上而構(gòu)成的，通過單片機(jī)與MCU下位機(jī)通訊連接。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果在于：

本實(shí)用新型依據(jù)核磁共振探測原理,在地下工程中采用了分步式發(fā)射電能的裝置探測核磁共振信號，提供電壓和電流的檢測，通過對儲能電容的一次充電多次發(fā)射的模式，提高了探測過程中的工作效率，減少了重復(fù)工作的時間，并且提高了儀器的可靠性，降低了儀器的故障率，簡化了工作的步驟，為野外試驗減輕了負(fù)擔(dān)，提高了探測的實(shí)用性，能夠有效地測量地下工程中的前方水體，成為地下工程中發(fā)生突水，涌泥等地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報的根據(jù)。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的設(shè)備的模塊結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的檢測裝置的模塊框圖。

具體實(shí)施方式