[發(fā)明專利]一種地空核磁共振地下水探測系統(tǒng)及探測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710130504.9
• 申請日: 2017-03-07
• 公開（公告）號: CN106908847B
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發(fā)明（設計）人: 林婷婷;張揚;楊玉晶;滕飛;萬玲;林君
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01V3/14
• 分類號: G01V3/14
• 代理公司: 沈陽銘揚聯(lián)創(chuàng)知識產權代理事務所(普通合伙)21241
• 代理人: 屈芳

1.一種地空核磁共振地下水探測系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括兩個接地電極，接地電極通過發(fā)射導線連接發(fā)射機，所述發(fā)射機通過地面主控系統(tǒng)控制，發(fā)射機通過改變接地電極的發(fā)射電流向地下發(fā)射頻率為當地拉莫爾頻率的激發(fā)電流，激發(fā)地下水中的氫原子形成宏觀磁矩，這一宏觀磁矩在地磁場中進行旋進運動，當激發(fā)電流停止后，氫原子核自旋產生弛豫現(xiàn)象，再用搭載在飛行器上的接收線圈采集宏觀磁矩進動產生的核磁共振信號，所述地面主控系統(tǒng)經通訊模塊遠程控制激發(fā)電流的發(fā)射與停止，地面主控系統(tǒng)經通訊模塊遠程控制與接收線圈連接的接收機在激發(fā)電流停止的間隙采集核磁共振信號，采集到的核磁共振信號將通過通訊模塊傳至上位機；

所述飛行器搭載接收線圈在測線上勻速飛行，所述測線與發(fā)射導線相平行或垂直。

2.按照權利要求1所述的地空核磁共振地下水探測系統(tǒng)，其特征在于，所述上位機與地面主控系統(tǒng)連接，地面主控系統(tǒng)與第一通訊模塊和第二通訊模塊連接，第一通訊模塊與發(fā)射機連接，第二通訊模塊與接收機連接，發(fā)射機連接電源，發(fā)射機經發(fā)射導線分別與兩個接地電極連接，接收線圈與接收機連接，接收機由飛行器攜帶。

3.按照權利要求1所述的地空核磁共振地下水探測系統(tǒng)，其特征在于，所述接收機由依次連接的前置放大模塊、帶通濾波模塊、后級放大模塊和A/D采集模塊構成。

4.按照權利要求1所述的地空核磁共振地下水探測系統(tǒng)，其特征在于，通過上位機向地面主控系統(tǒng)設置電流參數，地面主控系統(tǒng)產生控制信號經通訊模塊對發(fā)射機進行控制。

5.一種地空核磁共振地下水探測方法，其特征在于，該方法包括：

a、根據勘探任務選擇測區(qū)位置，在測區(qū)內布置兩個接地電極，兩個接地電極與發(fā)射導線連接；

b、根據發(fā)射導線的位置選擇測線，采用飛行器搭載接收線圈在測線上勻速飛行，控制飛行高度，使接收線圈在不接觸地表障礙物的情況下盡可能地靠近地面，保證接收線圈接收到的有效信號強度最大；

c、通過上位機向地面主控系統(tǒng)設置電流參數，地面主控系統(tǒng)產生控制信號經通訊模塊對發(fā)射機進行控制；

d、發(fā)射機經發(fā)射導線、兩個接地電極發(fā)射電流，激發(fā)含水層中的氫質子產生核磁共振信號；

e、在電流發(fā)射間隙，開始采集核磁共振信號，并記錄接收信號時接收線圈的位置；

f、接收線圈將接收到的核磁共振信號經過前置放大模塊進行前置放大和帶通濾波模塊初步濾除帶外噪聲，再經過后級放大模塊放大后被A/D采集模塊采集；

g、A/D采集模塊將采集到的信號經第二通訊模塊傳至上位機進行存儲；

h、改變發(fā)射電流大小，獲得不同的激發(fā)脈沖距對地下不同深度進行探測，重復c-g過程，處理后得到第二組磁共振信號；

i、進行多次探測，將多次處理得到的磁共振信號進行比較以獲取準確的解釋結果。

6.按照權利要求5所述的地空核磁共振地下水探測方法，其特征在于，發(fā)射電流為2-100A，發(fā)射時間為40ms。

7.按照權利要求5所述的地空核磁共振地下水探測方法，其特征在于，所述測線與發(fā)射導線相平行或垂直。

8.按照權利要求5所述的地空核磁共振地下水探測方法，其特征在于，所述兩個接地電極之間的距離為100-500m。