[發明專利]一種消除地面核磁共振數據中鄰頻諧波干擾的方法

有效

• 申請號: 201810029427.2
• 申請日: 2018-01-12
• 公開（公告）號: CN108345039B
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 蔣川東;王琦;田寶鳳;易曉峰;范鐵虎
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01V3/14
• 分類號: G01V3/14;G01R33/46
• 代理公司: 沈陽銘揚聯創知識產權代理事務所(普通合伙) 21241
• 代理人: 屈芳

本發明屬于地面核磁共振數據處理領域，為一種消除地面核磁共振數據中鄰頻諧波的方法。該方法包括：錄入地面核磁共振測量數據，測量實驗地點地磁場，計算拉莫爾頻率；搜索工頻諧波基頻，并對工頻諧波進行建模，計算得到所有諧波系數；根據拉莫爾頻率和每個諧波頻率的頻率差判斷是否存在鄰頻諧波，若否，利用諧波基頻和諧波系數計算得到諧波模型，在測量數據中減去諧波模型，若是，則去除領域諧波外的工頻諧波后基于擬合方法去除領頻諧波，本發明在不損失核磁共振信號的前提下，去除工頻諧波中的鄰頻諧波對后續數據處理和反演的影響。尤其當實驗地點的拉莫爾頻率與工頻諧波的高階諧波相近時，可準確提取地面核磁共振信號特征，提高反演結果準確度。

技術領域

本發明屬于地面核磁共振數據處理領域，具體地來講為一種消除地面核磁共振數據中鄰頻諧波的方法。

背景技術

地面核磁共振是一種直接探測地下水賦存屬性的地球物理方法，具有測量速度快，分辨率高和定量解釋等優點，被廣泛應用于水資源勘探、水文環境監測以及地下工程水害預警等領域。但是地面核磁共振方法獲得的信號十分微弱，通常強度只有納伏量級(nV，10^-9V)，易受到各種環境噪聲的干擾，導致采集數據信噪比低，嚴重影響后續反演結果的準確性，制約了該方法在城鎮、村莊以及地下工程等復雜環境中的應用。

地面核磁共振數據中主要包含三類噪聲：尖峰噪聲、工頻及其諧波噪聲和隨機噪聲，其中高壓輸送電網和電氣設備等產生的工頻諧波噪聲最為強烈。對于工頻諧波噪聲，當存在其中一個諧波的頻率與地面核磁共振信號的頻率(稱為拉莫爾頻率)相近或相等時(小于等于3Hz)，我們稱之為鄰頻諧波。

專利CN103913778A公開了一種多個近端參考線圈的核磁共振信號實時噪聲抵消裝置。該方法首先消除參考線圈內的地面核磁共振信號，并利用參考通道與主通道的頻率相關性，實現工頻諧波的消除。但是當存在鄰頻諧波時，相關系數無法正確計算，且鋪設參考線圈增加了野外實驗的復雜度。

專利CN104898172A公開了一種互相關的核磁共振全波信號噪聲濾除方法。該方法通過構造一個與地面核磁共振信號頻率相同的正弦信號作為參考信號，并基于隨機噪聲和尖峰噪聲與參考信號相關性較弱，而地面核磁共振信號與參考線圈相關性較強的原則，實現地面核磁共振數據的噪聲濾除。但是當存在鄰頻諧波時，該方法無法有效區分諧波噪聲和地面核磁共振信號。

專利CN106772646A公開了一種地面核磁共振信號提取方法。對于工頻諧波噪聲，提出了利用諧波建模消噪方法，該方法無需額外的參考通道，僅通過采集數據建立工頻諧波模型。存在鄰頻諧波噪聲時，該方法無法同樣無法區分諧波噪聲和地面核磁共振信號，導致建模結果產生錯誤。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提供一種消除地面核磁共振數據中工頻及鄰頻諧波干擾的方法，在不損失核磁共振信號的前提下，去除工頻諧波中的鄰頻諧波對后續數據處理和反演的影響。尤其當實驗地點的拉莫爾頻率與工頻諧波的高階諧波相近時，可準確提取地面核磁共振信號特征，提高反演結果準確度。

本發明是這樣實現的，

一種消除地面核磁共振數據中鄰頻諧波干擾的方法，該方法包括：

步驟1，錄入地面核磁共振測量數據V＝[V₁,V₂,L,V_K]，K為采樣點數，測量實驗地點地磁場B₀，根據式f_L＝0.04258×B₀計算拉莫爾頻率f_L，

步驟2，搜索工頻諧波基頻f₀，并對工頻諧波進行建模，計算得到所有諧波系數X；