[发明专利]串联谐振式核磁共振探测装置及探测方法

权利要求书

1.一种串联谐振式核磁共振探测装置，其特征在于，三分量磁场测量电路(8)通过数据线与计算机(1)相连，计算机(1)通过串口总线分别与输出电压可调的大功率电源(3)、发射控制单元(2)和信号采集单元(9)相连，输出电压可调的大功率电源(3)与大功率发射桥路(4)连接，发射控制单元(2)通过控制总线经大功率发射桥路(4)与发射线圈(5)的一端相连，大功率发射桥路(4)经配谐电容(6)与发射线圈(5)的另一端连接，发射控制单元(2)通过控制线与高压继电器(7)连接，发射控制单元(2)通过控制线经信号采集单元(9)、放大器电路(10)和高压继电器(7)与接收单元连接，高压继电器(7)的一端与第一接收单元连接，高压继电器(7)的另一端与第N接收单元连接构成。

2.按照权利要求1所述的串联谐振式核磁共振探测装置，其特征在于，所述的接收单元是由一个以上结构相同，频率在1K～3KHz之间连续可调的接收单元经串联构成。

3.按照权利要求2所述的串联谐振式核磁共振探测装置，其特征在于，所述的接收单元是由电感L₁、可变电容器C₁与两个反向二极管D₁和二极管D₂并联构成。

4.一种串联谐振式核磁共振探测装置的探测方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、选择一个测区，利用三分量磁场测量电路8测量当地地磁场B₀（nT），并根据f_L(Hz)＝0.04258*B₀(nT)换算得出拉莫尔频率；

b、由换算出的拉莫尔频率和发射线圈电感关系式通过计算机1计算出配谐电容6的值、发射控制单元2的电流频率和信号采集单元9的采样频率；

c、在选择的测区布设接收单元1、2、3......N，根据每一个接收单元的电感L₁、L₂、L₃……L_N和拉莫尔频率由关系式计算出接收单元中可变电容器C₁、C₂、C₃……C_N所需调节的配谐电容值，并保证每一个接收单元的谐振频率相等，即都为当地拉莫尔频率f_L；

d、计算机(1)通过串口线控制输出电压可调的大功率电源(3)，通过改变其输出电压的大小来改变在发射线圈(5)上的激发电流的大小，即产生不同强度的激发磁场，通过不同强度磁场的激发，实现距发射线圈不同远近水体的探测；

e、发射控制单元(2)产生40ms频率信号对大功率发射桥路(4)进行驱动，发射桥路(4)被驱动后，利用大功率电源(3)的输出电压向发射线圈(5)及配谐电容(6)施加40ms发射电流对含水体的激发；

f、在激发时，发射控制单元(2)控制高压继电器(7)，使其处于断开状态，对信号接收端进行保护，当激发结束后，经过90ms，发射控制单元(2)控制高压继电器(7)闭合，接收单元接收的信号经高压继电器(7)送入放大器电路(10)；

g、放大器电路(10)对信号进行调理、放大，将处理后的信号送至信号采集单元(9)，发射控制单元(2)控制信号采集单元(9)的采集开始与结束，信号采集单元(9)将放大器电路(10)输出的模拟信号转换成数字信号后送给计算机(1)进行数据显示和保存；

h、将步骤g测得的数据进行特征参数提取，获得弛豫时间、初始振幅、频率参数；对采集的数据进行反演解释，得到所测区域内含水体的含水量、渗透率等水文地质参数，为可能发生的突水、突泥地质灾害预警。