[发明专利]一种地空核磁共振地下水探测系统及探测方法

权利要求书

1.一种地空核磁共振地下水探测系统，其特征在于，该系统包括两个接地电极，接地电极通过发射导线连接发射机，所述发射机通过地面主控系统控制，发射机通过改变接地电极的发射电流向地下发射频率为当地拉莫尔频率的激发电流，激发地下水中的氢原子形成宏观磁矩，这一宏观磁矩在地磁场中进行旋进运动，当激发电流停止后，氢原子核自旋产生弛豫现象，再用搭载在飞行器上的接收线圈采集宏观磁矩进动产生的核磁共振信号，所述地面主控系统经通讯模块远程控制激发电流的发射与停止，地面主控系统经通讯模块远程控制与接收线圈连接的接收机在激发电流停止的间隙采集核磁共振信号，采集到的核磁共振信号将通过通讯模块传至上位机；

所述飞行器搭载接收线圈在测线上匀速飞行，所述测线与发射导线相平行或垂直。

2.按照权利要求1所述的地空核磁共振地下水探测系统，其特征在于，所述上位机与地面主控系统连接，地面主控系统与第一通讯模块和第二通讯模块连接，第一通讯模块与发射机连接，第二通讯模块与接收机连接，发射机连接电源，发射机经发射导线分别与两个接地电极连接，接收线圈与接收机连接，接收机由飞行器携带。

3.按照权利要求1所述的地空核磁共振地下水探测系统，其特征在于，所述接收机由依次连接的前置放大模块、带通滤波模块、后级放大模块和A/D采集模块构成。

4.按照权利要求1所述的地空核磁共振地下水探测系统，其特征在于，通过上位机向地面主控系统设置电流参数，地面主控系统产生控制信号经通讯模块对发射机进行控制。

5.一种地空核磁共振地下水探测方法，其特征在于，该方法包括：

a、根据勘探任务选择测区位置，在测区内布置两个接地电极，两个接地电极与发射导线连接；

b、根据发射导线的位置选择测线，采用飞行器搭载接收线圈在测线上匀速飞行，控制飞行高度，使接收线圈在不接触地表障碍物的情况下尽可能地靠近地面，保证接收线圈接收到的有效信号强度最大；

c、通过上位机向地面主控系统设置电流参数，地面主控系统产生控制信号经通讯模块对发射机进行控制；

d、发射机经发射导线、两个接地电极发射电流，激发含水层中的氢质子产生核磁共振信号；

e、在电流发射间隙，开始采集核磁共振信号，并记录接收信号时接收线圈的位置；

f、接收线圈将接收到的核磁共振信号经过前置放大模块进行前置放大和带通滤波模块初步滤除带外噪声，再经过后级放大模块放大后被A/D采集模块采集；

g、A/D采集模块将采集到的信号经第二通讯模块传至上位机进行存储；

h、改变发射电流大小，获得不同的激发脉冲距对地下不同深度进行探测，重复c-g过程，处理后得到第二组磁共振信号；

i、进行多次探测，将多次处理得到的磁共振信号进行比较以获取准确的解释结果。

6.按照权利要求5所述的地空核磁共振地下水探测方法，其特征在于，发射电流为2-100A，发射时间为40ms。

7.按照权利要求5所述的地空核磁共振地下水探测方法，其特征在于，所述测线与发射导线相平行或垂直。

8.按照权利要求5所述的地空核磁共振地下水探测方法，其特征在于，所述两个接地电极之间的距离为100-500m。