[发明专利]机载低温超导核磁共振浅层油渗漏探测装置及探测方法

权利要求书

1.一种机载低温超导核磁共振浅层油渗漏探测装置，包括直升机(1)内装有上位机(2)和低温超导机载核磁共振浅层油渗漏探测装置(3)，其特征在于，低温超导机载核磁共振浅层油渗漏探测装置(3)的主控制模块(8)、驱动模块(9)和大功率发射桥路(10)与预极化线圈(7)连接，SQUID(5)经低温超导机载核磁共振浅层油渗漏探测装置(3)的SQUID读出电路(15)、信号调理电路(14)和NI采集卡(13)、主控制模块(8)与上位机(2)连接，主控制模块(8)与信号调理电路(14)连接，主控制模块(8)与NI采集卡(13)连接，上位机(2)与电流采集模块(11)的输出端连接，大功率发射桥路(10)与电流采集模块(11)的输入端连接，主控制模块(8)与输出可调的大功率电源(12)连接，输出可调的大功率电源(12)与大功率发射桥路(10)连接构成；

SQUID读出电路(15)是由直流偏置电源(16)经放大器(17)与反馈电阻(18)连接；

预极化线圈(7)和杜瓦瓶(4)通过绳索吊装在直升机(1)下方，且杜瓦瓶(4)吊挂在预极化线圈(7)中央，杜瓦瓶(4)轴线垂直于地面，杜瓦瓶(4)内装有SQUID(5)，预极化线圈(7)通过导线与低温超导机载核磁共振浅层油渗漏探测装置(3)的大功率发射桥路(10)的输出端连接，通入直流电流产生预极化磁场，通入交变电流产生激发磁场。

2.一种采用权利要求1所述的机载低温超导核磁共振浅层油渗漏探测装置的探测方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、根据检测区域工作要求，采用直升机(1)搭载低温超导机载核磁共振浅层油渗漏探测装置(3)和上位机(2)，直升机(1)下方吊载杜瓦瓶(4)和预极化线圈(7)，杜瓦瓶(4)中装有液氮和SQUID(5)，杜瓦瓶置于预极化线圈(7)的中心，杜瓦瓶(4)的轴线垂直于地面，预极化线圈(7)平行于地面，直升机(1)沿预定的飞行轨迹飞行，控制飞行高度，尽可能地接近地表；

b、在检测区域内选择检测点，直升机(1)飞行到检测点后在空中保持停留，记录该检测点的位置；

c、在上位机(2)中设置工作参数，包括预极化电流值、预极化时间、交流电流值和交流电流发射时间，通过主控制模块(8)对低温超导机载核磁共振浅层油渗漏探测装置(3)的各模块进行协调工作，通过调节直流偏置电源(16)确定SQUID(5)的最佳工作点，使其输出信号信噪比最大，通过SQUID读出电路(15)锁定最佳工作点；

d、主控制模块(8)通过驱动模块(9)对大功率发射桥路(10)进行控制，向预极化线圈(7)发射直流电产生预极化磁场，对浅层渗漏油中的氢核进行磁化；

e、预极化过程完成后，主控制模块(8)根据上位机(2)设置的交变电流值参数，

由驱动模块(9)控制大功率发射桥路(10)向预极化线圈(7)中通入频率为当地拉莫尔频率的交变电流，同时通过电流采集模块(11)采集实际的发射电流值，并传至上位机(2)；

f、电流发射完成后，氢核由于进动而产生磁场的变化，SQUID(5)接收到通入其中的磁通量的变化，并通过SQUID读出电路(15)将磁通量变化转化为电信号，经过信号调理电路(14)后被NI采集卡(13)采集；

g、NI采集卡(13)将采集到的核磁共振信号发送给上位机(2)进行存储；

h、按照c步骤设置的工作参数，多次重复d-g步骤，得到多组核磁共振信号；

i、改变发射电流，多次重复d-h步骤，得到不同深度地下渗漏油实测信号；

j、直升机沿飞行轨迹继续飞行，飞到下一个检测点后在空中保持停留，记录该检测点的位置，重复i步骤，得到下一个检测点的实测信号；

k、重复上述j过程，进行多次检测，将多次得到的核磁共振信号在Matlab上进行反演解释，得到地下渗漏油数据。

3.按照权利要求2所述的探测方法，其特征在于，所述预极化电流为150A，预极化时间为7s；所述交变电流值为1A-20A，发射时间为50ms。