[发明专利]地层水流速度测量系统

说明书

技术领域

本发明涉及中子装置领域，尤其涉及一种地层水流速度测量系统。

背景技术

密封式中子发生器，即使产生快中子的氖氖核反应在密封管内发生的中子发生器。密封式中子发生器一般采用潘宁型磁放电式电子源，高压电源采用正弦波交流高压变压器，用钦丝控制管内氖气气体。与开管式中子发生器相比，体积小、易屏蔽，可用于现场分析。

然而，现有技术中的密封式中子发生器的结构较为落后，中子产生效率低下，耗能较高，且应用领域较为狭窄。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种地层水流速度测量系统，首先，优化中子发生器的结构，提高中子发生效率和速度，其次，将中子发生器应用到地层水流速度测量中，提供了一套相应的测量机制，最后，还针对中子发生器的高危性设置了人体检测系统，以用于在检测到附近存在人体时及时进行报警。

根据本发明的一方面，提供了一种地层水流速度测量系统，所述系统包括：中子生成设备、发射设备和地层下方探测器；所述中子生成设备用于生成快中子脉冲，所述发射设备与所述中子生成设备连接，用于耦合所述中子生成设备以向地层发射快中子脉冲；其中，所述地层下方探测器用于测量地层水流速度。

更具体地，在所述地层水流速度测量系统中，还包括：

人体识别设备，设置在所述中子生成设备的附近，用于检测所述中子生成设备周围是否存在人体。

更具体地，在所述地层水流速度测量系统中：

所述人体识别设备在检测到所述中子生成设备周围存在人体时，发出人体报警信号。

更具体地，在所述地层水流速度测量系统中，还包括：

蜂鸣设备，与所述人体识别设备连接，用于在接收到所述人体报警信号时，发出预设频率的蜂鸣声。

更具体地，在所述地层水流速度测量系统中，还包括：

双等离子体离子源结构，包括进气口、气体腔体、阴极、磁场线圈、中间电极、扩张杯、阳极板、绝缘垫圈、引出电极、引出电源和放电电源，所述进气口设置在所述气体腔体的上方，用于向所述气体腔体内充入工作气体，所述阴极设置在所述气体腔体的上方，所述磁场线圈设置在所述气体腔体的左右两侧，所述中间电极设置在所述气体腔体的内壁中，所述阳极板设置在所述气体腔体的下方，所述扩张杯嵌入在所述阳极板内，位于所述气体腔体的正下方，所述绝缘垫圈位于所述中间电极和所述阳极板之间，用于实现所述中间电极和所述阳极板之间的绝缘，所述引出电极设置在所述扩张杯的正下方，所述导出电源设置在所述阳极板的右侧，所述放电电源设置在所述右侧磁场线圈主体的右侧；

所述中子生成设备，包括屏蔽罩、中子输出口、冷却管、高压电缆、绝缘环、靶片、加速电极和真空泵，所述屏蔽罩用于实现对所述双等离子体离子源结构、所述加速电极、所述靶片、所述绝缘环和所述高压电缆的屏蔽，所述屏蔽罩包括前端屏蔽壳体和后端屏蔽壳体，所述前端屏蔽壳体用于容纳所述双等离子体离子源结构，所述后端屏蔽壳体耦合所述前端屏蔽壳体，用于容纳所述加速电极、所述靶片、所述绝缘环和所述高压电缆，所述中子输出口设置在所述后端屏蔽壳体的上表面，所述真空泵与所述后端屏蔽壳体容纳空间连通，用于将所述后端屏蔽壳体容纳空间抽成真空以形成真空腔体，所述高压电缆插入在所述真空腔体的右端，所述绝缘环设置在所述高压电缆的外部，所述靶片设置在所述加速电极和所述高压电缆之间；

所述发射设备，耦合中子生成设备以向地层发射快中子脉冲，所述快中子脉冲活化地层下的水的氧原子核，使得地层下的水产生放射性氮原子核；所述地层下方探测器，包括γ射线测量设备、测距设备、水流速度分析设备和地下通信设备，所述γ射线测量设备设置在地层下方探测器上，用于确定测量到放射性氮原子核在β衰减过程中产生的γ高能射线的时间以作为检测时间输出；所述测距设备设置在地层下方探测器上，用于确定所述发射设备到所述地层下方探测器的相对距离；所述水流速度分析设备设置在地层下方探测器上，分别与所述γ射线测量设备和所述测距设备连接，用于所述基于检测时间和所述相对距离确定地层中最近位置的水流速度；所述地下通信设备设置在地层下方探测器上，与所述水流速度分析设备连接，用于接收所述水流速度，并将所述水流速度无线发射到地面通信设备；地面通信设备，与所述地下通信设备建立双向无线通信链路，以接收来自所述地下通信设备的水流速度。

更具体地，在所述地层水流速度测量系统中：

所述加速电极的设计参数为100-120KV，束流为1-2mA，具有多级加速结构。

更具体地，在所述地层水流速度测量系统中：