[发明专利]一种预极化场核磁共振堤坝渗漏在线监测装置及方法

权利要求书

1.一种预极化场核磁共振堤坝渗漏在线监测装置，其特征在于，该装置包括远程与现场客户端、私有云平台，以及安装在堤坝坝顶的无线传输系统、阵列式预极化场磁共振探测平台、以及现场环境监测平台；其中客户端、私有云平台以及无线传输系统通过有线网络连接，无线传输系统、现场环境监测平台以及阵列式预极化场磁共振探测平台通过无线网络连接；远程客户端或现场客户端通过浏览器在线访问私有云平台，并通过无线传输系统向阵列式预极化场磁共振探测平台、以及现场环境监测平台发布探测指令；首先现场环境监测平台进行监测现场环境评估，如果现场环境符合预极化场核磁共振探测条件，然后通过阵列式预极化场磁共振探测平台进行阵列式预极化场核磁共振监测，最后利用无线传输系统将监测数据传送到私有云平台，进行数据解释，并将解释结果在客户端进行显示；

阵列式预极化场磁共振探测平台包括阵列式预极化电流发射单元、交变电流发射单元、差分阵列式核磁共振信号采集单元，通过阵列式预极化电流发射单元发射阵列式直流电流，对堤坝中的渗漏水源进行预极化，增大渗漏水源的宏观磁化强度，经过绝热关断后，通过交变电流发射单元发射交变电流，激发渗漏水源中的氢质子，停止激发后，水中氢质子释放出自由感应衰减的核磁共振信号，再通过差分阵列式核磁共振信号采集单元采集核磁共振信号；

差分阵列式核磁共振信号采集单元包括核磁共振信号采集控制电路、多通道差分转单端式信号放大调理电路、差分式阵列核磁共振信号接收传感器、多通道AD采集电路、信号采集状态监测模块以及无线通信模块，其中差分式阵列核磁共振信号接收传感器由四个线圈组成的阵列式信号采集线圈、四路前端匹配电路、四路差分式前置放大电路组成，差分式阵列核磁共振信号接收传感器负责采集核磁共振信号，经过多通道差分转单端式信号放大调理电路进行滤波放大调理，再由多通道AD采集电路进行采集；无线通信模块将信号采集系统状态监测模块监测的仪器状态工作数据以及采集的核磁共振信号传输至无线传输系统，并由无线传输系统传输至私有云平台；

交变电流发射线圈在堤坝坝顶上呈长方形布置，并把交变电流发射单元布置在交变电流发射线圈附近；

将预极化电流发射线圈呈N个长方形排列在交变电流发射线圈之中，并将N个预极化电流发射单元布置在预极化电流发射线圈附近；

在每个预极化电流发射线圈中布置四个接收线圈，呈半覆盖放置，并将四个接收线圈连接到同一个接收单元。

2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，客户端包括现场客户端与远程客户端，现场客户端布置在堤坝现场进行现场堤坝渗漏情况监测，远程客户端布置在远程多个地点，方便不同部门对堤坝渗漏情况进行远程监测；

私有云平台包括人机交互模块、数据分布式存储模块以及数据分布式计算模块，人机交互模块提供人机交互界面与指令下达通道；数据分布式存储模块将监测数据进行分布式存储；数据分布式计算模块，将监测数据快速计算，实现了堤坝渗漏的实时监测；

所述无线传输系统包括WIFI无线基站、现场环境监测平台中WIFI通信模块以及阵列式预极化场磁共振探测平台中WIFI通信模块，实现多个阵列式预极化系统的无线通信。

3.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，现场环境监测平台包括环境噪声监测单元和仪器运行状态监测单元；通过仪器运行状态监测单元监测现场仪器的工作状态，环境噪声监测单元评估现场环境噪声水平。

4.按照权利要求3所述的装置，其特征在于，环境噪声监测单元包括环境噪声监测单元控制电路、AD采集电路、宽带通道可调滤波电路、调幅放大电路、宽带滤波通带与幅值放大调节单元、前端匹配电路、环境噪声信号采集线圈、环境噪声状态监测模块以及无线通信模块，环境噪声状态监测模块监测现场环境噪声监测平台的仪器工作状态，若监测正常，环境噪声信号采集线圈将采集到的空间环境噪声经前端匹配电路后进行滤波放大电路处理，之后经AD 采集电路，由环境噪声监测单元控制电路通过WIFI无线网络发送至无线基站；在环境噪声监测单元控制电路的控制下，滤波通带与放大幅值调节单元对AD采集电路的带宽以及调幅放大电路的放大倍数进行任意调节，实现对特定频带以及全频带的现场环境噪声的监测；通过无线通信模块将监测的环境噪声数据发送至无线传输系统并传送至私有云平台进行现场环境噪声水平评估。