[发明专利]基于相控阵的核磁共振地下水定向探测系统及探测方法

摘要

本发明提供一种基于相控阵的核磁共振定向探测系统及探测方法，包括计算机、控制单元、发射系统及接收系统，通过对各可控发射线圈控制信号的相位实时控制，使各可控发射线圈依次延时激发，发出的磁场信号在地下某一方向同相叠加，核磁共振信号加强。通过改变各发射脉冲矩的偏转延迟，从而实现磁场波束的定向，使核磁共振定向和定距离激发成为可能。采用相控阵的核磁共振探测方法，为隧道、前方水体、陡倾斜等地质体的地下水探测提供了一种有效方法，实现了特定方向和特定距离的地下水探测，此外还能提高地下水探测深度。通过测量能够获取更全面的地下水分布信息，提高了探测效率、精度和地下水探测分辨率。

主权项

1.一种基于相控阵的核磁共振地下水定向探测系统，铺设于地下水探测区域，其特征在于，包括计算机、控制单元、发射系统及接收系统，所述发射系统由n个移相器、n个发射机和n个发射线圈构成；所述接收系统由n个接收机和n个接收线圈构成；所述系统还包括n个发射/接收切换控制器，分别与发射机和接收机连接，用于切换探测系统的发射/接收状态；其中，n为大于1的整数；其中，n个发射线圈及n个接收线圈等间距共线设置；所述计算机，与所述控制单元连接，用于获取延时时间并传递给所述控制单元；所述计算机还用于根据获取发射脉冲距，及根据当地地磁场的强度、发射线圈的电感特性，计算发射机中的配谐电容的大小；所述计算机还用于根据发射电流和发射时间设置多个发射脉冲距；所述控制单元，分别与各个电路模块及计算机连接，用于对系统各部分的参数进行设置及系统的协调控制；所述移相器，分别与控制单元与发射机连接，用于根据延时时间对发射脉冲的相位进行调整，使得各脉冲矩信号同时到达目标地层；所述发射机，分别与移相器与发射/接收切换控制器连接，用于提供向地下发射的大功率交变发射电流；所述接收机，分别与控制单元与发射/接收切换控制器连接，用于对水中氢质子产生的核磁共振信号进行调理与采集；所述发射线圈及接收线圈，根据系统工作状态选择与发射机或接收机连接；当系统置于发射状态时，所述发射线圈与发射机连接，用于产生大功率交变电流；当系统置于接收状态时，所述接收线圈与接收机连接，用于接收地下水中氢核由高能级跃迀至低能级产生的核磁共振响应信号。