[发明专利]地下全空间核磁共振预极化探测装置及探测方法

权利要求书

1.一种地下全空间核磁共振预极化探测装置，其特征在于，是由电脑(1)经 输出可调的大功率电源(2)和大功率发射桥路(4)与预极化线圈(12)的一端连接， 电脑(1)经主控制单元(6)、发射桥路驱动(3)、大功率发射桥路(4)和高压切换开关 (5)与预极化线圈(12)的另一端连接，主控制单元(6)分别与发射桥路驱动(3)、高 压切换开关(5)连接、Q-switch电路(8)和A/D采集单元(10)连接，电脑(1)经A/D 采集单元(10)、放大器电路(9)、Q-switch电路(8)和配谐电容(7)与接收线圈(11) 连接，预极化线圈(12)与能释电路(13)连接构成。

2.按照权利要求1所述的地下全空间核磁共振预极化探测装置的探测方 法，其特征在于，包括以下步骤:

a、在测区内选择一探测点,以该探测点的假想直立面为线圈的铺设平面,铺 设接收线圈(11)与预极化线圈(12)；

b、电脑(1)通过串口线控制输出可调的大功率电源(2)，通过改变其输出电压 的大小，来改变在预极化线圈(12)上的激发电流的大小，即产生不同强度的预极 化磁场，通过不同强度磁场的极化，实现距离预极化线圈不同远近水体的探测；

c、主控制单元(6)产生7s预极化场极化时间，通过发射桥路驱动(3)对大功 率发射桥路(4)进行驱动，发射桥路(4)被驱动后，主控制单元(6)控制高压切换开 关(5)，使其处于闭合状态，利用大功率电源(2)产生的输出电压向预极化线圈(12) 施加电流，实现对前方水体的极化；

d、在极化时，主控制单元(6)控制Q-switch电路(8)和A/D采集单元(10)， 使其处于断开状态，当激发结束后，经过7s，主控制单元(6)控制发射桥路驱动 (3)使发射桥路(4)不被驱动，结束对预极化线圈(12)施加电压；

e、当结束对预极化线圈(12)的供电后，预极化线圈(12)上的能量不会自己 迅速消失，通过能释电路(13)来迅速消耗预极化线圈(12)上的能量，这段能释时 间在15ms内，然后主控制单元(6)控制Q-switch电路(8)对接收线圈(11)受到 预极化线圈(12)能量影响产生的振铃现象进行抑制；

f、放大器电路(9)对经过Q-switch电路(8)已经抑制振铃现象的信号进行放 大后送至A/D采集单元(10)，在开始A/D采集之前的Q-switch电路的工作时 间为5ms，主控制单元(6)控制A/D采集单元(10)的采集开始与结束时间，在控 制A/D采集单元(10)采集时不关闭Q-switch，A/D采集的时间为3s，A/D采 集单元(10)利用模数转换器将放大器电路H输出的模拟信号转换成数字信号， 并将转换后得到的数据送至电脑(1)，进行数据的显示，之后将Q-switch电路和 A/D采集单元都停止，进入一段持续4s的等待时间这是一个工作周期；

g、重复步骤c—f，进行连续叠加探测，显示连续叠加探测得到的磁共振信 号，将获得的准确数据保存；

h、将步骤g显示与保存的核磁共振信号进行特征参数提取，获得弛豫时间、 初始振幅、频率参数，将测得的数据进行反演处理，计算出指定方向上、设定距 离、设定区域内的含水量、渗透率水文地质参数，为可能发生的突水、涌泥地质 灾害提供预报依据。