[发明专利]一种用于核磁的三维工频干扰源定量定向装置及测量方法

说明书

本发明为一种用于核磁的三维工频干扰源定量定向装置及方法，包括垂向接收线圈接收垂向的工频干扰信号；东西向接收线圈接收东西向的工频干扰信号；南北向接收线圈接收南北向的工频干扰信号；采集电路采集垂向、东西向以及南北向的工频干扰信号；上位机根据采集电路采集的三个方向上的分向量求出可能的工频干扰源向量；主控制器根据上位机的指令，控制万向云台按照可能的向量方向进行转动，通过万向接收线圈接收工频干扰信号并通过采集电路传递至上位机。本装置能准确定位到空间存在的工频干扰信号，并测量出工频干扰源的大小及方向，便于核磁共振探测中对工频干扰源的寻找并剔除，减少工频干扰所产生的信号噪声。

技术领域

本发明属于地球物理探测仪器领域，尤其是一种用于核磁的三维工频干扰源定量定向装置及测量方法。

背景技术

核磁共振探测地下水是一种直接探测地下水的方法技术，具有高效、快速、分辨率高、结果直观等特点，随着水资源短缺问题的日益严重，核磁共振探测地下水具有更广阔的的发展空间，核磁共振探测地下水的基本原理是由水中的氢质子在二次磁场的极化作用下产生跃迁后再回到低能级状态时产生了大量具有拉莫尔频率的能量子，此时地面的接收线圈感应到的MRS信号是检测到的核磁共振信号，此信号非常微弱，极易引入外界电磁噪声，而工频干扰源正是在此频段范围内，并且噪声幅值大、分布普遍，对核磁共振信号影响较大。如何对工频干扰信号进行剔除是核磁共振探测的一个攻尖点，在研究如何剔除工频干扰信号的过程中，首要前提是寻找到最大工频干扰源，所以研究一种工频干扰源定向装置不仅给核磁共振探测地下水提供了方便，也为其它领域的工频干扰源消除提供了相关技术仪器。

CN101666834公开了一种抗工频干扰的信号采样方法及系统,所述方法包括以下步骤：步骤A,于输入的市电交流信号中提取工频信号,通过工频信号对叠加在检测信号上的工频干扰信号进行同步跟踪,并产生一工频同步信号；步骤B,根据工频同步信号锁定工频干扰信号的过零点相位,在过零点相位对输入的检测信号进行同步采样。上述发明要求在工频信号过零点处进行相位检测，具有一定难度，并且还会引入误差，上述发明重点在工频干扰信号的采集，并不是寻找与定向。

CN203502602U公开了一种消除工频谐波干扰的核磁共振探测装置，,由接收线圈与增益可调放大器、滤波器和二级放大连接,二级放大的一端连接强度指示,二级放大的另一端连接迟滞比较器,迟滞比较器的一端经触发器与加法器连接,迟滞比较器的另一端经延时器与加法器连接,加法器与计算机连接构成。有效地消除拉莫尔频率接近工频噪声的谐波频点处的噪声,在消噪过程中对MRS信号无影响,同时可以抑制同频干扰。上述发明是接收线圈摆放固定，只能接收到与接收线圈正向耦合到的工频噪声信号，并不能在整个三维空间内检测到最强的工频干扰信号并剔除。

上述发明都重点在于工频干扰信号的消除系统与装置，而在三维空间内，存在多个工频干扰源，大小和方向各不相同，如果在检测过程中能寻找到信号强度最强的工频干扰源并剔除，则能保留噪声更小的有用信号，因此能在三维全空间范围内对工频干扰信号进行寻找并定向是解决问题的有效途径。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种用于核磁的三维工频干扰源定量定向装置及方法,解决现有技术中不能在整个三维空间内检测到最强的工频干扰信号并剔除的问题。

本发明是这样实现的，

一种用于核磁的三维工频干扰源定量定向装置，该装置包括：

垂向接收线圈，与水平面平行，接收垂向的工频干扰信号；

东西向接收线圈，与所述垂向接收线圈垂直以及东西方向垂直，接收东西向的工频干扰信号；

南北向接收线圈，与所述垂向接收线圈和所述东西向接收线圈垂直，接收南北向的工频干扰信号；

采集电路，采集垂向、东西向以及南北向的工频干扰信号；