[发明专利]一种基于核磁共振传感器和5G通信的地质体水含量测试系统

权利要求书

1.一种基于核磁共振传感器和5G通信的地质体水含量测试系统，其特征在于：包括在容易发生失稳、滑坡或垮塌地质灾害的边坡、堤坝、或基桩设置的5G基站(2)和接收5G基站信息的监测平台(3)，并在容易发生失稳、滑坡或垮塌地质灾害的边坡、堤坝、或基桩施多个探测钻孔(4)，多个探测钻孔(4)按网格化布置在地表，在每个探测钻孔(4)的底部均设置一个核磁共振传感器(1)，所有核磁共振传感器(1)经信号线连接形成分布式地质体水含量监测网络，接受5G基站(2)发出的指令，并将测试数据上传至5G基站(2)，监测平台(3)根据测试数据反演地质体水含量变化并及时预警；所述核磁共振传感器(1)、5G基站(2)和监测平台(3)均通过5G通信技术进行双向信号传输。

所述的核磁共振传感器(1)包括集成在一起的射频模块(5)、接收模块(6)、控制模块(7)、无线通信模块(8)和提升模块(9)；所述射频模块(5)提供静磁场并发射射频脉冲产生射频磁场，使钻孔周围的孔隙水被极化产生核磁共振；所述接收模块(6)接收孔隙水产生的核磁共振驰豫信号，将模拟信号转换为数字信号并放大；所述提升模块(9)自动将核磁共振传感器提升至钻孔不同深度并记录深度信息；所述控制模块(7)接收无线通信模块(8)获得的测试指令并控制射频模块(5)和接收模块(6)工作，整合接收模块(6)的测试数据和提升模块(9)的深度数据；所述无线通信模块(8)接收5G基站传递的测试指令并将控制模块(7)整合的测试数据上传至5G基站；

所述的5G基站(2)包括集成在一起的上传模块(10)和下载模块(11)；所述下载模块(11)将监测平台(3)的测试指令同时传递至每个核磁共振传感器(1)；所述上传模块(10)将每个核磁共振传感器(1)的测试数据传输至监测平台(3)。

所述的监测平台(3)包括集成在一起的采集模块(12)、数据处理模块(13)、预警模块(14)和通信模块(15)；所述采集模块(12)对核磁共振传感器下达采集指令；所述数据处理模块(13)将测试数据进行汇总、反演和分析，得到地质体不同位置的水含量分布变化；所述预警模块(14)根据地质体水含量变化进行水缘性地质灾害预警，当地质体水含量相对变化超过报警阈值时，判断可能发生的水缘性灾害并预警；所述通信模块(15)将采集模块的测试指令传递至5G移动基站。

2.根据权利要求1所述的一种基于核磁共振传感器和5G通信的地质体水含量测试系统，其特征在于：所述的探测钻孔(4)的直径为5-8cm，深度为5-10m，在探测钻孔(4)孔口处设有护孔盖，以防止雨雪进入影响测试结果。

3.根据权利要求1所述的一种基于核磁共振传感器和5G通信的地质体水含量测试系统，其特征在于：所述的核磁共振传感器(1)直径为4-5cm，高度为8-12cm。

4.根据权利要求1所述的一种基于核磁共振传感器和5G通信的地质体水含量测试系统，其特征在于：所述地质体的实时水含量相对变化的报警阈值依地质体的物理性质而定，为10％～25％。

5.根据权利要求1所述的一种基于核磁共振传感器和5G通信的地质体水含量测试系统，其特征在于：所述的射频模块(5)通过改变射频激发频率和线圈共振频率进行不同径向范围的测试，不同径向范围为5～10cm。

6.根据权利要求1所述的一种基于核磁共振传感器和5G通信的地质体水含量测试系统，其特征在于：所述的提升模块(9)通过电机转动提升电缆带动核磁共振传感器升降。

7.根据权利要求1所述的一种基于核磁共振传感器和5G通信的地质体水含量测试系统，其特征在于：所述多个所述核磁共振传感器(1)的无线通信模块(8)组网形成蜂群式网络。