核磁共振与瞬变电磁联用仪及工作方法

摘要

本发明涉及核磁共振与瞬变电磁联用仪及工作方法，是由计算机经信号采集卡和信号调理电路与SQUID传感器连接，计算机经MCU、CPLD信号产生模块和电源模块与24V电瓶连接，电源模块经发射回路和光耦与信号调理电路连接，CPLD信号产生模块经发射回路和发射线圈与能量快速消耗电路连接，MCU分别与E2PROM、光耦和信号调理电路连接构成。首先选择瞬变电磁探测模式用SQUID传感器接收瞬变电磁信号，得到测点视电阻率分布；再切换到核磁共振探测模式用SQUID传感器接收核磁共振信号，得到测点地下含水分布。用一套设备完成视电阻率和地下水分布的探测，发挥了两种仪器的优点，采用SQUID传感器提高探测精度，有效地提高接收信号的信噪比，同时解决了野外接收线圈携带不方便的难题。

主权项

一种核磁共振与瞬变电磁联用仪，是由计算机(1)经信号采集卡(4)和信号调理电路(9)与SQUID传感器(13)连接，计算机(1)经MCU(3)、CPLD信号产生模块(2)和电源模块(6)与24V电瓶(10)连接，电源模块(6)经发射回路(7)和光耦(8)与信号调理电路(9)连接，CPLD信号产生模块(2)经发射回路(7)和发射线圈(11)与能量快速消耗电路(12)连接，MCU(3)分别与E²PROM(5)、光耦(8)和信号调理电路(9)连接构成；所述的发射回路(7)是由切换开关(14)经瞬变电磁桥路驱动(15)和第一COMS桥路(16)与双向二极管(17)连接，切换开关(14)经核磁共振驱动(18)、第二COMS桥路(19)、配谐电容(20)和储能发射模块(21)与双向二极管(17)连接构成；所述的信号调理电路(9)是由高压继电器(22)经二极管保护电路(23)、联用仪前置放大器(24)、带通滤波器(27)和联用仪放大器(26)与程控增益放大器(25)连接构成；其特征在于，核磁共振与瞬变电磁联用仪的工作方法，包括以下步骤：a、将联用仪放置在探测区域，把正方形单匝回线发射线圈(11)覆盖铺置在探测区域平行面上，把SQUID传感器(13)放置在测点位置；b、将发射线圈(11)连接到发射机，将SQUID传感器(13)连接到接收机，接收机再通过网线与计算机(1)相连，MCU(3)通过串口转USB口线与计算机(1)相连，运行计算机(1)内预置的现有联合反演软件对仪器各部分进行检测，确保各部分都正常；c、在计算机(1)设置面板中选择瞬变电磁模式，对接收系统的信号调理电路(9)配置程控增益放大器(25)参数，设置放大参数为10倍；d、计算机(1)向CPLD信号产生模块(2)发出指令，控制产生瞬变电磁发射信号后传给发射回路(7)，CPLD信号产生模块(2)控制电源模块(6)对发射回路(7)提供瞬变电磁模式发射电压，设置电压为24V；e、SQUID传感器(13)接收到瞬变电磁感应二次场后，由信号调理电路(9)预处理后传给信号采集卡(4)后经计算机(1)传给MCU(3)；f、计算机(1)计算测点地下视电阻率，绘制该测点地下视电阻率随深度的变化曲线，并标出视电阻率异常区域；g、在计算机(1)设置面板中选择核磁共振模式，对接收系统的信号调理电路(9)重新配置程控增益放大器(25)参数，设置放大参数为10000倍；h、再向CPLD信号产生模块(2)发出指令，控制产生核磁共振发射信号后传给发射回路(7)，CPLD信号产生模块(2)控制电源模块(6)对发射回路(7)提供核磁共振模式发射电压，电压设置为200V；i、SQUID传感器(13)接收到由激发脉冲矩激发产生的核磁信号后，由信号调理电路(9)预处理后传给信号采集卡(4)，再传给计算机(1)和MCU(3)；j、计算机(1)反演计算测点地下含水量，绘制该测点地下含水量随深度的变化曲线，保存含水量数据；k、对下一个测点重复上述c—j步骤，完成所有测点的探测后，建立三维视电阻率模型和三维含水量模型，两个模型对比修正，在上位机界面中绘制视电阻率和含水量的二维图及三维图，得到测区视电阻率和含水量分布。