对前方水体超前探测的核磁共振探测装置及探测方法

摘要

本发明涉及一种对前方水体超前探测的核磁共振探测装置及探测方法。是由计算机通过串口总线分别与系统控制器、大功率电源、信号采集单元相连，系统控制器经桥路驱动器、大功率H型发射桥路和配谐电容与发射线圈连结构成。与现有技术相比对前方是否存在含水体，以及含水体的含水量大小等重要信息做出准确、有效的检测。采用垂直布设线圈模式，有效的降低了线圈的占用面积，使该装置可以在更加狭小的空间中展开勘探工作。可在煤田矿井生产现场或隧道施工现场直接准确探明出前方一定距离内地下地质情况，减少因前方地质情况不明所引发的突水、涌泥等地质灾害造成的矿难或隧道施工中因地质灾害引发的各种事故。

主权项

一种对前方水体超前探测的核磁共振探测方法，所述方法采用核磁共振探测装置对前方水体超前探测，所述装置其特征在于，计算机(1)通过串口总线分别与系统控制器(6)、大功率电源(7)、信号采集单元(2)相连，系统控制器(6)通过控制线经桥路驱动器(8)、大功率H型发射桥路(9)和配谐电容(10)与发射线圈(12)相连，大功率电源(7)经大功率H型发射桥路(9)与发射线圈(12)相连，系统控制器(6)通过控制线分别与保护开关(5)、信号调理单元(4)及信号采集单元(2)相连，信号采集单元(2)经放大器(3)、信号调理单元(4)和保护开关(5)与接收线圈(11)连接；所述的系统控制器(6)是由CPU通过控制线分别与计时器I、采集同步信号输出端口、开关同步信号输出端口、计时器II、信号调理单元配置信号输出端口、频率发生器、桥路驱动信号输出端口、计时器III、通讯模块连接构成；所述方法包括以下步骤：a、在测区内选择一测点，以该测点的假想直立面为线圈的铺设平面，铺设接收线圈(11)与发射线圈(12)；b、计算机(1)通过串口总线控制大功率电源(7)，设置大功率电源(7)的输出电压，通过改变输出电压的大小，来改变在发射线圈(12)上的激发电流的大小，即产生不同强度的激发磁场，通过不同强度磁场的激发，实现距发射线圈不同远近水体的探测；c、系统控制器(6)产生40ms频率信号，通过桥路驱动器(8)对大功率H型发射桥路(9)进行驱动，大功率H型发射桥路(9)被驱动后，利用大功率电源(7)产生的输出电压向配谐电容(10)及发射线圈(12)施加40ms发射电流，实现对前方水体的激发；d、在激发时，系统控制器(6)控制保护开关，使其处于断开状态，对信号接收端进行保护，当激发结束后，经过90‑120ms，系统控制器(6)控制保护开关闭合，将接收线圈(11)中所产生的信号通过保护开关送入信号调理单元；e、信号调理单元对信号进行滤波处理，系统控制器(6)通过控制线控制信号调理单元(4)中滤波器的中心频率与带宽，滤除掺杂在信号中的噪声，将相对纯净的信号送入放大器(3)，放大器(3)对微弱的信号进行放大后，送至信号采集单元(2)，系统控制器(6)控制信号采集单元(2)的采集开始与结束时间，信号采集单元(2)利用模数转换器将放大器(3)输出的模拟信号转换成数字信号，利用串口总线，将转换后得到的数据送至计算机(1)，进行数据的保存与显示；f、将步骤e保存与显示的核磁共振信号进行特征参数提取，获得弛豫时间、 初始振幅和频率参数，将测得的数据进行反演处理，估算出涌水量、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。