[发明专利]核磁共振与瞬变电磁联用地下水探测装置及探测方法

权利要求书

1.一种核磁共振与瞬变电磁联用地下水探测装置，其特征在于，是由计算机(1)经输出电压可调的大功率电源(3)分别与瞬变电磁发射桥路(4)和核磁共振发射桥路(5)连接，瞬变电磁发射桥路(4)与发射线圈(7)连接，核磁共振发射桥路(5)经配谐电容(6)与发射线圈(7)连接，计算机(1)经发射控制单元(2)分别与核磁共振发射桥路(5)和瞬变电磁发射桥路(4)连接，发射控制单元(2)分别与接收单元(8)和信号采集单元(9)连接，计算机(1)经信号采集单元(9)与接收单元(8)连接构成；

接收单元(8)是由空心线圈(10)经单刀双掷开关一端连接宽频放大电路(11)，另一端连接中心频率可调的放大电路(12)，宽频放大电路(11)通过单刀双掷开关的一端连接信号采集单元(9)，中心频率可调的放大电路(12)过单刀双掷开关的另一端连接信号采集单元(9)构成。

2.按照权利要求1所述的核磁共振与瞬变电磁联用地下水探测装置，其特征在于，中心频率可调的放大电路(12)由空心线圈(10)经高压继电器(13)、二极管D1、二极管D2、可变电容器C1、一级放大器(14)、宽频滤波器(15)、二级放大器(16)、窄带滤波器(17)和三级放大器(18)连接构成。

3.按照权利要求2所述的核磁共振与瞬变电磁联用地下水探测装置，其特征在于，宽频放大电路(11)是由频率补偿电路(19)与宽频放大器(20)连接构成。

4.核磁共振与瞬变电磁联用地下水探测方法，包括以下步骤：

a、将核磁共振和瞬变电磁联用仪选择在瞬变电磁工作模式下，采用中心回线的方式，铺设发射线圈和空心线圈；

b、计算机(1)通过串口线控制输出电压可调的大功率电源(3)，改变其输出电压的大小来改变在发射线圈(7)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、发射控制单元(2)对瞬变电磁发射桥路(4)进行驱动，发射桥路(4)被驱动后，利用大功率电源(3)的输出电压向发射线圈(7)施加发射电流，实现对含水体的激发；空心线圈(10)接收的信号经高频率补偿电路(19)进行频率补偿，然后送入宽频放大器(20)；

d、宽频放大器(20)对信号进行调理、放大，将处理后的信号送至信号采集单元(9)，发射控制单元(2)控制信号采集单元(9)的采集开始与结束时间，信号采集单元(9)将宽频放大器(20)输出的模拟信号转换成数字信号，并将转换后的数据送至计算机(1)，进行数据的显示与保存；

e、利用瞬变电磁法对测区内每一个点进行测量，测量完毕后，对瞬变电磁数据进行处理，找出测区内电阻率偏低点，并对电阻率偏低的异常测点标定；

f、将核磁共振和瞬变电磁联用仪切换到核磁共振模式下，并以已标定的异常测点为中心进行核磁共振测量工作，来测得数据或图形与瞬变电磁所测得的电阻率异常进行比较，用以判断瞬变电磁测得的电阻率异常的真伪；

g、计算机(1)通过串口线控制输出电压可调的大功率电源(3)，改变其输出电压的大小来改变在发射线圈(7)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；

h、发射控制单元(2)产生40ms频率信号对核磁共振发射桥路(5)进行驱动，发射桥路(5)被驱动后，利用大功率电源(3)的输出电压向发射线圈(7)及配谐电容(6)施加40ms发射电流，实现对含水体的激发；

i、在激发时，发射控制单元(2)控制高压继电器(13)，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90ms，发射控制单元(2)控制高压继电器(13)闭合，空心线圈(10)接收产生的信号经高压继电器(13)送入中心频率可调的放大电路(12)，中心频率可调的放大电路(12)将接收信号送入一级放大器(14)，通过宽频滤波器(15)滤波，再经过二级放大器(16)放大处理，然后信号经过窄带放大器(17)，最后三级放大器(18)将微弱的核磁共振信号放大至符合信号采集单元(9)的输入要求，输入到信号采集电路(9)，信号采集电路(9)将中心频率可调的放大器电路(12)输出的模拟信号转换为数字信号，并送至计算机(1)中保存下来，完成对核磁共振信号的接收；

j、将步骤i测得的数据进行特征参数提取，获得弛豫时间、初始振幅、频率参数；对采集的数据进行反演解释，得到所测区域内含水体的含水量、渗透率水文地质参数，为可能发生的突水、突泥地质灾害提供预报依据。