[发明专利]一种提高采集信号幅度的磁共振探水系统及方法

权利要求书

1.一种提高采集信号幅度的磁共振探水系统，其特征在于，该系统包括：

发射装置，包括第一主控制器，用于控制第一蓄电池为第一储能电容充电为发射线圈提供大电流发射能量；

补偿装置，包括第二主控制器，用于控制第二蓄电池为第二储能电容充电为补偿线圈提供发射能量，通过补偿线圈产生激发脉冲，从而抵消发射脉冲在接收线圈中产生的耦合；向第一主控制器发送充电信号和发射交流脉冲控制信号；

接收装置，包括AD采集卡按照第二主控制器发送的同步信号进行MRS信号或耦合信号的采集；

PC上位机，将接收到的耦合信号经数字滤波处理后提取具有发射频率的信号，对剩余耦合信号与系统的本底噪声进行比较后对补偿参数调整，以及存储补偿参数以及采集到的有效MRS信号；

所述PC上位机在一个工作循环内，根据设定的参数向第二主控制器发送预设参数后，依据第二主控制器向第一主控制器发送的充电信号控制第一储能电容和第二储能电容充电；

在一个工作循环内，充电完毕后，发射装置和补偿装置分别根据初始参数设置发射交流脉冲，接收装置将发射期间接收到的耦合信号传递至PC上位机；

在一个工作循环内，PC上位机对耦合信号判断后调整补偿电流，根据调整后的补偿电流发射激发脉冲，并通过接收线圈进行MRS信号的采集。

2.按照权利要求1所述的系统，其特征在于，补偿装置的补偿电流的初值根据预设发射线圈电流大小以及系统发射、接收参数进行估计，满足：

其中，N₀为发射线圈的匝数，R₀为发射线圈的半径，N_L为补偿线圈的匝数，R_L为补偿线圈的半径，I₀为发射线圈的电流，I_L为补偿线圈的电流，I₀与I_L方向相反。

3.按照权利要求1所述的系统，其特征在于，对耦合信号的判断为：剩余耦合信号低于系统的本底噪声。

4.一种利用权利要求1-3任意一项磁共振探水系统提高采集信号幅度的磁共振探水方法，其特征在于，该方法包括：

设置发射线圈、补偿线圈以及接收线圈；

对发射参数和补偿参数进行预设；

发射线圈与补偿线圈根据预设参数发射交流脉冲；

接收线圈接收发射期间的耦合信号；

对耦合信号与系统的本底噪声进行判断，若高于系统的本底噪声，则将补偿参数调整直到低于系统的本底噪声；

按照调整后的补偿参数发射激发脉冲，通过接收线圈接收MRS信号。

5.按照权利要求4所述的方法，其特征在于，该方法具体包括：

a、设置参数：通过PC上位机向第一主控制器发送系统工作参数和控制指令；

b、储能电容充电：第二主控制器向第一主控制器发送充电信号，第一主控制器控制第一DC-DC变换模块由第一蓄电池向第一储能电容充电；同时，第二主控制器控制第二DC-DC变换模块由第二蓄电池向第二储能电容充电；直到第一储能电容和第二DC-DC变换模块分别达到指定的充电电压，充电完成；

c、发射交流脉冲：第二主控制器向第一主控制器发送工作信号；第一主控制器控制第一H桥斩波模块通过发射线圈进行交流脉冲激发；同时，第二主控制器控制第二H桥斩波模块通过发射线圈进行交流脉冲激发；同时，接收线圈中的感应信号通过AD采集卡采集后传送至PC上位机，该数据为发射期间接收线圈中的耦合信号；

d、调整补偿参数：通过去耦效果调整补偿线圈电流参数，以在发射期间接收线圈感应的信号为参考依据，并把感应的信号先经数字滤波处理，再利用锁相放大器技术提取具有发射频率的信号，为剩余耦合信号，PC上位机提取剩余耦合信号的最大包络幅度后，与系统本底噪声进行比较，通过第二主控制器调整第二DC-DC变换模块的充电电压幅度来改变补偿线圈中的发射电流，使得剩余耦合信号的最大包络幅度逐渐较小，直至低于系统的本底噪声,修改后的参数通过PC上位机发送至第二主控制器，重复上述步骤b、c，步骤c中的补偿电流随着参数的变化改变，耦合结果在误差允许范围内则判定补偿参数调整完成，并记录该条件下的补偿参数；

e、发射激发脉冲：执行上述步骤b，充电完成后，第二主控制器向第一主控制器发送工作信号；第一主控制器控制第一H桥斩波模块通过发射线圈进行交流脉冲激发；同时，第二主控制器控制第二H桥斩波模块通过发射线圈进行交流脉冲激发，补偿线圈的发射电流大小为调整后的电流大小；

f、采集信号：第二主控制器向AD采集卡发送同步信号；接收线圈中感应到的MRS信号通过AD采集卡传送至PC上位机；

g、叠加测量：根据步骤a中设置的叠加次数，重复执行步骤e和f，直到叠加完成；

h、等待进入下一次工作循环：设置参数、储能电容充电、发射交流脉冲、调整补偿参数、发射激发脉冲、采集信号、叠加测量，直到探测结束。