【摘要】：利用核磁共振進行地下水探測的方法是目前唯一的直接探測地下水的方法,利用此方法對采空區(qū)儲水探測、喀斯特地貌的裂隙水探測、災(zāi)害水源探測、露天煤礦滲水水源探測等領(lǐng)域進行了應(yīng)用,并采用陣列式探測方法提高探測效率。利用核磁共振對于堤壩滲水、災(zāi)害水源等的探測需要對近地水源進行精確探測。但是,現(xiàn)有儀器發(fā)射方式采用方波脈沖觸發(fā)來產(chǎn)生核磁信號,此種方式死區(qū)時間過長,探測結(jié)果存在一定的盲區(qū),會導(dǎo)致近地水源探測數(shù)據(jù)不準確。另外,對于地磁場梯度變化較大地區(qū)和礦井內(nèi)部地磁場不穩(wěn)定情況,會導(dǎo)致拉莫爾頻率偏離,現(xiàn)有儀器對拉莫爾頻率的偏離問題沒有相應(yīng)的解決辦法。因此,本設(shè)計針對核磁共振探測裝置的探測盲區(qū)、探測精度和拉莫爾頻率偏離問題進行設(shè)計。利用電流滯環(huán)控制方式實現(xiàn)小功率核磁共振發(fā)射裝置設(shè)計解決探測盲區(qū)和探測精度問題;并利用sinc函數(shù)包絡(luò)發(fā)射解決拉莫爾頻率偏離導(dǎo)致探測偏差的問題。本文主要通過理論研究、仿真分析、電流滯環(huán)控制進行研究,對小功率核磁共振發(fā)射裝置進行設(shè)計,主要的設(shè)計工作包括:電流滯環(huán)控制仿真分析、核磁信號給定模塊設(shè)計、信號處理模塊設(shè)計、電流滯環(huán)模塊設(shè)計、H橋路模塊設(shè)計。首先,在電流滯環(huán)仿真分析中對方形包絡(luò)正弦信號和sinc函數(shù)包絡(luò)正弦信號進行頻譜分析,得出頻譜分析結(jié)果。利用頻譜分析程序產(chǎn)生給定信號數(shù)據(jù),為基于MATLAB/Simulink仿真電路提供給定信號。其次,在給定信號模塊設(shè)計中利用STM32F103進行給定信號產(chǎn)生,對產(chǎn)生信號進行低通濾波和減法器處理后傳輸給電流滯環(huán)模塊,電流滯環(huán)模塊采用比較器ADCMP600進行實測信號和給定信號的對比,通過設(shè)置電流滯環(huán)環(huán)寬,實現(xiàn)實測信號在指定環(huán)寬內(nèi)跟隨給定信號的功能。最后,H橋路利用開關(guān)頻率為4MHz的IXFN132N50開關(guān)器件進行設(shè)計,并利用H橋路驅(qū)動器進行開關(guān)器件的驅(qū)動,并采用電流傳感器實現(xiàn)負載電流的采集,將采集電流作為實測信號傳輸給電流滯環(huán)模塊。本設(shè)計利用電流滯環(huán)控制的優(yōu)勢減小核磁發(fā)射裝置負載線圈的關(guān)斷電流,從而減小發(fā)射裝置釋能時間,在進行核磁儀器小電流發(fā)射時,能夠采集到精確信號。從而有效的解決了核磁共振對地探測的探測盲區(qū)和探測精度問題。利用sinc函數(shù)信號包絡(luò)發(fā)射核磁信號的頻帶寬度較寬,能夠適應(yīng)拉莫爾頻率具有偏差的場合進行核磁共振探測。通過對以上內(nèi)容的介紹,本設(shè)計對核磁共振發(fā)射裝置進行仿真電路分析和硬件電路設(shè)計,并完成相應(yīng)硬件電路的調(diào)試,基于電流滯環(huán)小功率發(fā)射裝置的設(shè)計實現(xiàn)對核磁儀器探測精度和探測盲區(qū)以及近地水源探測提供一種方法,對核磁共振探測領(lǐng)域的發(fā)展具有一定的推動意義。
【圖文】：

林大學(xué)第一代核磁共振探測儀 JLMRS-1，進行了野外實驗，并獲取相關(guān)行比較，在某些方面已經(jīng)超過法國儀磁進行聯(lián)用，研制出 MRS-TEM 聯(lián)水作為唯一一種直接探測地下水的方技術(shù)實現(xiàn)地下水含水層的顯示，一測具有顯著的效果。但是，利用一維 M的探測具有一定的難度。所以，在 2術(shù)[12-15]進行 MRS 地下水探測，研制并置進行地下水探測的方式的具體實分產(chǎn)生核磁信號，利用接收裝置進行

圖 1.5 LC 串聯(lián)諧振電路波特圖中心頻率為 2500Hz，對諧振電路中電容值增加 0.1μF，中心頻466Hz，將諧振電路中電容值減小0.1μF，中心頻率的值將會變?yōu)槲⑿∽兓瘜䦟χ行念l率有很大影響。在進行核磁共振探測時現(xiàn)一定的誤差，根據(jù)諧振電路的原理，電路中激發(fā)的正弦波形況，直接影響測量結(jié)果。在電容配諧時出現(xiàn)的電容值偏差，根知在負載電感中會有能量的存儲，而且電感能量的大小會直接短。核磁共振探測地下水時，由于采用同一線圈進行核磁信號的磁信號通過發(fā)射發(fā)射裝置發(fā)射后，，發(fā)射信號的關(guān)斷電流大小的長短，而釋能時間的長短又會影響測量信號的準確性。釋裝置在接收信號時會產(chǎn)生測量盲區(qū)，直接影響探測的結(jié)果�；�、礦井內(nèi)探測工作的情況，中心頻率會出現(xiàn)偏移，導(dǎo)致
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：P641.7

【參考文獻】

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本文編號：2637879