磁共振地下水探測(cè)技術(shù)（Magnetic resonance sounding,MRS）具有可以直接反演出地下0-150 m深度的含水層位置、含水量大小、介質(zhì)孔隙度及電導(dǎo)率等地質(zhì)水文信息的優(yōu)點(diǎn),已廣泛應(yīng)用于我國(guó)的地下水勘探領(lǐng)域,尤其是在旱區(qū)進(jìn)行水文地質(zhì)調(diào)查,為緩解旱災(zāi)提供了有效的技術(shù)支持。然而,隨著MRS的應(yīng)用范圍逐漸拓展到電磁噪聲更加嚴(yán)重的環(huán)境,現(xiàn)有檢測(cè)技術(shù)已無(wú)法滿足實(shí)際探測(cè)的需求,存在抗干擾能力差、放大器易飽和以及無(wú)法檢測(cè)有效信號(hào)等問題。因此,開發(fā)能夠在強(qiáng)噪聲環(huán)境中獲取有效MRS信號(hào)的檢測(cè)方法和系統(tǒng)具有重要意義和實(shí)用價(jià)值。由于MRS信號(hào)只有納伏級(jí),極易受噪聲干擾,如何從背景噪聲中檢測(cè)出有效信號(hào)一直都是該技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。目前,磁共振地下水探測(cè)領(lǐng)域已形成了一套相對(duì)成熟的MRS信號(hào)檢測(cè)步驟,分為低噪聲傳感器拾取信號(hào)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)記錄信號(hào)、數(shù)字濾波算法壓制噪聲和曲線擬合提取信號(hào)四個(gè)過程。針對(duì)MRS系統(tǒng)在強(qiáng)噪聲條件下的有效信號(hào)檢測(cè)問題,本文從分析不同類型噪聲對(duì)上述每一個(gè)檢測(cè)過程的影響著手,對(duì)實(shí)現(xiàn)可靠采集和提取有效信號(hào)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入研究,提出了一種適用于強(qiáng)噪聲干擾下磁共振地下水探測(cè)的實(shí)時(shí)... 

【文章來(lái)源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：149 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

近幾年全國(guó)氣象干旱綜合監(jiān)測(cè)圖

圖 1.14 論文整體研究思路框圖針對(duì)非調(diào)諧寬頻系統(tǒng)靈敏度低和低頻諧波噪聲易導(dǎo)致前置放大器飽和的傳感器問題，提出了基于寬頻 LC 匹配網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)抗飽和傳感技術(shù)；針對(duì)工頻諧波和尖峰噪聲易導(dǎo)致二級(jí)放大器飽和的采集系統(tǒng)問題，提出了基于瞬時(shí)浮點(diǎn)放大的實(shí)時(shí)抗飽和數(shù)據(jù)采集技術(shù)；針對(duì)多步消噪引發(fā)信號(hào)損失、噪聲殘余增大信號(hào)提取誤差的數(shù)據(jù)處理問題，提出基于建模反恢復(fù)的鎖相放大檢測(cè)方法。最終開發(fā)具有強(qiáng)抗干擾能力的 MRS 檢測(cè)方法和儀器系統(tǒng)，并通過野外應(yīng)用實(shí)例進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試，為我國(guó)噪聲干擾嚴(yán)重地區(qū)進(jìn)行地下水的磁共振探測(cè)提供技術(shù)支持。1.5.2 論文結(jié)構(gòu)安排根據(jù)以上研究思路，全文共分為 7 章，各章節(jié)內(nèi)容安排如下：第 1 章，緒論。首先對(duì)我國(guó)近些年水資源短缺和干旱情況進(jìn)行了介紹，然

圖 2.1 氫質(zhì)子的磁共振響應(yīng)過程 (a)平衡態(tài) (b)激發(fā)過程 (c)弛豫過程地面上接收線圈感應(yīng)到 FID 信號(hào)可表示為*0 2( )=E exp( / T )cos( )Le t t t ·························(2中，F(xiàn)ID 信號(hào)的三個(gè)關(guān)鍵參數(shù) E0、T2*和 θ 分別是初始振幅、平均弛豫時(shí)間始相位，檢測(cè)到這三個(gè)參數(shù)后通過反演解釋可以獲取地下分布的含水量、巖性和電導(dǎo)性等相關(guān)水文信息。氫質(zhì)子受激發(fā)交變磁場(chǎng) BT作用后，原子核磁化強(qiáng)度 M 相對(duì)于 B0被扳倒角度 φ，即扳倒角，它是 B0與 M 的夾角，其大小表示氫質(zhì)子的受激發(fā)程度倒角是由發(fā)射線圈的電流 I0和持續(xù)時(shí)間 τ 的乘積決定，φ= |BT|τ，一般設(shè)=40 ms，當(dāng)扳倒角為 90°時(shí)，原子核系統(tǒng)產(chǎn)生的 FID 信號(hào)最強(qiáng)。MRS 探測(cè)用到地下水體的激發(fā)磁場(chǎng)是不均勻的，所以不同位置含水層中氫質(zhì)子扳倒分布也是不均勻的，通常用脈沖矩 q= I0*τ 表征地下水氫質(zhì)子受激發(fā)后扳倒


本文編號(hào)：3409654