發(fā)布時間：2020-10-21 12:00

　　 MRS-TEM聯(lián)合探測方法集磁共振測深(Magnetic resonance sounding,MRS)方法非侵入性、可直接反演獲取地下水文地質信息的優(yōu)點和瞬變電磁(Transient Electromagnetic Method,TEM)方法探測深度大、可直接獲取電阻率信息的優(yōu)點于一身,為我國地下水探測事業(yè)做出了重大貢獻。然而,目前應用于地下水探測的MRS-TEM聯(lián)合探測儀只是將部分器件共用,在硬件層面上并未實現(xiàn)真正意義上的復用,導致其體積大、發(fā)射功率小、硬件資源共用率低、采集通道數(shù)受限。在造成硬件資源浪費的同時,也限制了一些數(shù)據(jù)處理方法的研究,如參考消噪和多維聯(lián)合解釋等。針對目前MRS-TEM聯(lián)用儀面臨的問題,本文研制了基于大功率發(fā)射技術的多通道MRS-TEM聯(lián)用探測儀,并對其關鍵技術進行研究,在實現(xiàn)了硬件資源共用的基礎上,提高了儀器的集成度。本論文主要完成了以下研究工作:(1)闡述了MRS和TEM方法探測地下水的基本原理,論述了應用MRS與TEM進行聯(lián)合探測的理論依據(jù),介紹了MRS-TEM聯(lián)合解釋的流程。設計了多通道MRS-TEM聯(lián)用儀的整體結構,并對發(fā)射系統(tǒng)和接收系統(tǒng)中各子模塊功能進行了簡要介紹。(2)針對本文設計的MRS-TEM聯(lián)用儀發(fā)射子系統(tǒng),提出了共用儲能電容的大功率發(fā)射技術和基于Buck電路的TEM發(fā)射波形穩(wěn)壓技術,實現(xiàn)了發(fā)射橋路的分時復用。共用儲能電容的大功率發(fā)射子系統(tǒng)提高了MRS-TEM聯(lián)用儀的發(fā)射功率,同時發(fā)射橋路的分時復用功能提高了硬件資源的利用率。(3)針對本文設計的多通道MRS-TEM聯(lián)用儀的接收子系統(tǒng),提出了雙路切換的弱信號調理技術和信號采集技術,實現(xiàn)了低噪聲前置放大電路、雙路信號調理模塊及數(shù)據(jù)采集電路設計,使接收子系統(tǒng)的抗干擾能力和集成度得到提升。(4)針對本文設計的MRS-TEM聯(lián)用儀發(fā)射子系統(tǒng)和接收子系統(tǒng)進行驗證,同時對整個系統(tǒng)的探測能力進行了野外實驗驗證。通過對發(fā)射子系統(tǒng)在MRS和TEM發(fā)射模式下發(fā)射波形的測試,驗證了發(fā)射子系統(tǒng)的有效性,同時在電磁屏蔽室內對本文設計的低噪聲前置放大電路的本底噪聲進行測試,測得其等效本底噪聲僅為1nV/√;除此之外,通過進一步野外實驗證明了本文研制的多通道MRSTEM聯(lián)用儀探測地下水的能力。綜上所述,本文的研究進一步拓展了MRS-TEM聯(lián)用技術在地下水探測領域的應用,同時為多維數(shù)據(jù)聯(lián)合解釋及參考消噪算法的研究提供了硬件支持。
【學位單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：P641.7
【部分圖文】：

圖 1.3 所示。圖 1.3 國外進行 MRS-TEM 研究所使用的單獨探測儀器a）NUMISPoly磁共振系統(tǒng) （b）PROTEM67 瞬變電磁系 MRS-TEM 聯(lián)合探測的研究起步較晚，20 年前，在國內問世的時候，國內一些學者也利用一些單獨的 MRS 儀-TEM 聯(lián)用方法的研究，常用儀器以 NUMIS 磁共振系統(tǒng)統(tǒng)為主，儀器圖片如圖 1.4 所示。

第 1 章 緒論撐項目《科學儀器設備研制與開RS 聯(lián)用儀樣機，如圖 1.5 所示，對機實現(xiàn)了最大電流為 30A 的 TEM獨的信號接收電路，因此增加了儀y和 ATEM-II 進行野外橫向對比實性[19]。該儀器在中國西南地區(qū)抗提供了重要依據(jù)。但由于一體化的下的使用受限嚴重，且其一發(fā)一收

MRS-TEM 聯(lián)合探測方法的優(yōu)EM 聯(lián)用儀的總體結構。探測原理據(jù)地下水中的氫質子具有核子順，地下水中一些具有一定磁矩為拉莫爾頻率 ，氫質子的磁地磁場分布的不均勻性，導致不關系如式(2.1)所示[25,26]： = 02 ……………
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本文編號：2850092