本文關(guān)鍵詞：核磁共振超前探測(cè)儀利用參考線圈提高信噪比方法研究

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【摘要】：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的飛速發(fā)展，地下資源的開(kāi)采與利用日益增多，，礦井隧道等地下工程的建設(shè)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)愈顯重要。開(kāi)展坑道水超前探測(cè)工作，預(yù)防坑道突水事故，保障人員財(cái)產(chǎn)安全，是目前急待解決的重要科技難題與工程難題。核磁共振探測(cè)(Magnetic Resonance Sounding, MRS)技術(shù)是目前唯一能夠直接探測(cè)地下水并標(biāo)定含水量的地球物理探測(cè)方法，具有高分辨性、高效性、信息量豐富和解釋唯一性等優(yōu)點(diǎn)，在對(duì)坑道水的超前探測(cè)研究中占有十分重要的地位。該方法通過(guò)在探測(cè)面發(fā)射拉莫爾頻率的激發(fā)電磁場(chǎng)，使探測(cè)空間內(nèi)水中氫原子核發(fā)生磁共振效應(yīng)，當(dāng)激發(fā)場(chǎng)消失后氫原子核即會(huì)向外輻射拉莫爾頻率的電磁場(chǎng)，用接收線圈拾取這一感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的信號(hào)，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理與反演解釋后就能得到探測(cè)空間內(nèi)的水文地質(zhì)參數(shù)。但是在坑道探測(cè)中，由于電力線諧波干擾強(qiáng)度過(guò)大，導(dǎo)致傳統(tǒng)濾波方法效果有限，亟需一種能夠有效提高信噪比的方法。 本文是針對(duì)吉林大學(xué)核磁共振項(xiàng)目組自主研發(fā)的JLMRS-Ⅱ型核磁共振坑道水超前探測(cè)儀抗干擾問(wèn)題的研究，采用參考線圈法對(duì)電力線諧波進(jìn)行抑制。根據(jù)坑道中的空間環(huán)境設(shè)計(jì)了先相減后采集的信號(hào)接收系統(tǒng)，計(jì)算了參考線圈相對(duì)于主線圈的設(shè)計(jì)距離并進(jìn)行了實(shí)測(cè)驗(yàn)證。采用接收線圈非正常配諧的處理方案解決了主線圈與參考線圈對(duì)信號(hào)的相移出現(xiàn)誤差的問(wèn)題，完成了基于參考線圈的信號(hào)接收系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)與軟件設(shè)計(jì)，并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了基本功能測(cè)試和野外實(shí)測(cè)。論文的主要內(nèi)容如下： 1、簡(jiǎn)要說(shuō)明了應(yīng)用核磁共振技術(shù)超前探測(cè)坑道水的意義，介紹了國(guó)內(nèi)外核磁共振技術(shù)的發(fā)展研究現(xiàn)狀。 2、介紹了核磁共振地下水探測(cè)的基本原理，說(shuō)明了JLMRS-Ⅱ型核磁共振坑道水超前探測(cè)儀的工作原理，并分析了儀器在坑道探測(cè)中遇到的抗干擾問(wèn)題。 3、說(shuō)明了參考線圈法抗干擾的基本原理并做出了方案選擇，進(jìn)行了參考線圈與主線圈的相對(duì)位置設(shè)計(jì)并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，對(duì)基于參考線圈的信號(hào)接收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。 4、提出了接收線圈非正常配諧的調(diào)整方案，完成了信號(hào)調(diào)理電路、減法器、有效值檢測(cè)電路以及可控增益放大器的電路設(shè)計(jì)，并設(shè)計(jì)了基于STM32的系統(tǒng)控制軟件。 5、經(jīng)過(guò)試驗(yàn)測(cè)試，驗(yàn)證了基于參考線圈的信號(hào)接收系統(tǒng)的基本功能達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。通過(guò)野外實(shí)測(cè)，證明了此系統(tǒng)可以有效地提高核磁共振坑道水探測(cè)信號(hào)的信噪比。
【關(guān)鍵詞】：核磁共振 超前探測(cè) 參考線圈 信噪比
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TH763.1
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-8
• 目錄8-10
• 第1章 緒論10-14
• 1.1 課題研究背景及意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 本文研究?jī)?nèi)容12-14
• 第2章 核磁共振超前探測(cè)原理14-20
• 2.1 核磁共振地下水探測(cè)基本原理14-15
• 2.2 核磁共振坑道水超前探測(cè)儀工作原理15-17
• 2.3 坑道水超前探測(cè)中存在的抗干擾問(wèn)題17-19
• 2.4 本章小結(jié)19-20
• 第3章 基于參考線圈的信號(hào)接收系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)20-27
• 3.1 參考線圈法抑制環(huán)境干擾的基本原理與方案選擇20-21
• 3.2 參考線圈與主線圈相對(duì)位置設(shè)計(jì)21-24
• 3.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的組成與連接24-26
• 3.4 本章小結(jié)26-27
• 第4章 基于參考線圈的信號(hào)接收系統(tǒng)電路與軟件設(shè)計(jì)27-41
• 4.1 配諧電容設(shè)計(jì)27-31
• 4.2 信號(hào)調(diào)理電路31-34
• 4.3 有效值檢測(cè)電路與減法器的設(shè)計(jì)34-35
• 4.4 可控增益放大器的設(shè)計(jì)35-37
• 4.5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)37-40
• 4.6 本章小結(jié)40-41
• 第5章 基于參考線圈的信號(hào)接收系統(tǒng)功能測(cè)試41-47
• 5.1 基本功能測(cè)試41-44
• 5.2 野外實(shí)測(cè)與結(jié)果分析44-46
• 5.3 本章小結(jié)46-47
• 第6章 全文總結(jié)47-49
• 6.1 本文完成的主要工作47
• 6.2 下一步工作建議47-49
• 參考文獻(xiàn)49-52
• 作者簡(jiǎn)介及在學(xué)期間所取得的科研成果52-53
• 致謝53

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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本文編號(hào)：718452