本发明专利技术涉及一种磁共振三分量消噪装置，是由上位机经控制系统、发射电路和配谐电容与发射线圈连接，发射电路与电源连接，控制系统经A/D采集、放大电路和调理电路分别于接收线圈与参考线圈连接构成。本发明专利技术适用于环境噪声复杂多变以及噪声在空间分布上不均匀的探测区域，用同一探测地点铺设的线圈感应的x和y分量信号与z分量信号的相关性，消除z分量噪声后，滤波处理得到可靠的磁共振信号，不仅大幅度的节约了布线空间而且处理结果灵活准确，尤其是当幅度较大的尖峰噪声存在时，消噪效果很好。本发明专利技术排除了城市附近和村庄及缺水地区所受强电磁干扰的影响，解决了核磁共振地下水探测方法应用受限的难题。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种磁共振三分量消噪装置，是由上位机经控制系统、发射电路和配谐电容与发射线圈连接，发射电路与电源连接，控制系统经A/D采集、放大电路和调理电路分别于接收线圈与参考线圈连接构成。本专利技术适用于环境噪声复杂多变以及噪声在空间分布上不均匀的探测区域，用同一探测地点铺设的线圈感应的x和y分量信号与z分量信号的相关性，消除z分量噪声后，滤波处理得到可靠的磁共振信号，不仅大幅度的节约了布线空间而且处理结果灵活准确，尤其是当幅度较大的尖峰噪声存在时，消噪效果很好。本专利技术排除了城市附近和村庄及缺水地区所受强电磁干扰的影响，解决了核磁共振地下水探测方法应用受限的难题。【专利说明】磁共振三分量消噪装置及丨肖噪方法
:本专利技术涉及一种地球物理探测方法及其数据解释，尤其是用于采集核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance, NMR)三分量的地下水探测方法并利用磁共振三分量消除噪声的数据处理方法。
技术介绍
:核磁共振地下水探测方法作为一种直接探测地下水的方法具有分辨率高、效率高、信息量丰富和解的唯一性等优点。但是，由于仪器接收到的信号非常微弱(纳伏级)，高灵敏度的接收装置极易受到周围环境噪声成分的干扰。中国人口密集，电网发达，电力线和电力设备布满城镇和村庄，电磁干扰情况严重，而缺水地区大部分处于城市附近和村庄等这些强干扰地区，这使得核磁共振地下水探测方法的应用受到限制，有时甚至不能获得可靠的核磁共振信号。对接收信号中的噪声进行有效滤除以实现核磁共振信号的可靠提取成为准确反演解释水文地质参数结果重要前提。CN101251606A公开了一种“弱信号检测仪器中有用信号频带内工频谐波干扰抑制电路”，是利用频率、相位、幅度全面跟踪有用信号频带内工频谐波造成干扰的补偿电路。主微处理器控制信号传感器与阻抗匹配网络的接通与断开，阻抗匹配网络经前置放大器、宽带滤波器与程控放大器连接，输出信号包络检测器通过控制线和数据总线与从微处理器连接，程控放大器经锁相环连接DDS信号发生器。该电路有效的抑制检测仪器中有用信号频带内的工频谐波干扰，实时地跟踪这种干扰的频率、相位和幅度，将其从接收信号中滤除，而不影响其它有用信号，不影响和这种干扰频率重叠的有用信号频率成分。CN102053280A公开了一种“带有参考线圈的核磁共振地下水探测系统及探测方法”，通过多路A/D采集单元同步采集发射/接收线圈中的核磁共振信号以及参考线圈中噪声信号的全波形数据，通过计 算参考线圈采集的噪声信号与和磁共振信号的最大相关性，实现参考线圈最佳位置和数量的布设，在信号和噪声统计特性未知的情况下，采用变步长自适应算法，最大限度对消发射/接收线圈获得核磁共振信号中的噪声，实现多场源复杂强噪声干扰下和磁共振信号的提取，提高了仪器抗干扰能力，为寻找地下水提供了一种可靠的探测装置和方法。上述专利技术的工频谐波干扰抑制电路只能解决有用信号频带内的某一个工频谐波的滤除，对于其他工频谐波和奇异噪声等电磁干扰则无能为力；带参考线圈的地下水探测方法要求参考线圈中噪声信号和磁共振信号有很好的相关性，因而参考线圈与主线圈之间的距离至少大于二倍线径，增加了布线空间，而且由于环境噪声的复杂性、多变性以及空间分布的不均匀性，有时不能获得理想的去噪效果。针对磁共振信号中的噪声干扰问题，通过铺设特殊形状线圈，采用增加信号叠加次数的方法、区块对消法、正弦对消法与陷波滤波器等方法也被用于电磁噪声的滤除，这些方法在一定的前提条件下获得了较好的效果，但当噪声强度大、干扰成分复杂，信号中心频率与工频干扰频差较小时，难以获得较好的滤波效果。
技术实现思路
:本专利技术的目的就在于针对上述现有技术的不足，提供一种适用于环境噪声复杂，测试操作空间有限的磁共振三分量消噪方法，从而对接收信号中的噪声进行有效滤除以实现核磁共振信号的可靠提取，对准确反演解释水文地质参数具有重要作用和意想不到的效果O本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的:磁共振三分量消噪装置，是由上位机I经控制系统2、发射电路3和配谐电容5与发射线圈6连接，发射电路3与电源4连接，控制系统2经A/D采集12、放大电路11和调理电路10分别于接收线圈7、参考线圈8和参考线圈9连接构成。以固定点O为中心沿X、Y、Z轴正交布设参考线圈8、参考线圈9和接收线圈7。上位机I向控制系统2设置发射参数，包括激发时长和激发频率。通过发射电路3向发射线圈6中发射频率与当地拉莫尔频率相等的正弦脉冲。核磁共振信号在空间上是由X、y、z三个分量组成，用接收线圈7接收核磁共振z分量信号，用参考线圈8接收核磁共振X分量，用参考线圈9接收核磁共振y分量信号。其中，接收线圈7，参考线圈8和参考线圈9是以某一固定点O为中心正交布设的三个线圈。接收到的信号通过信号调理电路10和放大电路11后，被A/D采集模块12采集，最后传给上位机1，保存数据并开始处理这三个分量，利用磁共振三分量参考消噪方法消除噪声，获得可靠的核磁共振信号。磁共振三分量参考消噪方法，包括以下步骤:a、在测区内选择探测地点，铺设发射线圈6 ；b、以垂直方向为法向量铺设接收线圈7，以南北方向为法向量铺设参考线圈8，以东西方向为法向量铺设参考线圈9。接收线圈7，参考线圈8和参考线圈9以O点为中心在空间位置上正交布设，且发射线圈6与接收线圈7、参考线圈8和参考线圈9必须布置铺设在同一地点；C、首先测量一次噪声，开启磁共振三分量数据采集系统，上位机I向控制系统2发送控制字，包括激发时长和激发频率的信息。控制系统2产生控制信号对发射电路3进行控制，发射电路3并不产生发射电流给发射线圈6，此次发射为伪发射。d、接收线圈7，参考线圈8和参考线圈9将伪发射后接收到信号经过三通道的调理电路10进行信号调理和三通道的放大电路11放大后由A/D采集模块12采集；e、默认南北方向为X轴方向，参考线圈8接收到的信号即为X分量噪声；东西方向为I轴方向，参考线圈9接收到的信号即为y分量噪声；垂直方向为z轴方向，接收线圈7接收到的信号即为z分量噪声；f、测量磁共振信号，此时上位机I再次向控制系统2发送控制字，包括激发时长和激发频率的信息。控制系统2产生控制信号对发射电路3进行控制，发射电路3通过配谐电容5在发射线圈6中产生频率为当地拉莫尔频率的交变电流；g、接收线圈7，参考线圈8和参考线圈9感应到信号后经过三通道的调理电路10进行信号调理和三通道的放大电路11放大后被A/D采集模块12采集，此时接收到的信号分别为磁共振X分量信号、磁共振I分量信号和磁共振z分量信号；h、以同时测得的三个分量的时序信号的处理对象，提出时域滤波算法: hz (t) = + 其中hx，hy和hz为x, y和z分量噪声，X和Y为x和y分量信号，*为卷积运算；1、按照上述时域滤波算法得到z分量噪声，从z分量信号中去除z分量噪声得到的即为可靠的磁共振信号；j、改变发射电流大小，获得不同的脉冲距对不同的地层深度进行探测，重复c-1过程，处理后得到第二组磁共振信号；k、可重复上述j过程，进行多次探测，将多次处理得到的磁共振信号进行对比，获得准确信息。有益效果:本专利技术公开的磁共振三分量消噪方法适用于环境噪声复杂多变以及环境噪声在空间分布上不均匀的探测区本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种磁共振三分量消噪装置，其特征在于，是由上位机(1)经控制系统(2)、发射电路(3)和配谐电容(5)与发射线圈(6)连接，发射电路(3)与电源(4)连接，控制系统(2)经A/D采集(12)、放大电路(11)和调理电路(10)分别与接收线圈(7)、参考线圈(8)和参考线圈(9)连接构成。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：林婷婷，张扬，林君，万玲，张思远，杜官峰，蒋川东，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22
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