继电器平滑切换技术及其在核磁共振感应系统中的应用

分析了继电器对信号调理电路产生干扰的原因,提出了消除继电器干扰的继电器平滑切换技术,设计了基于N沟道金属氧化物半导体管的平滑切换电路,并在核磁共振感应(MRS)系统中进行应用。经过实际测试,证明这一技术能够有效地消除继电器产生的干扰,使延时缩短至8ms,提高了信号调理电路接收微弱信号的能力,改善了JLMRS系统的性能。     

核磁共振接收线圈谐振优化分析与标定

地面核磁共振接收机接收的核磁共振信号的初始振幅直接决定其反演的含水量大小。目前的核磁共振找水仪采用由线圈和配谐电容等组成的LC谐振回路接收核磁共振信号,该谐振接收回路对接收线圈感应的核磁共振信号存在选频放大效应,忽略该效应会造成初始振幅回推时产生较大误差。本文在对谐振接收回路建立精确电气模型的基础上,分析并计算了谐振接收回路各元件参数对选频放大效应的影响,并对100 m边长线圈谐振接收回路选频放大效应进行了标定,经过校正后初始振幅最大值由1 560 n V降至305 n V,与法国仪器基本一致。验证了野外施工谐振接收模型及模型计算的正确性,为地下水害的直接探测提供了仪器稳定性保障。     

数字式平均法提高MRS探测信噪比应用研究

针对核磁共振地下水探测仪信号甚微弱导致信噪比太低的问题,分析了野外施工环境电磁干扰的特点,设计了数字式平均型数据采集与数据预处理系统。把一次测量时间内的信号分成若干个时间间隔小段的信号,然后对这些信号进行取样,将各次测量中处于相同位置的取样进行积分平均。研究结果应用于JLMRS(Jilin magnetic resonance souding)型核磁共振地下水探测仪中,实验室与野外探测结果表明,数字式平均方法改善核磁共振地下水探测仪信号的信噪比是有效的、可行的。     

核磁共振发射波形质量评估及影响因素分析

核磁共振发射电流波形存在暂态响应和电流衰减,降低了发射波形质量,严重影响探测精度.结合国内外核磁共振找水仪发射机研制情况,给出了发射波形质量的评估参数,提出了针对核磁共振找水仪的暂态响应和电流衰减的数值计算方法,结合发射波形数值计算结果讨论了影响发射波形质量的仪器系统参数.基于吉林大学自主研制的核磁共振找水仪发射机的实测结果与计算推论一致.该发射波形质量评估及影响因素分析可为不同核磁共振找水仪发射机设计提供依据.     

高密度电法反演数据预处理方法研究

高密度电法探测获得的视电阻率数据中存在的不确定噪声,会使反演结果不精确且反演时间增加.为了减小不确定性噪声带来的影响,采用自适应滤波方法对视电阻率曲线进行预处理后,再进行反演计算.本文通过仿真对比验证该方法的有效性.首先构建球体异常区域,半径为1 000 cm,电阻率为35 Ω·m.对构建模型进行正演计算后,获得视电阻...     

一种改善瞬变电磁发射电流波形的系统设计

为了减小瞬变电磁发射机发射电流的关断时间,保证发射电流关断沿的线性度,抑制关断后电流过冲,简化钳位电压电路,设计了一种简便的瞬变电磁发射系统。提出了一种利用TVS管和电容相结合的恒压钳位电路并采用传统的在负载两端并联匹配电阻的吸收方式。通过调节TVS管的稳压值,可以调节关断时间和关断沿斜率;选择直接在负载两端匹配合适电阻,保证了关断前期处于欠阻尼状态,关断后期处于临界阻尼状态,在快速关断的前提下,有效防止关断后电流过冲,达到了改善发射电流波形的目的。实验结果表明,该系统电路结构简单、稳定、易于实现,在短关断延时、关断沿线性化和关断后无过冲方面,得到明显改善。     

基于4倍频采样的数字正交FID信号检测技术

提出了基于4倍Lamor频率采样的数字正交锁相放大技术提取包络信号,该技术是根据开关型正交矢量锁定放大器的基本原理和三角函数的特征,通过4倍Lamor频率采样和数字叠加的方法,实现了信号正交与低通滤波功能.该数字正交方法较模拟正交法的优点是能够提高信号的信噪比,且电路设计简单.利用该法所设计的地面核磁共振找水仪采集系统在探寻地下水源中已得到验证与应用,在叠加次数仅为NUMIS系统1/2时,其信噪比至少提高0.5倍.该方法提高了仪器的工作效率和对信号参数的提取精度.     

核磁共振信号频率测量系统的设计与实现

为提高核磁共振找水仪核磁共振信号频率的测量精度,设计并研制了核磁共振信号频率测量系统。该系统采用等精度测频原理,以CPLD（Complex Programmable Logic Device）为核心处理芯片,整个系统由信号调理电路、CPLD和单片机等构成,实现了核磁信号的整形调理、信号有效段的判断及核磁信号频率测试的功能。测试结果表明,该系统可较准确地测量出核磁信号的频率,其测量精度可达10^-5。