地下災(zāi)害水源探測(cè)磁共振成像裝置及探測(cè)和成像方法

地下災(zāi)害水源探測(cè)磁共振成像裝置及探測(cè)和成像方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種地下災(zāi)害水源探測(cè)磁共振成像裝置及探測(cè)和成像方法，是由計(jì)算機(jī)經(jīng)接收機(jī)分別連接發(fā)射/接收線圈和相位道線圈組，計(jì)算機(jī)經(jīng)主控單元分別連接接收機(jī)、脈沖發(fā)射機(jī)和梯度發(fā)射機(jī)，脈沖發(fā)射機(jī)經(jīng)發(fā)射/接收線圈與接收機(jī)連接，梯度發(fā)射機(jī)經(jīng)相位道線圈組與接收機(jī)連接，梯度發(fā)射機(jī)與頻率道線圈組連接構(gòu)成。相比現(xiàn)有磁共振成像裝置，首次提出了在地下空間采用磁共振成像對(duì)災(zāi)害水源直接成像，增加主動(dòng)梯度場(chǎng)，提高成像分辨率；繞過(guò)了反演計(jì)算過(guò)程，提高了工作效率；標(biāo)明含水分布情況，較現(xiàn)有磁共振反演解釋只能指導(dǎo)探測(cè)深度含水量更為準(zhǔn)確；應(yīng)用方便，可靈活應(yīng)用于多種地下災(zāi)害水源探測(cè)及水資源賦存探測(cè)。
【專利說(shuō)明】地下災(zāi)害水源探測(cè)磁共振成像裝置及探測(cè)和成像方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明涉及了一種災(zāi)害預(yù)測(cè)裝置及探測(cè)和成像方法，尤其是工作于地下空間的災(zāi)害水源探測(cè)磁共振探測(cè)和成像方法

【背景技術(shù)】
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[0002]核磁共振(MRS, Magnetic Resonance Sounding)探測(cè)方法是目前唯一的直接探測(cè)地下水探測(cè)方法，而在隧道、礦井等復(fù)雜地下水探測(cè)工程中的核磁共振找水技術(shù)應(yīng)用成為了地球物理勘探的一個(gè)重要研究方向。磁共振成像(MRI, Magnetic Resonance Imaging)是目前比較成熟的成像應(yīng)用手段，并且廣泛應(yīng)用于物理、化學(xué)生物及醫(yī)學(xué)臨床檢測(cè)。
[0003]CN 102217934A公開了一種“磁共振成像方法及系統(tǒng)”，包括以下步驟:進(jìn)行采樣得到導(dǎo)航數(shù)據(jù)和動(dòng)態(tài)圖像數(shù)據(jù)；通過(guò)對(duì)所述導(dǎo)航數(shù)據(jù)進(jìn)行魯棒主成分分析提取時(shí)間基函數(shù)；根據(jù)所述時(shí)間基函數(shù)和動(dòng)態(tài)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)得到空間基函數(shù)；由所述時(shí)間基函數(shù)和空間基函數(shù)進(jìn)行插值恢復(fù)信號(hào)數(shù)據(jù)；對(duì)恢復(fù)的信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉逆變換得到磁共振圖像。上述磁共振成像方法及系統(tǒng)對(duì)時(shí)間基函數(shù)和動(dòng)態(tài)圖像通過(guò)正則化方法進(jìn)行擬合得到空間基函數(shù)，即使動(dòng)態(tài)圖像受到了噪聲的污染，預(yù)測(cè)所得到的空間基函數(shù)也不會(huì)發(fā)生波動(dòng)，不會(huì)受到噪聲的影響，圖像信噪比顯著提高，進(jìn)一步提高了擬合的準(zhǔn)確性和圖像重建的質(zhì)量。
[0004]CN 103356188A公開了一種“磁共振成像裝置以及磁共振成像方法”，提供一種能夠高精度地確定所希望的物質(zhì)的共振頻率的磁共振成像裝置以及磁共振成像方法。實(shí)施方式所涉及的磁共振成像裝置具備收集部和確定部。收集部通過(guò)執(zhí)行以頻率選擇性地抑制或者強(qiáng)調(diào)第1物質(zhì)的包含預(yù)脈沖的預(yù)掃描，來(lái)收集多個(gè)頻譜中的、至少1個(gè)頻譜。確定部對(duì)上述多個(gè)頻譜進(jìn)行分析，根據(jù)分析結(jié)果，來(lái)確定第2物質(zhì)的共振頻率。
[0005]CN103654779A公開了一種“磁共振成像方法和裝置”，包括如下步驟:根據(jù)譜抑制脈沖所抑制的譜成分的縱向磁化分量的穩(wěn)定狀態(tài)條件和所述縱向磁化分量的過(guò)零點(diǎn)條件，計(jì)算出該譜抑制脈沖的翻轉(zhuǎn)角和/或反轉(zhuǎn)時(shí)間；應(yīng)用包括設(shè)有所述翻轉(zhuǎn)角和/或所述反轉(zhuǎn)時(shí)間的所述譜抑制脈沖的磁共振成像序列進(jìn)行磁共振成像。以上三種方法，均為在室內(nèi)環(huán)境使用，且應(yīng)用領(lǐng)域均在醫(yī)療行業(yè)。
[0006]CN 102062877公開了一種“對(duì)前放水體超前探測(cè)的核磁共振探測(cè)裝置及探測(cè)方法”，是由計(jì)算機(jī)通過(guò)串口總線分別與系統(tǒng)控制器、大功率電源、信號(hào)采集單元相連，系統(tǒng)控制器經(jīng)橋路驅(qū)動(dòng)器、大功率Η型發(fā)射橋路和配諧電容與發(fā)射線圈連結(jié)構(gòu)成。
[0007]CN 102221711公開了一種“核磁共振差分探測(cè)坑道突水超前預(yù)測(cè)裝置及探測(cè)方法”，由計(jì)算機(jī)經(jīng)主控制單元、發(fā)射驅(qū)動(dòng)電路和發(fā)射橋路分別與高壓電源、配諧電容和發(fā)射與接收一體線圈連接，接收多匝線圈兩端經(jīng)第二保護(hù)開關(guān)、第二信號(hào)調(diào)理電路與多通道采集電路連接，計(jì)算機(jī)經(jīng)主控制單元分別與第一保護(hù)開關(guān)和第二保護(hù)開關(guān)連接，第一保護(hù)開關(guān)經(jīng)第一信號(hào)調(diào)理電路和多通道采集電路與第二信號(hào)調(diào)理電路連接構(gòu)成。接收一體線圈垂直裝在測(cè)點(diǎn)左側(cè)，接收多匝線圈垂直裝在右側(cè)。以上兩種方法，雖然能在復(fù)雜地下環(huán)境中應(yīng)用，但結(jié)果處理及解釋均為反演解釋，不能直接對(duì)地下災(zāi)害水源直接磁共振成像。
[0008]《吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(地球科學(xué)版)》2012年05期林君等公開了“復(fù)雜條件下地下水磁共振探測(cè)與災(zāi)害水源探查研究進(jìn)展”磁共振地下水探測(cè)是一種直接非侵害性探測(cè)地下水的地球物理新方法，與傳統(tǒng)地球物理探測(cè)地下水方法相比，具有高分辨力、高效率、信息量豐富和解唯一等優(yōu)點(diǎn)。近年來(lái)地下水磁共振探測(cè)技術(shù)發(fā)展迅速，不僅用于缺水地區(qū)的地下水勘查，還在地下災(zāi)害水源(由于地下水引起的災(zāi)害如堤壩滲漏、隧道/礦井水害、滑坡、海水入侵等)的探測(cè)預(yù)警中進(jìn)行了探索性研究。綜述了復(fù)雜條件下地下水磁共振探測(cè)技術(shù)的研究現(xiàn)狀，包括強(qiáng)電磁干擾環(huán)境的自適應(yīng)噪聲壓制、地下小水體的2D/3D磁共振探測(cè)、復(fù)雜條件的數(shù)據(jù)處理與反演、針對(duì)喀斯特地貌等地質(zhì)環(huán)境的地下水磁共振與瞬變電磁聯(lián)合探測(cè)研究成果，簡(jiǎn)要介紹了磁共振技術(shù)用于滑坡、海水入侵和隧道涌水等災(zāi)害水源探查的探索性研究示例，展望了地下水磁共振探測(cè)技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。


【發(fā)明內(nèi)容】

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[0009]本發(fā)明的目的就是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種工作于地下空間的地下災(zāi)害水源探測(cè)磁共振成像裝置；
[0010]本發(fā)明的另一目的是提供一種地下災(zāi)害水源探測(cè)磁共振成像裝置的探測(cè)和成像方法。
[0011]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)的:
[0012]地下災(zāi)害水源探測(cè)磁共振成像裝置，是由計(jì)算機(jī)I經(jīng)接收機(jī)3分別連接發(fā)射/接收線圈6和相位道線圈組7，計(jì)算機(jī)I經(jīng)主控單元2分別連接接收機(jī)3、脈沖發(fā)射機(jī)4和梯度發(fā)射機(jī)5，脈沖發(fā)射機(jī)4經(jīng)發(fā)射/接收線圈6與接收機(jī)3連接，梯度發(fā)射機(jī)5經(jīng)相位道線圈組7與接收機(jī)3連接，梯度發(fā)射機(jī)5與頻率道線圈組8連接構(gòu)成。
[0013]主控單元2是由網(wǎng)絡(luò)通訊接口 9與微處理器10連接，微處理器10分別經(jīng)脈沖發(fā)射控制單元11、電源控制單元12、相位道發(fā)射控制單元13、頻率道發(fā)射控制單元14、采集控制單元15和信號(hào)放大調(diào)理控制單元16與同步信號(hào)接口 17連接構(gòu)成。
[0014]脈沖發(fā)射機(jī)4是由同步信號(hào)接口 17經(jīng)程控高壓電源18和大功率脈沖發(fā)射橋路20與發(fā)射/接收線圈6連接，同步信號(hào)接口 17經(jīng)脈沖發(fā)射橋路驅(qū)動(dòng)19、大功率脈沖發(fā)射橋路20和脈沖發(fā)射配諧電容21與發(fā)射/接收線圈6連接構(gòu)成。
[0015]梯度發(fā)射機(jī)5是由同步信號(hào)接口 17經(jīng)程控梯度電源22和大功率梯度橋路24與相位道線圈組7連接，同步信號(hào)接口 17經(jīng)梯度發(fā)射橋路驅(qū)動(dòng)23和大功率梯度橋路24與頻率道線圈組8連接構(gòu)成。
[0016]接收機(jī)3是由計(jì)算機(jī)I通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通訊接口 9與第一信號(hào)采集單元25、第一信號(hào)放大單元26、第一信號(hào)調(diào)理單元27和第一保護(hù)單元28與發(fā)射/接收線圈6連接；網(wǎng)絡(luò)通訊接口 9經(jīng)第二信號(hào)采集單元29、第二信號(hào)放大單元30、第二信號(hào)調(diào)理單元31和第二保護(hù)單元32與相位道線圈組7中的a組線圈連接；網(wǎng)絡(luò)通訊接口 9經(jīng)第三信號(hào)采集單元33、第三信號(hào)放大單元34、第三信號(hào)調(diào)理單元35和第三保護(hù)單元36與相位道線圈組7中的b組線圈連接；網(wǎng)絡(luò)通訊接口 9經(jīng)第四信號(hào)采集單元37、第四信號(hào)放大單元38、第四信號(hào)調(diào)理單元39和第四保護(hù)單元40與相位道線圈組7中的c組線圈連接；網(wǎng)絡(luò)通訊接口 9經(jīng)第五信號(hào)采集單元41、第五信號(hào)放大單元42、第五信號(hào)調(diào)理單元43和第五保護(hù)單元44與相位道線圈組7中的d組線圈連接；同步信號(hào)接口 17通過(guò)控制總線45連接第一信號(hào)采集單元25、第二信號(hào)采集單元29、第三信號(hào)采集單元33、第四信號(hào)采集單元37和第五信號(hào)采集單元41 ；同步信號(hào)接口 17通過(guò)控制總線45連接第一信號(hào)放大單元26、第二信號(hào)放大單元30、第三信號(hào)放大單元34、第四信號(hào)放大單元(38)和第五信號(hào)放大單元42連接；同步信號(hào)接口 17通過(guò)控制總線45連接第一信號(hào)調(diào)理單元27、第二信號(hào)調(diào)理單元31、第三信號(hào)調(diào)理單元35、第四信號(hào)調(diào)理單元39和第五信號(hào)調(diào)理單元43 ;同步信號(hào)接口 17通過(guò)控制總線45連接第一保護(hù)單元28、第二保護(hù)單元32、第三保護(hù)單元36、第四保護(hù)單元40和第五保護(hù)單元44構(gòu)成。
[0017]6、按照權(quán)利要求1所述的地下災(zāi)害水源探測(cè)磁共振成像裝置，其特征在于，由發(fā)射/接收線圈6、相位道線圈組7和頻率道線圈組8組合成一體化線圈46。
[0018]7、一種地下災(zāi)害水源探測(cè)磁共振成像裝置探測(cè)和成像方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0019]A、選擇測(cè)點(diǎn)，鋪設(shè)一體化線圈46，并將其分別與接收機(jī)3、脈沖發(fā)射機(jī)4和梯度發(fā)射機(jī)5連接；
[0020]B、計(jì)算機(jī)I通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通訊接口 9分別與主控單元2和接收機(jī)3連接；
[0021]C、主控單元2通過(guò)同步信號(hào)接口 17分別與接收機(jī)3、脈沖發(fā)射機(jī)4和梯度發(fā)射機(jī)5連接；
[0022]D、計(jì)算機(jī)I發(fā)送設(shè)置參數(shù)指令，經(jīng)主控單元2識(shí)別，由信號(hào)放大調(diào)理控制單元16對(duì)接收機(jī)3進(jìn)行參數(shù)配置，包括采樣率50k，放大倍數(shù)10000倍，濾波系數(shù)I ;
[0023]E、計(jì)算機(jī)I發(fā)送工作開始指令，經(jīng)主控單元2識(shí)別，首先由電源控制單元12分別對(duì)脈沖發(fā)射機(jī)4和梯度發(fā)射機(jī)5進(jìn)行充電，然后由主控單元2分別控制接收機(jī)3、脈沖發(fā)射機(jī)4和梯度發(fā)射機(jī)5工作；
[0024]F、梯度發(fā)射機(jī)5開始工作后，先由相位道發(fā)射控制單元13控制梯度發(fā)射橋路驅(qū)動(dòng)23，經(jīng)大功率梯度發(fā)射橋路24向相位道線圈組7供電，在探測(cè)深度層面產(chǎn)生穩(wěn)定相位梯度場(chǎng),經(jīng)40ms后關(guān)斷,再由頻率道發(fā)射控制單元14控制梯度發(fā)射橋路23經(jīng)大功率梯度發(fā)射橋路24向頻率道線圈組8供電，在探測(cè)深度層面產(chǎn)生穩(wěn)定頻率梯度場(chǎng)，經(jīng)過(guò)40ms關(guān)斷；
[0025]G、脈沖發(fā)射機(jī)4開始工作后，頻率道線圈組關(guān)斷，由脈沖發(fā)射控制單元11控制脈沖發(fā)射橋路驅(qū)動(dòng)19工作，經(jīng)大功率脈沖發(fā)射橋路20向發(fā)射/接收線圈6供電，在探測(cè)深度層面施加激發(fā)脈沖，發(fā)射時(shí)間為默認(rèn)值40ms ；
[0026]H、梯度發(fā)射機(jī)5開始工作后，激發(fā)脈沖關(guān)斷后由頻率道發(fā)射控制單元14控制梯度發(fā)射橋路23，經(jīng)大功率梯度發(fā)射橋路24向頻率道線圈組8供電，在探測(cè)深度層面產(chǎn)生穩(wěn)定頻率梯度場(chǎng)，經(jīng)過(guò)80ms關(guān)斷；
[0027]1、接收機(jī)3開始工作后，激發(fā)脈沖關(guān)斷后，由采集控制單元15控制接收機(jī)3經(jīng)發(fā)射/接收線圈6和相位道線圈組7進(jìn)行采集，采集過(guò)程中，發(fā)射/接收線圈6和相位道線圈組7捕捉磁共振信號(hào)，并將信號(hào)傳入接收機(jī)3，第一信號(hào)調(diào)理單元27對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波后傳入第一信號(hào)放大單元26，第一信號(hào)放大單元26對(duì)信號(hào)放大后傳入第一信號(hào)采集單元25進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，第二信號(hào)調(diào)理單元31對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波后傳入第二信號(hào)放大單元30放大后傳入第二信號(hào)采集單元39進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，第三信號(hào)調(diào)理單元35對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波后傳入第三信號(hào)放大單元34，第三信號(hào)放大單元34對(duì)信號(hào)放大后傳入第三信號(hào)采集單元33進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，第四信號(hào)調(diào)理單元39對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波后傳入第四信號(hào)放大單元38放大后傳入第四信號(hào)采集單元37進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，第五信號(hào)調(diào)理單元43對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波后傳入第五信號(hào)放大單元42放大后傳入第五信號(hào)采集單元41進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；
[0028]J、計(jì)算機(jī)1發(fā)送數(shù)據(jù)傳輸指令，經(jīng)主控單元2識(shí)別，由采集控制單元15對(duì)接收機(jī)3進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，第一信號(hào)采集單元25、第二信號(hào)采集單元29、第三信號(hào)采集單元33、第四信號(hào)采集單元37和第五信號(hào)采集單元44通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通訊接口 9將數(shù)據(jù)上傳至計(jì)算機(jī)1，完成對(duì)磁共振信號(hào)的接收；
[0029]K、重復(fù)步驟D?J，重復(fù)16次；
[0030]L、計(jì)算機(jī)1分析接收機(jī)3上傳的采集信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，對(duì)探測(cè)面直接成像，并分析地下災(zāi)害水源分布。。
[0031]有益效果:本發(fā)明是一種對(duì)地下災(zāi)害水源探測(cè)磁共振直接成像方法。相比現(xiàn)有的磁共振成像裝置，可以對(duì)地下水災(zāi)害水源磁共振實(shí)現(xiàn)直接成像，首次提出了在地下空間采用磁共振成像對(duì)災(zāi)害水源直接成像，增加主動(dòng)梯度場(chǎng)，提高成像分辨率；繞過(guò)了反演計(jì)算過(guò)程，提高了工作效率；本發(fā)明可對(duì)探測(cè)面進(jìn)行直接磁共振成像，可標(biāo)明含水分布情況，較以往磁共振反演解釋只能指導(dǎo)探測(cè)深度含水量更為準(zhǔn)確；應(yīng)用方便，可靈活應(yīng)用于多種地下災(zāi)害水源探測(cè)及水資源賦存探測(cè)。
[0032]在地下空間中，使用磁共振成像技術(shù)對(duì)地下災(zāi)害水源進(jìn)行直接成像，以解決隧道、礦井等復(fù)雜環(huán)境下地下水探測(cè)問(wèn)題。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
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[0033]圖1是地下災(zāi)害水源探測(cè)磁共振成像裝置結(jié)構(gòu)框圖
[0034]圖2是附圖1中主控單元8的結(jié)構(gòu)框圖
[0035]圖3是附圖1中脈沖發(fā)射機(jī)4的結(jié)構(gòu)框圖
[0036]圖4是附圖1中梯度發(fā)射機(jī)5的結(jié)構(gòu)框圖
[0037]圖5是附圖1中接收機(jī)3的結(jié)構(gòu)框圖
[0038]圖6是地下災(zāi)害水源探測(cè)磁共振成像裝置一體化線圈46的結(jié)構(gòu)框圖
[0039]圖7是附圖1中發(fā)射/接收線圈6的結(jié)構(gòu)框圖
[0040]圖8是附圖1中頻率道線圈組8的結(jié)構(gòu)框圖
[0041]圖9是附圖1中相位道線圈組7的結(jié)構(gòu)框圖
[0042]圖10是地下災(zāi)害水源探測(cè)磁共振成像裝置工作流程圖
[0043]1計(jì)算機(jī)，2主控單元，3接收機(jī)，4脈沖發(fā)射機(jī)，5梯度發(fā)射機(jī)，6發(fā)射/接收線圈，7相位道線圈組，8頻率道線圈組，9網(wǎng)絡(luò)通訊接口，10微處理器，11脈沖發(fā)射控制單元，12電源控制單元，13相位道發(fā)射控制單元，14頻率道發(fā)射控制單元，15采集控制單元，16信號(hào)放大調(diào)理控制單元，17同步信號(hào)接口，18程控高壓電源，19脈沖發(fā)射橋路驅(qū)動(dòng)，20大功率脈沖發(fā)射橋路，21脈沖發(fā)射配諧電容,22程控梯度電源,23梯度發(fā)射橋路驅(qū)動(dòng),24大功率梯度發(fā)射橋路，25第一信號(hào)采集單元，26第一信號(hào)放大單元，27第一信號(hào)調(diào)理單元，28第一保護(hù)單元，29第二信號(hào)采集單元，30第二信號(hào)放大單元，31第二信號(hào)調(diào)理單元，32第二保護(hù)單元，33第三信號(hào)采集單元，34第三信號(hào)放大單元，35第三信號(hào)調(diào)理單元，36第三保護(hù)單元，37第四信號(hào)采集單元，38第四信號(hào)放大單元，39第四信號(hào)調(diào)理單元，40第四保護(hù)單元，41第五信號(hào)采集單元，42第五信號(hào)放大單元，43第五信號(hào)調(diào)理單元，44第五保護(hù)單元，45控制總線，46 一體化線圈。

【具體實(shí)施方式】
:
[0044]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明:
[0045]地下災(zāi)害水源探測(cè)磁共振成像裝置，是由計(jì)算機(jī)I通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通訊接口 9分別與主控單元2和接收機(jī)3連接，主控單元2通過(guò)同步信號(hào)接口 17分別與接收機(jī)3、脈沖發(fā)射機(jī)4和梯度發(fā)射機(jī)5連接，脈沖發(fā)射機(jī)4通過(guò)高壓導(dǎo)線與發(fā)射/接收線圈6連接，梯度發(fā)射機(jī)5通過(guò)高壓導(dǎo)線與相位道線圈組7和頻率道線圈組8連接。發(fā)射/接收線圈6和相位道線圈組7又通過(guò)高壓導(dǎo)線與接收機(jī)3連接。主控單元2是由計(jì)算機(jī)I通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通訊接口 9與微處理器10連接，微處理器10分別與脈沖發(fā)射控制單元11、電源控制單元12、相位道發(fā)射控制單元13、頻率道發(fā)射控制單元14、采集控制單元15和信號(hào)放大調(diào)理控制單元16連接。脈沖發(fā)射控制單元11、電源控制單元12、相位道發(fā)射控制單元13、頻率道發(fā)射控制單元14、采集控制單元15、信號(hào)放大調(diào)理控制單元16又與同步信號(hào)接口 17連接。
[0046]脈沖發(fā)射機(jī)4是由主控單元2通過(guò)同步信號(hào)接口 17與程控高壓電源18連接，程控高壓電源18和脈沖發(fā)射橋路驅(qū)動(dòng)19又與大功率脈沖發(fā)射橋路20連接，大功率脈沖發(fā)射橋路20和脈沖發(fā)射配諧電容21分別于發(fā)射/接收線圈6連接。梯度發(fā)射機(jī)5是由主控單元2通過(guò)同步信號(hào)接口 17與程控梯度電源22連接，程控梯度電源22和梯度發(fā)射橋路驅(qū)動(dòng)23與大功率梯度發(fā)射橋路24連接，大功率梯度橋路24分別與相位道線圈組7和頻率道線圈組8連接。
[0047]接收機(jī)3是由計(jì)算機(jī)I通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通訊接口 9與第一信號(hào)采集單元25、第二信號(hào)采集單元29、第三信號(hào)采集單元33、第四信號(hào)采集單元37和第五信號(hào)采集單元44連接，主控單元2通過(guò)同步信號(hào)接口 17與控制總線45連接，控制總線45分別與第一信號(hào)采集單元25、第二信號(hào)采集單元29、第三信號(hào)采集單元33、第四信號(hào)采集單元37、第五信號(hào)采集單元44、第一信號(hào)放大單元26、第二信號(hào)放大單元30、第三信號(hào)放大單元34、第四信號(hào)放大單元38、第五信號(hào)放大單元42、第一信號(hào)調(diào)理單元27、第二信號(hào)調(diào)理單元31、第三信號(hào)調(diào)理單元34、第四信號(hào)調(diào)理單元39、第五信號(hào)調(diào)理單元43、第一保護(hù)單元28、第二保護(hù)單元32、第三保護(hù)單元36、第四保護(hù)單元40和第五保護(hù)單元44連接。第一信號(hào)采集單元25與信號(hào)放大單元連接26，第一信號(hào)放大單元26與信號(hào)調(diào)理單元連接27，第一信號(hào)調(diào)理單元27與第一保護(hù)單元28連接，第一保護(hù)單元28通過(guò)高壓導(dǎo)線與發(fā)射/接收線圈6連接。第二信號(hào)采集單元29與第二信號(hào)放大單元30連接，第二信號(hào)放大單元30與第二信號(hào)調(diào)理單元31連接，第二信號(hào)調(diào)理單元31與第二保護(hù)單元32連接，第二保護(hù)單元32通過(guò)高壓導(dǎo)線與相位道線圈組7連接。第三信號(hào)采集單元33與第三信號(hào)放大單元34連接，第三信號(hào)放大單元34與第三信號(hào)調(diào)理單元35連接，第三信號(hào)調(diào)理單元35與保護(hù)單元連接，第三保護(hù)單元36通過(guò)高壓導(dǎo)線與相位道線圈組7連接。第四信號(hào)采集單元37與第四信號(hào)放大單元38連接，第四信號(hào)放大單元38與第四信號(hào)調(diào)理單元39連接，第四信號(hào)調(diào)理單元39與第四保護(hù)單元40連接，第四保護(hù)單元40通過(guò)高壓導(dǎo)線與相位道線圈組7連接。第五信號(hào)采集單元41與第五信號(hào)放大單元42連接，第五信號(hào)放大單元42與第五信號(hào)調(diào)理單元43連接，第五信號(hào)調(diào)理單元43與第五保護(hù)單元44連接，第五保護(hù)單元44通過(guò)高壓導(dǎo)線與相位道線圈組7連接。
[0048]一體化線圈46由發(fā)射/接收線圈6、相位道線圈組7、頻率道線圈組8組合構(gòu)成。
[0049]發(fā)射/接收線圈6有兩種功能，一種是作為激發(fā)脈沖載體，即發(fā)射線圈，一種是作為采集信號(hào)接收線圈。發(fā)射時(shí)用于發(fā)射激發(fā)脈沖，激發(fā)脈沖的能量大小定義為脈沖矩，脈沖矩為激發(fā)電流與時(shí)間的乘積，沿PuC正方向，不同脈沖矩下所對(duì)應(yīng)的激發(fā)深度不同，脈沖矩越大，激發(fā)深度越大，一個(gè)脈沖矩對(duì)應(yīng)一個(gè)探測(cè)深度層面，層面厚度可視為零。接收時(shí)作為接收線圈，用于接收磁共振信號(hào)。
[0050]相位道線圈組7用于產(chǎn)生相位梯度場(chǎng)，通過(guò)多道線圈通入遞進(jìn)增長(zhǎng)的電流可在探測(cè)深度層面產(chǎn)生相位梯度場(chǎng)，同時(shí)，相位道線圈組7也用于接收磁共振信號(hào)，在發(fā)射后作為陣列式接收線圈，由線圈a、線圈b、線圈c和線圈d相鄰共面組成。發(fā)射時(shí)用于發(fā)射直流電流，電流依次通過(guò)多道線圈組中的線圈a、線圈b、線圈c和線圈d,在每道線圈中產(chǎn)生不同電流，相位道線圈組7可探測(cè)深度層面上產(chǎn)生穩(wěn)定相位梯度場(chǎng)。在相位梯度場(chǎng)作用下，探測(cè)深度層面沿PhC方向不同位置上的磁場(chǎng)強(qiáng)度將存在差別，梯度場(chǎng)中心位置上磁場(chǎng)強(qiáng)度保持不變，該處的氫質(zhì)子進(jìn)動(dòng)頻率保持不變，沿PhC正方向磁場(chǎng)強(qiáng)度越來(lái)越高，相應(yīng)位置的氫質(zhì)子進(jìn)動(dòng)頻率越高，沿PhC負(fù)方向磁場(chǎng)強(qiáng)度越來(lái)越低，相應(yīng)位置的氫質(zhì)子進(jìn)動(dòng)頻率越低。由于進(jìn)動(dòng)頻率的不同，過(guò)一段時(shí)間后，PhC正負(fù)方向不同位置上的氫質(zhì)子進(jìn)動(dòng)的相位將出現(xiàn)一定的偏差。這時(shí)關(guān)閉相位梯度場(chǎng)，PhC正負(fù)方向不同位置上的磁場(chǎng)強(qiáng)度差別消失，各個(gè)位置上氫質(zhì)子的進(jìn)動(dòng)頻率恢復(fù)一致，而相位梯度場(chǎng)產(chǎn)生的氫質(zhì)子的進(jìn)動(dòng)相位被保留下來(lái)。接收時(shí)，作為陣列式接收線圈，用于接收磁共振信號(hào)。
[0051]頻率道線圈組8用于產(chǎn)生頻率梯度場(chǎng)，通過(guò)多道線圈通入遞進(jìn)增長(zhǎng)的電流可在探測(cè)深度層面產(chǎn)生頻率梯度場(chǎng)，由線圈a、線圈b、線圈c和線圈d相鄰共面組成。發(fā)射時(shí)用于發(fā)射直流電流，電流依次通過(guò)多道線圈組中的線圈a、線圈b、線圈c和線圈d，在每道線圈中產(chǎn)生遞進(jìn)電流，頻率道線圈組可探測(cè)深度層面上產(chǎn)生穩(wěn)定頻率梯度場(chǎng)。在頻率梯度場(chǎng)作用下，探測(cè)深度層面沿FrC方向不同位置上的磁場(chǎng)強(qiáng)度將存在差別，梯度場(chǎng)中心位置上磁場(chǎng)強(qiáng)度保持不變，該處的氫質(zhì)子進(jìn)動(dòng)頻率保持不變，沿FrC正方向磁場(chǎng)強(qiáng)度越來(lái)越高，相應(yīng)位置的氫質(zhì)子進(jìn)動(dòng)頻率越高，沿FrC負(fù)方向磁場(chǎng)強(qiáng)度越來(lái)越低，相應(yīng)位置的氫質(zhì)子進(jìn)動(dòng)頻率越低，這樣采集的磁共振信號(hào)就包含不同頻率的空間信息。頻率道線圈組8在發(fā)射/接收線圈6作為發(fā)射線圈前工作，也在發(fā)射/接收線圈6作為接收線圈時(shí)同時(shí)工作。
[0052]地下災(zāi)害水源探測(cè)磁共振成像裝置探測(cè)和成像方法，包括以下步驟:
[0053]計(jì)算機(jī)1發(fā)送指令，指令包含三種，一種為參數(shù)設(shè)置指令，一種為工作開始指令，一種為數(shù)據(jù)傳輸指令。計(jì)算機(jī)1發(fā)送參數(shù)設(shè)置指令，由微處理器10接收，微處理器10響應(yīng)計(jì)算機(jī)1指令，分別更新脈沖發(fā)射控制單元11、電源控制單元12、相位道發(fā)射控制單元13、頻率道發(fā)射控制單元14、采集控制單元15和信號(hào)放大調(diào)理控制單元16參數(shù)設(shè)置。計(jì)算機(jī)1發(fā)送工作開始指令，由微處理器10接收，微處理器10響應(yīng)計(jì)算機(jī)1指令，分別控制脈沖發(fā)射控制單元11、電源控制單元12、相位道發(fā)射控制單元13、頻率道發(fā)射控制單元14、采集控制單元15和信號(hào)放大調(diào)理控制單元16產(chǎn)生時(shí)序信號(hào)。計(jì)算機(jī)1發(fā)送數(shù)據(jù)傳輸指令，由微處理器10接收，微處理器10響應(yīng)計(jì)算機(jī)1指令，分別控制第一信號(hào)采集單元25、第二信號(hào)采集單元29、第三信號(hào)采集單元33、第四信號(hào)采集單元37和第五信號(hào)采集單元44傳輸數(shù)據(jù)。
[0054]主控單元2開始工作后，電源控制單元12通過(guò)同步信號(hào)接口 17分別控制程控高壓電源18和程控梯度電源22充電，當(dāng)充電電壓值滿足設(shè)定的參數(shù)時(shí)，程控高壓電源18和程控梯度電源22停止充電。脈沖發(fā)射控制單元11通過(guò)同步信號(hào)接口 17控制脈沖發(fā)射橋路驅(qū)動(dòng)19發(fā)射，發(fā)射頻率為當(dāng)?shù)乩獱栴l率為中心的頻率道梯度范圍混頻，發(fā)射時(shí)間為默認(rèn)值40ms。相位道發(fā)射控制單元13和頻率道發(fā)射控制單元14通過(guò)同步信號(hào)接口 17控制梯度發(fā)射橋路驅(qū)動(dòng)23發(fā)射，發(fā)射電流為已設(shè)置參數(shù)——，發(fā)射時(shí)間為默認(rèn)值40ms。采集控制單元15通過(guò)同步信號(hào)接口 17分別控制第一信號(hào)采集單元25、第二信號(hào)采集單元29、第三信號(hào)采集單元33、第四信號(hào)采集單元37和第五信號(hào)采集單元44傳輸數(shù)據(jù)。
[0055]脈沖發(fā)射機(jī)4接收主控單元2充電信號(hào)后，程控高壓電源18開始充電，充電后接收主控單元2發(fā)射信號(hào)后，脈沖發(fā)射橋路驅(qū)動(dòng)19驅(qū)動(dòng)大功率脈沖發(fā)射橋路20向脈沖發(fā)射配諧電容21和發(fā)射/接收線圈6輸出高壓交變電流，實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)水體的激發(fā)。
[0056]梯度發(fā)射機(jī)5接收主控單元2充電信號(hào)后，程控梯度電源22開始充電，充電后接收主控單元2發(fā)射信號(hào)后，梯度發(fā)射橋路驅(qū)動(dòng)23驅(qū)動(dòng)大功率梯度發(fā)射橋路24向相位道線圈組7和頻率道線圈組8發(fā)射直流電流，實(shí)現(xiàn)作用在探測(cè)面上不同方向的梯度場(chǎng)。
[0057]接收機(jī)3接收主控單元2采集信號(hào)后，第一信號(hào)采集單元25、第二信號(hào)采集單元29、第三信號(hào)采集單元33、第四信號(hào)采集單元37和第五信號(hào)采集單元44開始采集。在經(jīng)發(fā)射/接收線圈6輸出采集信號(hào)，經(jīng)第1保護(hù)單元28進(jìn)入第一信號(hào)調(diào)理單元27，對(duì)采集信號(hào)進(jìn)行選頻濾波，后進(jìn)入第一信號(hào)放大單元26，將已調(diào)理的采集信號(hào)放大，最后由第一信號(hào)采集單元25模數(shù)轉(zhuǎn)換。在經(jīng)相位道線圈組7輸出采集信號(hào)，經(jīng)第二保護(hù)單元32進(jìn)入第三信號(hào)調(diào)理單元31，對(duì)采集信號(hào)進(jìn)行選頻濾波，后進(jìn)入第二信號(hào)放大單元30，將已調(diào)理的采集信號(hào)放大，最后由第二信號(hào)采集單元29模數(shù)轉(zhuǎn)換。
[0058]相位道線圈組7輸出采集信號(hào)經(jīng)第三保護(hù)單元36進(jìn)入第三信號(hào)調(diào)理單元35，對(duì)采集信號(hào)進(jìn)行選頻濾波，后進(jìn)入第三信號(hào)放大單元34，將已調(diào)理的采集信號(hào)放大，最后由第三信號(hào)采集單元33模數(shù)轉(zhuǎn)換。在經(jīng)經(jīng)相位道線圈組7輸出采集信號(hào)，經(jīng)第四保護(hù)單元40進(jìn)入第四信號(hào)調(diào)理單元39，對(duì)采集信號(hào)進(jìn)行選頻濾波，后進(jìn)入第四信號(hào)放大單元38，將已調(diào)理的采集信號(hào)放大，最后由第四信號(hào)采集單元37模數(shù)轉(zhuǎn)換。在經(jīng)經(jīng)相位道線圈組7輸出采集信號(hào)，經(jīng)第五保護(hù)單元44進(jìn)入第5信號(hào)調(diào)理單元43，對(duì)采集信號(hào)進(jìn)行選頻濾波，后進(jìn)入第五信號(hào)放大單元42，將已調(diào)理的采集信號(hào)放大，最后由第五信號(hào)采集單元41模數(shù)轉(zhuǎn)換。接收控制單元2數(shù)據(jù)傳輸后，第一信號(hào)采集單元25、第二信號(hào)采集單元29、第3信號(hào)采集單元
33、第四信號(hào)采集單元37和第五信號(hào)采集單元44又通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通訊接口 9上傳數(shù)據(jù)至計(jì)算機(jī)1，完成對(duì)磁共振信號(hào)的接收。
[0059]計(jì)算機(jī)1分析接收機(jī)3上傳的采集信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，對(duì)探測(cè)面直接成像，并分析水分布情況。
[0060]地下災(zāi)害水源探測(cè)磁共振成像裝置探測(cè)方法，按以下步驟工作:
[0061]選擇測(cè)點(diǎn)，鋪設(shè)一體化線圈46，并將其分別與接收機(jī)3、脈沖發(fā)射機(jī)4和梯度發(fā)射機(jī)5連接。
[0062]計(jì)算機(jī)1通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通訊接口 9分別與主控單元2和接收機(jī)3連接。主控單元2通過(guò)同步信號(hào)接口 17分別與接收機(jī)3、脈沖發(fā)射機(jī)4和梯度發(fā)射機(jī)5連接。計(jì)算機(jī)1通過(guò)主控單元2分別控制接收機(jī)3、脈沖發(fā)射機(jī)4和梯度發(fā)射機(jī)5工作，由主控單元2分別控制脈沖發(fā)射機(jī)4和梯度發(fā)射機(jī)5產(chǎn)生激發(fā)過(guò)程所需要的激發(fā)脈沖和梯度場(chǎng)，對(duì)待測(cè)水體進(jìn)行激發(fā)，再經(jīng)發(fā)射/接收線圈6和相位道線圈組7接收待測(cè)水體產(chǎn)生的磁共振信號(hào)，經(jīng)接收機(jī)3調(diào)理放大，將采集數(shù)據(jù)傳送至計(jì)算機(jī)1，計(jì)算機(jī)1發(fā)送工作開始指令，經(jīng)主控單元2識(shí)別，由電源控制單元12分別對(duì)脈沖發(fā)射機(jī)4和梯度發(fā)射機(jī)5進(jìn)行充電操作，后由脈沖發(fā)射控制單元11、相位道發(fā)射控制單元13和頻率道發(fā)射控制單元14分別控制脈沖發(fā)射機(jī)4和梯度發(fā)射機(jī)5進(jìn)行放電發(fā)射操作。發(fā)射過(guò)程中，程控高壓電源18向大功率脈沖發(fā)射橋路20供電，經(jīng)脈沖發(fā)射配諧電容21與發(fā)射/接收線圈6形成發(fā)射電流，對(duì)待測(cè)水體激發(fā)；程控梯度電源22向大功率梯度發(fā)射橋路24供電，分別在相位道線圈組7和頻率道線圈組8形成發(fā)射電流，在探測(cè)深度層面產(chǎn)生對(duì)應(yīng)梯度場(chǎng)。計(jì)算機(jī)1發(fā)送參數(shù)設(shè)置指令，經(jīng)主控單元2識(shí)別，由信號(hào)放大調(diào)理控制單元16對(duì)接收機(jī)3進(jìn)行參數(shù)配置操作。
[0063]計(jì)算機(jī)1發(fā)送工作開始指令，經(jīng)主控單元2識(shí)別，由采集控制單元15對(duì)接收機(jī)3進(jìn)行采集執(zhí)行操作。采集過(guò)程中，發(fā)射/接收線圈6和相位道線圈組7捕捉磁共振信號(hào)，并將信號(hào)傳入接收機(jī)3。第1信號(hào)調(diào)理單元27對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波處理，獲得頻率梯度范圍內(nèi)的信號(hào)，并將信號(hào)傳入第一信號(hào)放大單元26，第一信號(hào)放大單元26對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大處理，使信號(hào)放大至可采集程度，并將信號(hào)傳入第1信號(hào)采集單元25，第一信號(hào)采集單元25對(duì)信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。第二信號(hào)調(diào)理單元31對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波處理，獲得頻率梯度范圍內(nèi)的信號(hào)，并將信號(hào)傳入第2信號(hào)放大單元30，第二信號(hào)放大單元30對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大處理，使信號(hào)放大至可采集程度，并將信號(hào)傳入第二信號(hào)采集單元39，第二信號(hào)采集單元29對(duì)信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。第三信號(hào)調(diào)理單元35對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波處理，獲得頻率梯度范圍內(nèi)的信號(hào)，并將信號(hào)傳入第三信號(hào)放大單元34，第三信號(hào)放大單元34對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大處理，使信號(hào)放大至可采集程度，并將信號(hào)傳入第三信號(hào)采集單元33，第三信號(hào)采集單元33對(duì)信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。第四信號(hào)調(diào)理單元39對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波處理，獲得頻率梯度范圍內(nèi)的信號(hào)，并將信號(hào)傳入第四信號(hào)放大單元38，第4信號(hào)放大單元38對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大處理，使信號(hào)放大至可采集程度，并將信號(hào)傳入第四信號(hào)采集單元37，第四信號(hào)采集單元37對(duì)信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。第五信號(hào)調(diào)理單元43對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波處理，獲得頻率梯度范圍內(nèi)的信號(hào)，并將信號(hào)傳入第五信號(hào)放大單元42，第五信號(hào)放大單元42對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大處理，使信號(hào)放大至可采集程度，并將信號(hào)傳入第五信號(hào)采集單元41，第五信號(hào)采集單元41對(duì)信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。
[0064]計(jì)算機(jī)1發(fā)送數(shù)據(jù)傳輸指令，經(jīng)主控單元2識(shí)別，由采集控制單元15對(duì)接收機(jī)3進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸操作。傳輸過(guò)程中，第1信號(hào)采集單元25、第2信號(hào)采集單元29、第3信號(hào)采集單元33、第4信號(hào)采集單元37和第5信號(hào)采集單元44通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通訊接口 9將數(shù)據(jù)上傳至計(jì)算機(jī)1，完成對(duì)磁共振信號(hào)的接收。計(jì)算機(jī)1，分析接收機(jī)3上傳的采集信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，對(duì)探測(cè)面直接成像，并分析水分布情況。
[0065]選擇地下空間測(cè)點(diǎn)，計(jì)算機(jī)1發(fā)送指令，由主控單元2接收，主控單元2響應(yīng)計(jì)算機(jī)1指令，分別控制接收機(jī)3、脈沖發(fā)射機(jī)4和梯度發(fā)射機(jī)5工作。梯度發(fā)射機(jī)5開始工作后，首先控制相位道線圈組7在探測(cè)深度層面產(chǎn)生穩(wěn)定相位梯度場(chǎng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后關(guān)斷，發(fā)射時(shí)間為默認(rèn)值40ms。然后控制頻率道線圈組8在探測(cè)深度層面產(chǎn)生穩(wěn)定頻率梯度場(chǎng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間關(guān)斷，發(fā)射時(shí)間為默認(rèn)值40ms。
[0066]脈沖發(fā)射機(jī)4開始工作后，在頻率道線圈組關(guān)斷后，控制發(fā)射/接收線圈6在探測(cè)深度層面施加激發(fā)脈沖，發(fā)射時(shí)間為默認(rèn)值40ms。
[0067]梯度發(fā)射機(jī)5開始工作后，在激發(fā)脈沖關(guān)斷后，控制頻率道線圈組8在探測(cè)深度層面產(chǎn)生穩(wěn)定頻率梯度場(chǎng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間關(guān)斷，發(fā)射時(shí)間為默認(rèn)值80ms。接收機(jī)3開始工作后，在激發(fā)脈沖關(guān)斷后，分別控制發(fā)射/接收線圈6和相位道線圈組7接收磁共振信號(hào)。
[0068]計(jì)算機(jī)1發(fā)送指令，由主控單元2接收，主控單元2響應(yīng)計(jì)算機(jī)1指令，控制接收機(jī)3上傳數(shù)據(jù)至計(jì)算機(jī)1，完成對(duì)磁共振信號(hào)的接收。
[0069]重復(fù)上述過(guò)程16次。
[0070]計(jì)算機(jī)1分析接收機(jī)3上傳的采集信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，對(duì)探測(cè)面直接成像，并分析地下災(zāi)害水源分布。
【權(quán)利要求】
1.一種地下災(zāi)害水源探測(cè)磁共振成像裝置，其特征在于，是由計(jì)算機(jī)(I)經(jīng)接收機(jī)(3)分別連接發(fā)射/接收線圈(6)和相位道線圈組(7)，計(jì)算機(jī)(I)經(jīng)主控單元(2)分別連接接收機(jī)(3)、脈沖發(fā)射機(jī)(4)和梯度發(fā)射機(jī)(5)，脈沖發(fā)射機(jī)(4)經(jīng)發(fā)射/接收線圈(6)與接收機(jī)(3)連接，梯度發(fā)射機(jī)(5)經(jīng)相位道線圈組(7)與接收機(jī)(3)連接，梯度發(fā)射機(jī)(5)與頻率道線圈組(8)連接構(gòu)成。
2.按照權(quán)利要求1所述的地下災(zāi)害水源探測(cè)磁共振成像裝置，其特征在于，主控單元(2)是由網(wǎng)絡(luò)通訊接口(9)與微處理器(10)連接，微處理器(10)分別經(jīng)脈沖發(fā)射控制單元(11)、電源控制單元(12)、相位道發(fā)射控制單元(13)、頻率道發(fā)射控制單元(14)、采集控制單元(15)和信號(hào)放大調(diào)理控制單元(16)與同步信號(hào)接口(17)連接構(gòu)成。
3.按照權(quán)利要求1所述的地下災(zāi)害水源探測(cè)磁共振成像裝置，其特征在于，脈沖發(fā)射機(jī)(4)是由同步信號(hào)接口(17)經(jīng)程控高壓電源(18)和大功率脈沖發(fā)射橋路(20)與發(fā)射/接收線圈(6)連接，同步信號(hào)接口(17)經(jīng)脈沖發(fā)射橋路驅(qū)動(dòng)(19)、大功率脈沖發(fā)射橋路(20)和脈沖發(fā)射配諧電容(21)與發(fā)射/接收線圈(6)連接構(gòu)成。
4.按照權(quán)利要求1所述的地下災(zāi)害水源探測(cè)磁共振成像裝置，其特征在于，梯度發(fā)射機(jī)(5)是由同步信號(hào)接口(17)經(jīng)程控梯度電源(22)和大功率梯度橋路(24)與相位道線圈組(7)連接，同步信號(hào)接口(17)經(jīng)梯度發(fā)射橋路驅(qū)動(dòng)(23)和大功率梯度橋路(24)與頻率道線圈組(8)連接構(gòu)成。
5.按照權(quán)利要求1所述的地下災(zāi)害水源探測(cè)磁共振成像裝置，其特征在于，接收機(jī)(3)是由計(jì)算機(jī)(I)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通訊接口(9)與第一信號(hào)采集單元(25)、第一信號(hào)放大單元(26)、第一信號(hào)調(diào)理單元(27)和第一保護(hù)單元(28)與發(fā)射/接收線圈(6)連接；網(wǎng)絡(luò)通訊接口(9)經(jīng)第二信號(hào)采集單元(29)、第二信號(hào)放大單元(30)、第二信號(hào)調(diào)理單元(31)和第二保護(hù)單元(32)與相位道線圈組(7)中的a組線圈連接；網(wǎng)絡(luò)通訊接口(9)經(jīng)第三信號(hào)采集單元(33)、第三信號(hào)放大單元(34)、第三信號(hào)調(diào)理單元(35)和第三保護(hù)單元(36)與相位道線圈組(7)中的b組線圈連接；網(wǎng)絡(luò)通訊接口(9)經(jīng)第四信號(hào)采集單元(37)、第四信號(hào)放大單元(38)、第四信號(hào)調(diào)理單元(39)和第四保護(hù)單元(40)與相位道線圈組(7)中的c組線圈連接；網(wǎng)絡(luò)通訊接口(9)經(jīng)第五信號(hào)采集單元(41)、第五信號(hào)放大單元(42)、第五信號(hào)調(diào)理單元(43)和第五保護(hù)單元(44)與相位道線圈組(7)中的d組線圈連接；同步信號(hào)接口(17)通過(guò)控制總線(45)連接第一信號(hào)采集單元(25)、第二信號(hào)采集單元(29)、第三信號(hào)采集單元(33)、第四信號(hào)采集單元(37)和第五信號(hào)采集單元(41);同步信號(hào)接口(17)通過(guò)控制總線(45)連接第一信號(hào)放大單元(26)、第二信號(hào)放大單元(30)、第三信號(hào)放大單元(34)、第四信號(hào)放大單元(38)和第五信號(hào)放大單元(42)連接；同步信號(hào)接口(17)通過(guò)控制總線(45)連接第一信號(hào)調(diào)理單元(27)、第二信號(hào)調(diào)理單元(31)、第三信號(hào)調(diào)理單元(35)、第四信號(hào)調(diào)理單元(39)和第五信號(hào)調(diào)理單元(43);同步信號(hào)接口(17)通過(guò)控制總線(45)連接第一保護(hù)單元(28)、第二保護(hù)單元(32)、第三保護(hù)單元(36)、第四保護(hù)單元(40)和第五保護(hù)單元(44)構(gòu)成。
6.按照權(quán)利要求1所述的地下災(zāi)害水源探測(cè)磁共振成像裝置，其特征在于，由發(fā)射/接收線圈(6)、相位道線圈組(7)和頻率道線圈組(8)組合成一體化線圈(46)。
7.—種地下災(zāi)害水源探測(cè)磁共振成像裝置探測(cè)和成像方法，其特征在于，包括以下步驟: A、選擇測(cè)點(diǎn)，鋪設(shè)一體化線圈(46)，并將其分別與接收機(jī)(3)、脈沖發(fā)射機(jī)(4)和梯度發(fā)射機(jī)(5)連接； B、計(jì)算機(jī)(I)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通訊接口(9)分別與主控單元(2)和接收機(jī)(3)連接； C、主控單元(2)通過(guò)同步信號(hào)接口(17)分別與接收機(jī)(3)、脈沖發(fā)射機(jī)(4)和梯度發(fā)射機(jī)(5)連接； D、計(jì)算機(jī)(I)發(fā)送設(shè)置參數(shù)指令，經(jīng)主控單元(2)識(shí)別，由信號(hào)放大調(diào)理控制單元(16)對(duì)接收機(jī)(3)進(jìn)行參數(shù)配置，包括采樣率50k，放大倍數(shù)10000倍，濾波系數(shù)I ; E、計(jì)算機(jī)I發(fā)送工作開始指令，經(jīng)主控單元(2)識(shí)別，首先由電源控制單元(12)分別對(duì)脈沖發(fā)射機(jī)(4)和梯度發(fā)射機(jī)(5)進(jìn)行充電，然后由主控單元(2)分別控制接收機(jī)(3)、脈沖發(fā)射機(jī)(4)和梯度發(fā)射機(jī)(5)工作； F、梯度發(fā)射機(jī)(5)開始工作后，先由相位道發(fā)射控制單元(13)控制梯度發(fā)射橋路驅(qū)動(dòng)(23)，經(jīng)大功率梯度發(fā)射橋路(24)向相位道線圈組(7)供電，在探測(cè)深度層面產(chǎn)生穩(wěn)定相位梯度場(chǎng)，經(jīng)40ms后關(guān)斷，再由頻率道發(fā)射控制單元(14)控制梯度發(fā)射橋路(23)經(jīng)大功率梯度發(fā)射橋路(24)向頻率道線圈組(8)供電，在探測(cè)深度層面產(chǎn)生穩(wěn)定頻率梯度場(chǎng)，經(jīng)過(guò)40ms關(guān)斷； G、脈沖發(fā)射機(jī)(4)開始工作后，頻率道線圈組關(guān)斷，由脈沖發(fā)射控制單元(11)控制脈沖發(fā)射橋路驅(qū)動(dòng)(19)工作，經(jīng)大功率脈沖發(fā)射橋路(20)向發(fā)射/接收線圈(6)供電，在探測(cè)深度層面施加激發(fā)脈沖，發(fā)射時(shí)間為默認(rèn)值40ms ； H、梯度發(fā)射機(jī)(5)開始工作后，激發(fā)脈沖關(guān)斷后由頻率道發(fā)射控制單元(14)控制梯度發(fā)射橋路(23)，經(jīng)大功率梯度發(fā)射橋路(24)向頻率道線圈組(8)供電，在探測(cè)深度層面產(chǎn)生穩(wěn)定頻率梯度場(chǎng)，經(jīng)過(guò)80ms關(guān)斷； I、接收機(jī)(3)開始工作后，激發(fā)脈沖關(guān)斷后，由采集控制單元(15)控制接收機(jī)(3)經(jīng)發(fā)射/接收線圈(6)和相位道線圈組(7)進(jìn)行采集，采集過(guò)程中，發(fā)射/接收線圈(6)和相位道線圈組(7)捕捉磁共振信號(hào)，并將信號(hào)傳入接收機(jī)(3)，第一信號(hào)調(diào)理單元(27)對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波后傳入第一信號(hào)放大單元(26)，第一信號(hào)放大單元(26)對(duì)信號(hào)放大后傳入第一信號(hào)采集單元(25)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，第二信號(hào)調(diào)理單元(31)對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波后傳入第二信號(hào)放大單元(30)放大后傳入第二信號(hào)采集單元(39)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，第三信號(hào)調(diào)理單元(35)對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波后傳入第三信號(hào)放大單元(34)，第三信號(hào)放大單元(34)對(duì)信號(hào)放大后傳入第三信號(hào)采集單元(33)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，第四信號(hào)調(diào)理單元(39)對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波后傳入第四信號(hào)放大單元(38)放大后傳入第四信號(hào)采集單元(37)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，第五信號(hào)調(diào)理單元(43)對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波后傳入第五信號(hào)放大單元(42)放大后傳入第五信號(hào)采集單元(41)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換； J、計(jì)算機(jī)I發(fā)送數(shù)據(jù)傳輸指令，經(jīng)主控單元(2)識(shí)別，由采集控制單元(15)對(duì)接收機(jī)(3)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，第一信號(hào)采集單元(25)、第二信號(hào)采集單元(29)、第三信號(hào)采集單元(33)、第四信號(hào)采集單元(37)和第五信號(hào)采集單元(44)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通訊接口(9)將數(shù)據(jù)上傳至計(jì)算機(jī)(I)，完成對(duì)磁共振信號(hào)的接收； K、重復(fù)D?J步驟16次； L、計(jì)算機(jī)(I)分析接收機(jī)(3)上傳的采集信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，對(duì)探測(cè)面直接成像，并分析地下災(zāi)害水源分布。
【文檔編號(hào)】G01V3/14GK104297807SQ201410453397
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年9月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月6日
【發(fā)明者】林婷婷, 杜官峰, 林君 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)