核磁共振地下水探测发射机系统的研究与设计

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核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance,NMR)地下水探测技术是目前世界上唯一被验证的直接寻找地下水的地球物理学方面的新方法。目前只有法国的IRIS公司的NUMIS产品是利用核磁共振技术在在直接找水领域应用的典范。本文在分析核磁共振技术的基本原理以及IRIS公司产品的缺陷的情况下,设计了核磁共振发射机系统整体方案并进行了关键性的验证,最终完成了原理样机的研制。本文重点论述了发射机设计中多项关键技术以及核心的创新点,对核磁共振技术找水方法在国内的推广具有重要的意义和影响。  论文首先介绍了核磁共振技术的原理和系统的总体方案设计。而后介绍了发射机系统设计的基本思想以及研制过程当中面临的技术的难关。其中核磁共振地下水探测发射机系统研制的关键技术包括:同相位拉莫尔频率发射机技术的应用,保证每次接收的NMR信号具有同频同相的特性。功率模块化的交变电流脉冲电路的设计,保证发射机系统工作高效,性能卓越。基于恒流电容并行充电技术的引入,极大地缩短了储能电容充电时间。快速切换以及释能电路的设计,使系统的死区时间压缩到了最低。各种保护电路的设计,保障了发射机在高压场合工作更安全。嵌入式技术的应用,使发射机控制器对模块之间的资源管理趋于高度集成化。基于模块化的自定义协议技术的应用,使发射机和接收机之间的通信更加高效和自由。最后,论文介绍了探测系统各个模块的验证以及整机野外的性能指标测试工作,通过接收机的NMR信号分析,研制的发射机完全符合指标要求。接着对全文的总结和展望,对系统的创新进一步提出了自己的意见。
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