核磁共振探测技术是一种能够直接进行地下水资源勘测的手段,具有快速、高效、准确的优点,已成为国际上应用最广泛的勘探技术。通过这种技术探测到的核磁共振信号幅值非常小,信号的抗干扰能力较弱,其最主要的干扰源是50Hz工频信号,因此对50Hz工频信号进行检测具有重要意义。传统的核磁共振工频检测装置是单探头工频同步器,这种装置测量时间长、采集信号动态范围低、测量参数单一,导致工频信号测量结果不准确,影响后续的工频消噪过程,无法取得预期成果。为克服上述技术缺点,本文设计了一种基于三分量探头的快速寻优工频检测装置。主要研究内容如下:1)研究了核磁共振仪器探水原理及工频信号的影响,设计了三分量探头,分析其工作原理并进行了可行性验证。通过与传统的单分量工频同步器进行对比,明确本装置的指标需求,即检测时间不超过20s,动态范围不低于50dB,中心频率为50Hz,频带宽度为6Hz。2)为实现三分量探头快速寻优检测,依据测量装置预期的性能指标,设计了信号调理模块和通讯控制模块组成的硬件电路系统,使检测装置能够在最短时间内采集到大动态范围、低噪声的工频信号。3)为实现空间工频信号的精准测量,设计了MSP430和上位机LabVIEW组成的软件控制系统。该系统通过时序指令控制上位机面板启动ADC、设置继电器探头及设置增益放大倍数,同时设计了上位机数据读取界面,能够实现工频信号相关参数的人机交互。4)对所设计的三分量探头工频检测装置进行技术指标及性能测试,在国家地球物理探测仪器工程技术研究中心进行了室内测试性试验。实验结果显示,三分量探头工频检测装置通过信号调理模块与通讯控制模块能够在最短时间内检测到低噪声、大动态范围的工频信号,与预计参数指标吻合,以此证明了测量装置整体的应用价值及发展前景。