目前,水资源短缺问题日益严重,尤其在我国北方干旱地区和半干旱地区用水短缺问题最为突出,这已成为制约我国经济发展的主要影响因素。由于水资源匮乏,人们开始更多的关注地下水,因此寻找高精度、高效率、低成本的地下水探测方法对于解决我国水资源短缺问题具有极其重要的意义。现代科学技术的不断进步,为地下水探测提供了有效的技术支持,可通过多种物探手段勘测地下水赋存状态。核磁共振(MRS)地下水探测技术是现阶段国际上唯一能够直接测得地下含水状态的探测方法。由于其具有高分辨力、高效率、信息量丰富和解释结果唯一等优势,在地下水探测工程中得到了广泛的应用。但是,采集到的核磁共振信号幅度非常小,致使其抗干扰能力较弱。在成分复杂的噪声中50Hz工频谐波的影响最为严重,尤其在农电情况下,由于农电缺少无功补偿等因素,导致其波形因数较差,谐波成分较多,这通常是MRS信号的最主要干扰源。传统的核磁共振探测地下水技术在数据接收完成之后,通常采用叠加消噪方法来削弱环境噪声对核磁共振信号的影响,但是这种方法无法消除工频谐波的干扰,从而导致后续的数据反演解释结果不准确,使得核磁共振探测手段无法取得预期成果,并严重限制了该技术的应用范围。为克服上述技术缺点,本文提出基于相位抵消法的MRS信号抗工频谐波干扰方法。该方法主要由工频信号采集与调节和MRS信号相位抵消两大技术配合完成。首先进行工频信号的采集工作并对实验场地的工频噪声进行评估,通过LC并联谐振方式接收工频噪声信号,其经过相应的信号调理电路最终转换成方波输出。控制模块采用MSP430+CPLD架构,MSP430用于实现信号调理前置放大电路及AGC电路的参数调整,使工频信号幅值处于最佳状态。其次为实现相位抵消法,MSP430捕获工频信号上升沿控制CPLD模块以确定发射时序,并先后发射相位差为180o的激发脉冲。最后对两次接收到的核磁共振信号进行叠加操作,实现工频谐波噪声的消除技术,进而达到增强核磁共振仪器抗干扰能力的目的。本文通过对基于相位抵消法的MRS抗工频谐波干扰方法的研究,提高了核磁共振探测技术的抗干扰能力,在保留常规噪声叠加能力的同时,最大程度上消除了工频谐波对核磁共振信号的影响,并将核磁共振探测地下水技术的应用拓宽到更广泛的环境之中。相关理论仿真以及室内、野外测试实验结果表明,核磁共振探测技术的准确性得到有效提高,验证了此方法的有效性和实用性。本文的研究成果将为后续的数据处理及反演解释奠定基础。