地面核磁共振找水仪放大器设计.pdf

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1、第29卷第8期仪器仪表学报Vol129No182008年8月ChineseJournalofScientificInstrumentAug.2008*地面核磁共振找水仪放大器设计王应吉,林君,荣亮亮,高东旭,贾晓晨(吉林大学地球信息探测仪器教育部重点实验室长春130026)摘要:根据水中氢核具有核子顺磁性且其磁矩不为零的特点,利用一个装置向地下发射一束具有拉莫尔频率的电磁波,激发地下水中氢核,从而形成宏观磁矩;撤除激发信号,接收该宏观磁矩在复原过程中形成的核磁共振信号(NMR),由其初始振幅、弛豫时间和初始相位等便可计算出地下水的相应信息。N

2、MR具有信号弱频带宽的特点。设计的NMR放大器选择性好,检测弱信号能力强,可灵活智能化调整,已成功应用到NMR找水仪科研样机中,目前已可靠地测到了100m深处的地下水。关键词:核磁共振;地下水;放大器;滤波器+中图分类号:P338.9文献标识码:A国家标准学科分类代码:460.4040AmplifierdesignofsurfacenuclearmagneticresonanceinstrumentforundergroundwaterinvestigationWangYingj,iLinJun,RongLiangliang,GaoDongx

3、u,JiaXiaochen(JilinUniversity,KeyLaboratoryofGeo-explorationandInstrumentation,MinistryofEducation,Changchun130026,China)Abstract:Accordingtothecharacteristicsthathydrogennucleusinwaterisparamagneticanditsnuclearmagneticmomentisnotzero,adeviceisusedtotransmitabouquetofLarmo

4、rfrequencyelectromagneticwavestotheunder-ground,whichexcitesthehydrogennucleusinundergroundwaterandthusformsmacrohydrogenmagneticmomen.tAfterremovingtheexcitationsigna,ltheNMR(nuclearmagneticresonance)signalgeneratedbymacromagneticmomentrecoveringcanbereceived.Usingitsiniti

5、alamplitude,phase,andrelaxanttime,thecorrespondinginfor-mationofundergroundwatercanbecalculated.NMRsignalisaweaksignalwithwidefrequencybandwidth.OurNMRamplifierhasgoodselectivity,strongabilitytodetectweaksignalandcanbeadjustedflexibly,finelyandin-telligently.Thisamplifierha

6、sbeensuccessfullyappliedtoaprototypeNMRundergroundwaterexplorationsystem,whichhassuccessfullydetectedundergroundwateratadepthof100meters.Keywords:NMR(nuclearmagneticresonance);undergroundwater;amplifier;filter从传感器接收到的NMR信号在数nV到数百nV范1引言围,频率1kHz到3kHz,干扰非常大。所以设计高性能NMR放大器对于提高该仪

7、器检测微弱信号的能力具有利用核磁共振(nuclearmagneticresonance,NMR)寻非常重要的意义。找地下水是目前世界上唯一的直接找水新方法。具有分[1]辨力高、找水效率高、信息量丰富和解唯一的特点。在2核磁共振找水原理该方法的探测深度范围内,有一定规模的自由水存在,就有核磁共振信号响应。反之就没有响应。目前探测深度核磁共振是指当射频激发磁场的频率满足一定条件已可靠达到100m,我们研制的近期目标是达到150m。收稿日期:2008-02ReceivedDate:2008-02*基金项目:国家科技支撑计划重大项目(2006BAK0

8、3A23)资助1628仪器仪表学报第29卷时,原子核系统中的核子在稳定磁场(此处为地磁场B0)和人工激发场B1的共同作用下,吸收人工激发场的[2]能量产生共振跃迁。