专利名称：核磁共振堤坝渗漏隐患探测仪及探测方法
技术领域：
本发明涉及一种用于水利工程的地球物理探测设备，尤其是基于核磁共振技术实现的提坝渗漏隐患探测装置及探测方法。
背景技术：
核磁共振地下水探测方法(Magnetic Resonance Sounding，简称MRS方法)是一种直接地非破坏性的地球物理勘探方法。CN101858991A公开了一种以温度为示踪剂探测的提坝渗漏通道位置的系统及方法，该发明的系统包括N个温度传感器、信号获取装置、信号融合处理装置、控制系统以及数据终端装置；其中N个温度传感器均勻分布设置在提坝的坝体内，分别与信号获取装置连接，信号获取装置、信号融合处理装置、控制系统以及数据终端装置一次串接。由控制系统控制网络节点切换，实施温度传感器的循环检测，通过测量钻孔中水的温度来判断提坝体的温度分布情况，从而实现整个提坝断面的温度探测。通过采集温度数据，进一步进行处理，绘制等温线图，来完成对提坝渗漏位置的确定。CN1241718A公开了一种集中电流场的提坝渗漏检测仪及测量的方法。本发明主要是在水中测量，通过一种特殊的电流场分布来探测提坝有水一侧的漏水位置。以上发明通过温度探测和电流场探测，完成对提坝渗漏位置的确定，但都存在不足。如利用温度测量时，为判断坝体的温度分布，就要在坝体上进行多次钻孔，对坝体造成损坏，形成安全隐患。通过电流场检测来确定提坝渗漏位置，则需要在水中进行测量，在设备防水性设计及具体实施存在一定难度。最重要的是这两种方法都是对提坝渗漏位置间接探测方法，存在一定的不准确性。
发明内容
本发明的目的就是针对上述现有技术的不足，提供一种核磁共振提坝渗漏隐患探测仪；本发明的另一目的是提供一种核磁共振提坝渗漏隐患探测方法。本发明的目的是通过以下技术方案实现的计算机1经过串口线或网线与通讯控制器连接2，通讯控制器2分别与发射控制器3、接收控制器4连接，发射控制器3经发射电路5、大功率电源6与发射桥路7连接，发射电路5与发射桥路7连接，配谐电容8经发射桥路7与发射线圈9连接，接收控制器4与第N采集单元连接，第一采集单元 第N采集单元串联连接，第一采集单元 第N采集单元与其相对应的第一接收线圈 第N接收线圈连接。第一采集单元 第N采集单元的通讯接口电路22通过串口线或者网线与相邻的采集单元中的通讯接口 22相连接，通讯接口电路22经同步控制电路23、继电器电路对、谐振电路25、放大器电路沈、采集电路27依次与通讯接口电路22连接构成。核磁共振提坝渗漏隐患探测仪的探测方法，包括以下顺序和步骤a、根据提坝顶部形状，铺设一个多匝长方形或正方形的大线圈作为发射线圈9，尽量覆盖全部探测坝顶；b、在发射线圈9中，等间距铺设第一接收线圈 第N接收线圈和与第一接收线圈 第N接收线圈相对应的第一采集单元 第N采集单元；C、用磁力仪获取当地磁场的强度，转化为拉莫尔频率，在计算机1中进行相应的设置。根据拉莫尔频率和发射线圈的电感特性，计算发射桥路7的配谐电容8的大�。籨、根据提坝高度，在计算机1中设置多个发射脉冲距。发射脉冲距是发射电流和发射时间的乘积，在通常情况下，发射时间是固定的，发射电流越大，探测深度越大，设置从大到小的激发脉冲距可以实现对坝基从下到上的分层探测；e、依照设置的发射脉冲距，设置大功率电源6的电压值，在发射线圈9中产生大功率的交变电流，发射时间通常设置为40ms ；f、发射完成后，经过一段死区时间，接收控制器4向采集单元16 21发射同步采集命令，第一采集单元 第N采集单元采集完第一接收线圈 第N接收线圈信号后，将采集数据返回至接收控制器4，完成一次探测工作；g、为了降低噪声，提高接收信号的信噪比，多次重复步骤e和步骤f，将采集到的数据分别进行叠加处理，直至全部探测工作完成；h、将采集数据进行反演解释后绘出提坝坝基函数图，确定渗漏点的位置，完成提坝渗漏隐患的探测。有益效果用核磁共振技术对提坝渗漏隐患探测。实现了对提坝渗漏位置的直接测量，提高了坝渗漏隐患探测的精度，并且在坝顶平铺设备进行测量减少了对坝体的损坏，降低了提坝破坏，提高了探测操作效率，增强了探测可实施性。附图及
图1是核磁共振提坝渗漏隐患探测仪的结构框2是附图1中采集单元的结构框图1计算机，2通讯控制器，3发射控制器，4接收控制器，5发射电路，6大功率电源， 7发射桥路，8配谐电容，9发射线圈，22通讯接口电路，23同步控制电路，M继电器电路，25 谐振电路，26放大器电路，27采集电路。
具体实施例方式下面结合附图和实施例作进一步详细说明计算机1经过串口线或网线与通讯控制器连接2，通讯控制器2分别与发射控制器3、接收控制器4连接，发射控制器3经发射电路5、大功率电源6与发射桥路7连接，发射电路5与发射桥路7连接，配谐电容8经发射桥路7与发射线圈9连接，接收控制器4与第N采集单元连接，第一采集单元 第N采集单元串联连接，第一采集单元 第N采集单元与其相对应的第一接收线圈 第N接收线圈连接。第一采集单元 第N采集单元的通讯接口电路22通过串口线或者网线与相邻的采集单元中的通讯接口 22相连接，通讯接口电路22经同步控制电路23、继电器电路对、谐振电路25、放大器电路沈、采集电路27依次与通讯接口电路22连接构成。核磁共振提坝渗漏隐患探测仪的探测方法，包括以下顺序和步骤
a、根据提坝顶部形状，铺设一个多匝长方形或正方形的大线圈作为发射线圈9，尽量覆盖全部探测坝顶；b、在发射线圈9中，等间距铺设第一接收线圈 第N接收线圈和与第一接收线圈 第N接收线圈相对应的第一采集单元 第N采集单元；C、用磁力仪获取当地磁场的强度，转化为拉莫尔频率，在计算机1中进行相应的设置，根据拉莫尔频率和发射线圈的电感特性，计算发射桥路7的配谐电容8的大�。籨、根据提坝高度，在计算机1中设置多个发射脉冲距。发射脉冲距是发射电流和发射时间的乘积，在通常情况下，发射时间是固定的，发射电流越大，探测深度越大，设置从大到小激发脉冲距可以实现对坝基从下到上的分层探测；e、依照设置的发射脉冲距，设置大功率电源6的电压值，在发射线圈9中产生大功率的交变电流，发射时间通常设置为40ms ；f、发射完成后，经过一段死区时间，接收控制器4向第一采采集单元 N采集单元发射同步采集命令，第一采集单元 第N采集单元采集完第一接收线圈 第N接收线圈信号后，将采集数据返回至接收控制器4，完成一次探测工作；g、为了降低噪声，提高接收信号的信噪比，多次重复步骤e和步骤f，将采集到的数据分别进行叠加处理，直至全部探测工作完成；h、将采集数据进行反演解释后绘出提坝坝基函数图，确定渗漏点位置，完成提坝渗漏隐患的探测。实施例1计算机1经过串口线或网线与通讯控制器连接2，通讯控制器2分别与发射控制器3、接收控制器4连接，发射控制器3经发射电路5、大功率电源6与发射桥路7连接，发射电路5与发射桥路7连接，配谐电容8经发射桥路7与发射线圈9连接，接收控制器4与第N采集单元连接，第一采集单元 第N采集单元串联连接，第一采集单元 第N采集单元与其相对应的第一接收线圈 第N接收线圈连接。第一采集单元 第N采集单元的通讯接口电路22通过串口线或者网线与相邻的采集单元中的通讯接口 22相连接，通讯接口电路22经同步控制电路23、继电器电路对、谐振电路25、放大器电路沈、采集电路27依次与通讯接口电路22连接构成。核磁共振提坝渗漏隐患探测仪的探测方法，包括以下顺序和步骤a、根据提坝顶部形状和坝长，铺设一个多匝长方形的大线圈作为发射线圈9，发射线圈9尽可能覆盖全部探测坝顶；b、在发射线圈9中，等间距铺设第一接收线圈 第N接收线圈和与第一接收线圈 第N接收线圈相对应的第一采集单元 第N采集单元；C、用磁力仪获取当地磁场的强度，转化为拉莫尔频率，在计算机1中进行相应的设置，根据拉莫尔频率和发射线圈的电感特性，计算发射桥路7的配谐电容8的大�。籨、根据提坝高度，在计算机1中设置多个发射脉冲距。发射脉冲距是发射电流和发射时间的乘积，在通常情况下，发射时间是固定的，发射电流越大，探测深度越大，设置从大到小激发脉冲距可以实现对坝基从下到上的分层探测；e、依照设置的发射脉冲距，设置大功率电源6的电压值，在发射线圈9中产生大功率的交变电流，发射时间通常设置为40ms ；
f、发射完成后，经过一段死区时间，接收控制器4向第一采采集单元 N采集单元发射同步采集命令，第一采集单元 第N采集单元采集完第一接收线圈 第N接收线圈信号后，将采集数据返回至接收控制器4，完成一次探测工作；g、为了降低噪声，提高接收信号的信噪比，多次重复步骤e和步骤f，将采集到的数据分别进行叠加处理，直至全部探测工作完成；h、将采集数据进行反演解释后绘出提坝坝基函数图，确定渗漏点位置，完成提坝渗漏隐患的探测。实施例2计算机1经过串口线或网线与通讯控制器连接2，通讯控制器2分别与发射控制器3、接收控制器4连接，发射控制器3经发射电路5、大功率电源6与发射桥路7连接，发射电路5与发射桥路7连接，配谐电容8经发射桥路7与发射线圈9连接，接收控制器4与第N采集单元连接，第一采集单元 第N采集单元串联连接，第一采集单元 第N采集单元与其相对应的第一接收线圈 第N接收线圈连接。第一采集单元 第N采集单元的通讯接口电路22通过串口线或者网线与相邻的采集单元中的通讯接口 22相连接，通讯接口电路22经同步控制电路23、继电器电路对、谐振电路25、放大器电路沈、采集电路27依次与通讯接口电路22连接构成。核磁共振提坝渗漏隐患探测仪的探测方法，包括以下顺序和步骤a、根据提坝顶部形状或坝长，铺设一个多匝正方形的大线圈作为发射线圈9，尽量覆盖全部探测坝顶；b、在发射线圈9中，等间距铺设第一接收线圈 第N接收线圈和与第一接收线圈 第N接收线圈相对应的第一采集单元 第N采集单元；C、用磁力仪获取当地磁场的强度，转化为拉莫尔频率，在计算机1中进行相应的设置，根据拉莫尔频率和发射线圈的电感特性，计算发射桥路7的配谐电容8的大�。籨、根据提坝高度，在计算机1中设置多个发射脉冲距。发射脉冲距是发射电流和发射时间的乘积，在通常情况下，发射时间是固定的，发射电流越大，探测深度越大，设置从大到小激发脉冲距可以实现对坝基从下到上的分层探测；e、依照设置的发射脉冲距，设置大功率电源6的电压值，在发射线圈9中产生大功率的交变电流，发射时间通常设置为40ms ；f、发射完成后，经过一段死区时间，接收控制器4向第一采采集单元 N采集单元发射同步采集命令，第一采集单元 第N采集单元采集完第一接收线圈 第N接收线圈信号后，将采集数据返回至接收控制器4，完成一次探测工作；g、为了降低噪声，提高接收信号的信噪比，多次重复步骤e和步骤f，将采集到的数据分别进行叠加处理，直至全部探测工作完成；h、将采集数据进行反演解释后绘出提坝坝基函数图，确定渗漏点位置，完成提坝渗漏隐患的探测。
权利要求
1.一种核磁共振提坝渗漏隐患探测仪，其特征在于，计算机(1)经过串口线或网线与通讯控制器连接O)，通讯控制器( 分别与发射控制器(3)、接收控制器(4)连接，发射控制器C3)经发射电路(5)、大功率电源(6)与发射桥路(7)连接，发射电路( 与发射桥路 (7)连接，配谐电容(8)经发射桥路(7)与发射线圈(9)连接，接收控制器(4)与第N采集单元连接，第一采集单元 第N采集单元串联连接，第一采集单元 第N采集单元与其相对应的第一接收线圈 第N接收线圈连接。
2.按照权利要求1所述的核磁共振提坝渗漏隐患探测仪，其特征在于，第一采集单元 第N采集单元的通讯接口电路0 通过串口线或者网线与相邻的采集单元中的通讯接口 0 相连接，通讯接口电路0 经同步控制电路(23)、继电器电路(M)、谐振电路 (25)、放大器电路( )、采集电路07)依次与通讯接口电路0 连接构成。
3.按照权利要求1所述的核磁共振提坝渗漏隐患探测仪的探测方法，其特征在于，包括以下顺序和步骤a、根据提坝顶形状和坝长，铺设一个多匝长方形或正方形的大线圈作为发射线圈9，尽量覆盖全部探测坝顶；b、在发射线圈(9)中，等间距铺设第一接收线圈 第N接收线圈和与第一接收线圈 第N接收线圈相对应的第一采集单元 第N采集单元；c、用磁力仪获取当地磁场的强度，转化为拉莫尔频率，在计算机1中进行相应的设置， 根据拉莫尔频率和发射线圈的电感特性，计算发射桥路(7)的配谐电容(8)的大�。籨、根据提坝高度，在计算机(1)中设置多个发射脉冲距。发射脉冲距是发射电流和发射时间的乘积，在通常情况下，发射时间是固定的，发射电流越大，探测深度越大，设置从大到小激发脉冲距可以实现对坝基从下到上的分层探测；e、依照设置的发射脉冲距，设置大功率电源(6)的电压值，在发射线圈(9)中产生大功率的交变电流，发射时间通常设置为40ms ；f、发射完成后，经过一段死区时间，接收控制器(4)向第一采采集单元 N采集单元发射同步采集命令，第一采集单元 第N采集单元采集完第一接收线圈 第N接收线圈信号后，将采集数据返回至接收控制器G)，完成一次探测工作；g、为了降低噪声，提高接收信号的信噪比，多次重复步骤e和步骤f，将采集到的数据分别进行叠加处理，直至全部探测工作完成；h、将采集数据进行反演解释后绘出提坝坝基函数图，确定渗漏点位置，完成提坝渗漏隐患的探测。
全文摘要
本发明涉及一种核磁共振堤坝渗漏隐患探测仪及探测方法。由计算机经通讯控制器连接发射控制器和接收控制器，发射控制器经发射电路、大功率电源与发射桥路连接，接收控制器与第N采集单元连接，第一采集单元～第N采集单元串联连接，并与其相对应的第一接收线圈～第N接收线圈连接。在坝顶铺设多匝的长方形发射线圈，用接收线圈进行接收，接收线圈中采集到核磁共振响应信号即可证明堤坝存在渗漏，数据处理后绘制堤坝含水图确定渗漏位置。利用核磁共振探测坝渗漏隐患，直接测量堤坝内部水含量，更精准的确定坝渗漏位置；最大限度的减少在检测中队堤坝的破坏，不增加新的安全隐患；整个测试完全在坝顶进行，便于检测操作。
文档编号G01M3/04GK102183341SQ20111003990
公开日2011年9月14日 申请日期2011年2月18日 优先权日2011年2月18日
发明者易晓峰, 李姗姗, 林君, 段清明, 田宝凤, 蒋川东 申请人:吉林大学
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