【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于地球物理勘探，尤其涉及一种高效高信噪比地面磁共振探测方法。
技术介绍
1、地面磁共振地下水探测方法是一种非侵入性的直接探测地下水的地球物理方法。传统的地面磁共振探测方法采用地磁场作为背景探测磁场，采用交流发射线圈发射射频脉冲激发地下水中氢原子发生磁共振现象，从而探测地下水。但是该方法存在两个问题：一是信号信噪比低，在强干扰环境下，有效信号极容易被噪声淹没；二是脉冲发射间隔长导致探测效率低，单个测点一般需发射10组以上的探测脉冲，因此单一测点通常需要数小时进行探测，导致无法开展大范围的区域性普查。
2、针对上述的探测信号信噪比低的问题，相关从业人员开发了预极化方法，该方法通过在探测脉冲前施加一个直流预极化场来增加探测背景场强度，相比于传统方法可大幅度提高探测信号幅度。但是该方法在传统方法基础上增加了一个4~7s以上的预极化脉冲，降低了探测效率。针对上述的探测效率低的问题，相关从业人员开发了稳态脉冲探测方法，该方法通过缩短脉冲间隔，减少单组脉冲发射时间，可大幅提高探测效率，但是这种方法只是提高了探测效率，并没有提升信号信噪比，因此在复杂噪声环境下，有效信号仍然难以被提取。
3、目前国内外尚无通过调整直流发射与交流发射脉冲时间与发射间隔兼顾地面磁共振信号信噪比与探测效率提升的方法，为此提出一种高效高信噪比地面磁共振探测方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种高效高信噪比地面磁共振探测方法，旨在解决上述
技术介绍
中提出的问题。
3、一种高效高信噪比地面磁共振探测方法，所述方法基于一组由直流发射线圈和交流发射线圈组成的发射线圈组，所述直流发射线圈和交流发射线圈按照同心模式排列；所述方法包括以下步骤：
4、步骤1、计算直流发射线圈在地下空间中产生的直流预极化磁场和交流发射线圈在地下空间中产生的射频激发磁场；
5、步骤2、计算直流预极化磁场和射频激发磁场交替作用下的地下磁化强度变化情况；
6、所述步骤1包括以下步骤：
7、步骤11、计算线圈通入电流后产生磁场；
8、步骤12、计算线圈所产生的整体磁场；直流发射线圈通过产生恒定的磁场来增强地下空间氢原子磁化矢量，交流发射线圈通过产生射频的磁场来扳倒地下氢原子的自旋方向；
9、所述步骤2包括以下步骤：
10、步骤21、计算直流预极化磁场对氢原子磁化强度的增强情况；
11、步骤22、计算射频激发磁场对氢原子的扳倒情况；
12、步骤23、计算地下磁化强度的变化情况：根据设置的不同的直流发射电流时间和交流发射电流时间，分别计算出直流预极化磁场对地下磁化强度的增强程度和射频激发磁场对氢原子的扳倒情况，并得到地下磁化强度变化情况曲线；通过调整直流电流发射时间、交流电流发射时间和发射间隔时间，控制磁化强度按照逐步累积并稳定在一定范围内。
13、进一步的，所述步骤11和步骤12的具体步骤如下：
14、步骤11、根据biot-savart定律计算磁场分布，边长为2 a的直流发射线圈中边电流在空间内任意一点r形成的磁场表示为：
15、
16、其中， b pr为空间内r点的预极化磁场强度， μ0为磁导率， i p为直流预极化磁场的激发电流， θ r和为r点到导线两端点的夹角；
17、边长为2 c的交流发射线圈中边电流在空间内任意一点r形成的磁场表示为：
18、
19、其中， b ar为空间内r点的激发场强度， i a为射频激发磁场的激发电流， α和为r点到导线两端点的夹角；
20、步骤12、根据步骤11计算出的结果，将直流发射线圈在地下一点r所激发的直流预极化磁场表示为：
21、
22、其中， b prx、 b pry和 b prz为地下r点的x、y、z方向上的直流与极化磁场分量， b pr1~ b pr4分别为直流发射线圈四条边所产生的磁场， e xr、 e yr和 e zr分别为x、y、z方向上的单位磁通；
23、将交流发射线圈在地下一点r所激发的射频激发磁场表示为：
24、
25、其中， b arx、 b ary和 b arz为地下r点的x、y、z方向上的交流激发磁场分量， b ar1~ b ar4分别为交流发射线圈四条边所产生的磁场。
26、进一步的，所述步骤21和步骤22的具体步骤如下：
27、步骤21、由步骤12获得地下空间的直流预极化磁场bp，求得bp分布后，根据净磁化强度与磁场关系确定充分极化后的地下mbp分布：
28、
29、其中， n为单位体积氢原子数量， g m为朗德因子， h q为普朗克常数， k为玻尔兹曼常数， t为绝对温度；
30、根据所求得的直流发射线圈激发所增强的净磁化强度，计算地下氢原子的总磁化强度m：
31、
32、其中， m0为地磁场的磁化强度；
33、步骤22、由步骤12获得地下空间的射频激发磁场ba，求本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高效高信噪比地面磁共振探测方法，其特征在于，所述方法基于一组由直流发射线圈和交流发射线圈组成的发射线圈组，所述直流发射线圈和交流发射线圈按照同心模式排列；所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的高效高信噪比地面磁共振探测方法，其特征在于，所述步骤11和步骤12的具体步骤如下：
3.根据权利要求2所述的高效高信噪比地面磁共振探测方法，其特征在于，所述步骤21和步骤22的具体步骤如下：
【技术特征摘要】
1.一种高效高信噪比地面磁共振探测方法，其特征在于，所述方法基于一组由直流发射线圈和交流发射线圈组成的发射线圈组，所述直流发射线圈和交流发射线圈按照同心模式排列；所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要...
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