CN109765628A - 车载式预极化场磁共振水源探测装置及探测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车载式预极化场磁共振水源探测装置及探测方法，该装置包括承载有非金属探测平台的履带式探测车、分布式预极化场探测设备及多个探测线圈。其中全波接收机的一个通道通过参考线圈持续采集噪声供后续数据处理。第一发射机首先向发射线圈中通入预极化电流极化水源，当电流快速绝热关断后，第二发射机向发射线圈中通以瞬时拉莫尔频率的交流电激发水中氢质子，当停止激发后，氢质子返回初始状态并释放信号，使用全波接收机采集接收线圈上的磁共振信号并传至计算机处理。本发明联合车载方式及预极化场对地下水源进行探测，具有高精度、高效率、低成本的优势，实现大范围快速探测的同时，又能实现复杂噪声环境下的精细探测。

Description

车载式预极化场磁共振水源探测装置及探测方法

技术领域

本发明属于地球物理勘探技术研究领域，涉及一种车载式预极化场磁共振水源探测装置及探测方法。

背景技术

随着都市人口聚集，飞速的城市化进程使地下水资源利用率越来越紧张。为了缓解紧张的缺水状况，应用合理的地球物理方法开采地下水是有效的解决方案之一。目前地下水探测的方法有很多，但存在着安全性差、成本昂贵、仪器易受环境影响，应用范围有限等问题。磁共振技术是近年来新兴的地下水源探测的地球物理方法，其利用非侵入式的探测方式判断地下水文地质信息，具有直接定性、定量探测地下水的优势。然而，由于现有仪器采用定点铺设边长为百米级方形线圈的方式，探测效率低，同时由于地磁场相对微弱，因此现有的磁共振探测技术很难在城市周边等高噪声环境下有效探测。

CN106894760A公开的一种地面定位打井一体化设备。该装置包括两组形固定板，每个形固定板两端面上均嵌装有与相邻形固定板端面之间的拉伸杆，每个形固定板下表面中心处均设有固定机构，转动打井吸水机构等部件。该发明的有益效果是，一种可在打井的时候同时将周围的水进行排放，简化操作工序，操作比较方便，节省人力，适应地面环境能力强，打井方便的装置，该方法能够直接有效的探测地下水源。

CN102053280A公开的带有参考线圈的核磁共振地下水探测系统及探测方法，通过多路A/D采集单元同步采集发射/接收线圈中的核磁共振信号以及参考线圈中噪声信号的全波形数据，通过数据处理方式，实现多场源复杂强噪声干扰下核磁共振信号的提取。该发明的有益效果是，有效地解决了村庄附近以及城市周边地区核磁共振探测干扰多、多种干扰噪声数据难以分离的问题，提高了仪器抗干扰性能，为在村庄附近以及城市周边地区寻找地下水提供了一种可靠的探测装置和方法。

CN107942397A公开的用预极化场增强信号幅度的磁共振多通道探测方法及装置，通过设置多个直流发射线圈与一个直流/交流发射线圈，发射直流电流形成预极化场，增大水中氢质子磁化强度，从而增大氢质子的FID信号；再通过设置多个接收线圈测量磁共振信号与噪声信号。该发明的有益效果是，能够提升信号幅度,提高探测信噪比，针对非层状复杂含水结构进行探测，实现人为噪声及电力干扰严重、隧道矿井等大型掘进等高噪声环境下，均匀预极化场的多维磁共振测量。

上述发明的地面定位打井一体化设备以及磁共振探测地下水系统及方法针对特定的需要和应用场合均具有良好的测量效果，但都存在一些不足。针对地面定位打井一体化设备，虽然能够将打井的操作工序简化，节省人力，适应多种地形环境，但是其仅能在打井后判断地下水源是否存在，且探测范围有限，因此难以实现对地下水源的广泛探测，若采用多处打井的方式，会增加成本，降低探测效率。带有参考线圈的核磁共振地下水探测系统及探测方法采用多种信号处理手段在一定程度上能够从背景噪声中提取核磁信号，但是由于该方法仍然在地磁场下进行核磁共振地下水源探测，核磁信号在源头上并没有增大，因此在电力干扰严重、隧道矿井等大型掘进工程周边等复杂噪声环境下仍然难以探测到有效信号。用预极化场增强信号幅度的磁共振多通道探测方法及装置，其使用预极化场代替地磁场，有效增大了地下水源的核磁信号，实现某一探测地点的精细测量，但是，由于采用较多的探测线圈以及严格的布线方式，因此需要耗费大量的人力物力进行铺线，探测成本高且灵活性差，同时，由于多个探测线圈的存在，其探测效率极低，不适合大范围的地下水源圈定。

发明内容

为了解决现有技术中的不足，本发明提供一种车载式预极化场磁共振水源探测装置，本发明具有增加磁共振信号、抗干扰能力强，适用于大面积地下水源的快速探测的优势，兼顾高信噪比、高精度的探测结果和较短探测时间的优点，尤其对复杂噪声环境下的地下水源探测具有重要意义。

本发明的另一方面提供了一种车载式预极化场磁共振水源探测方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

车载式预极化场磁共振水源探测装置，所述分布式预极化场探测设备搭载在履带式探测车上，所述履带式探测车通过在驾驶舱内控制动力装置从而实现橡胶履带探测车的运行方向、速度的改变，履带式探测车承载有非金属探测平台，通过承重结构、探测平台来搭载履带车部件及分布式预极化场探测设备，所述分布式预极化场探测设备包括：

计算机；

第一发射机，通过一从控制器控制在发射线圈上产生远大于地球磁场的预极化场；

第二发射机，通过一主控制器控制输出在发射线圈上产生拉莫尔频率的交流电，使地下水源中的氢质子产生能级跃迁，以及主控器与计算机进行双向通信，通过所述计算机配置分布式预极化场探测设备整体参数；

全波接收机，接收磁共振信号，通过一第二从控制器控制接收到的磁共振信号的动态增益和信号数据，将磁共振信号数据传回至计算机；控制参考噪声的参考补偿和噪声数据，将参考噪声数据传回至计算机；以及

监测模块，检测非金属履带式探测车位置、速度和状态，与计算机单向通信，将履带式探测车的运行信息实时传送至计算机。

进一步地，所述主控制器，分别与第一从控制器，第二从控制器双向通信，配置传输参数，控制第二发射机中的驱动模块，同时输出拉莫尔频率的交流电。

进一步地，所述第一发射机还包括：

功率放大器，与第一从控制器连接，接收第一从控制器控制功率输出；

功率输出N支路，通过控制端接收第一从控制器的控制信号控制打开与闭合，以及所述功率输出N支路采用并联的结构，置于一超级电容和发射线圈之间，实现大功率预极化电流的输出；

均流控制器，调整功率输出N支路上各个功率输出支路上的电流平均分配。

进一步地，所述第二发射机还包括：驱动模块、电压转换模块、宽范围电压输入模块、储能装置、桥路输出模块以及报警模块，其中，

主控制器，与驱动模块连接，控制驱动模块的输出；

电压转换模块，置于宽范围电压输入模块和储能装置之间，将不同幅值的输入电压转化并保存在储能装置中；

储能装置，与桥路输出模块连接，为拉莫尔频率交流电的输出提供能量源；

驱动模块，与桥路输出模块的控制端连接，接收主控制器的控制信号控制桥路输出模块的打开与闭合；

桥路输出模块，置于储能装置和发射线圈之间，实现大功率拉莫尔频率的交流电输出；

报警模块，与桥路输出模块连接，当拉莫尔频率交流发射桥路出现故障时，及时报警，从而避免整个第二发射机烧毁。

进一步地，所述全波接收机，还包括磁共振信号全波接收电路接收磁共振信号，以及参考噪声全波接收电路接收噪声，所述全波接收机将磁共振信号以及噪声传递至计算机。

进一步地，所述磁共振信号全波接收电路包括：

信号数据接收模块，与所述第二从控制器和计算机连接，接收第二从控制器发出的控制信号，将接收到的磁共振信号转换成数字信号后传输至计算机；

前端匹配模块，其输入端连接接收线圈，与接收线圈匹配对采集到的磁共振信号进行优化，其输出端依次连接一多级滤波和一动态增益，对磁共振信号进行滤波和放大；

动态增益模块，与所述第二从控制器和信号数据接收模块连接，接收第二从控制器发出的控制信号实现增益倍数的动态控制，将放大后的信号传送至信号数据接收模块。

进一步地，所述参考噪声全波接收电路包括：

噪声数据接收模块，与所述第二从控制器和计算机连接，接收第二从控制器发出的控制信号，将接收到的参考噪声转换成数字量后传输至计算机；

匹配网络模块，其输入端连接参考线圈，优化参考线圈采集到的参考噪声，其输出端依次连接一滤波放大和一参考补偿，优化参考噪声与磁共振信号的相关性；

参考补偿模块，与所述第二从控制器和噪声数据接收模块连接，接收第二从控制器发出的控制信号实现参考噪声的动态补偿，将补偿后的参考噪声传送至噪声数据接收模块。

进一步地，包括以下步骤：

步骤1、固定发射线圈、接收线圈、参考线圈位置，固定第一发射机、第二发射机、全波接收机位置，连接探测仪器并开机；

步骤2、在计算机上配置车载式预极化场分布式预极化场探测设备整体参数，参考噪声全波接收电路开始工作，持续采集噪声数据，记录并保存至计算机；

步骤3、根据实际探测区域选择低速行驶探测方式或固定地点探测方式或其联合方式，非金属履带式探测车位置、速度、状态监测模块将探测车运行信息实时传送至计算机；

步骤4、第二发射机对储能装置进行充电，电压转换模块将宽范围的电压输入转换后存放在储能装置中，等待桥路输出模块输出；

步骤5、极化过程，第二发射机储能装置充电完成后，第一发射机在发射线圈上输出预极化电流，产生大于地球磁场的预极化场对地下水源极化；

步骤6、激发过程，发射线圈上的预极化电流绝热关断后，第二发射机在发射线圈上输出拉莫尔频率的交流电激发地下水源；

步骤7、磁共振信号采集，磁共振信号全波接收电路通过接收线圈采集磁共振信号，该信号经过多级滤波，并由第二从控制器控制动态增益处理后传送至计算机。

进一步地，所述步骤5的极化过程包括：第一从控制器控制第一发射机中的功率放大器处于打开状态，超级电容内的电量经功率输出N支路在发射线圈上输出预极化电流，形成预极化场，均流控制持续控制各个支路上的电流平均；

所述步骤6激发过程包括：主控制器控制第二发射机中的驱动模块处于打开状态，储能装置中的电量经桥路输出在发射线圈上输出拉莫尔频率的交流电，形成激发磁场，报警模块持续保护桥路输出的器件安全，发生意外时断电并报警。

进一步地，低速行驶探测方式时，重复所述步骤2到步骤7，储能装置的预设充电电压值恒定，探测车行驶过程中持续探测测区，分析每次获取的磁共振信号，寻找最佳固定测点；

固定地点探测方式时，探测车置于探测地点，储能装置的预设充电电压值由主控制器从小到大变化，储能装置的预设充电电压值最小时，重复所述步骤2到步骤7，进行预设叠加次数的探测，将多次探测到的磁共振信号显示并传送至计算机，得到最小预设充电电压多次测量叠加的信号；主控制器切换储能装置的预设充电电压至下一个值，再重复步骤2到步骤7，进行预设叠加次数的探测，将多次探测到的磁共振信号显示并传送至计算机，得到当前预设充电电压多次测量叠加的信号，直至储能装置的最大充电电压完成预设叠加次数，完成整个探测点的探测，然后再更换探测点，重复固定地点探测方式的探测步骤。

本发明的有益效果：

1、本发明提出的车载式预极化场磁共振水源探测装置及探测方法，探测装置采用车载方式，避免了更换探测地点时频繁铺设线圈的困扰，适用于较大范围的地下水源探测，速度快，效率高的同时，达到非侵入式探测的目的，便捷、安全、环保；

2、本发明探测方法，可根据实际测试要求，选择低速行驶探测方式或固定地点探测方式，实现大范围测区极速探测的同时，也能够实现局部探测点的快速、精确探测；

3、本发明联合预极化电流和拉莫尔频率的交变电流，提高地下水源宏观磁化强度的同时，对探测地点下方进行分层次探测，很大程度上提高信号的初始振幅，实现地下水源含水层厚度、含水量大小的精确测量；

4、本发明提出的车载式预极化场磁共振水源探测装置及探测方法，采用动态增益信号处理手段和参考线圈、参考补偿等噪声优化，提高了探测系统的抗干扰能力，实现了城市周边等复杂噪声环境下地下水源探测；

5、本发明的探测装置及探测方法，使得在进行地下水源探测时，既能节省探测时间，又能获得高质量的探测结果，适应性广、抗干扰能力强，解决了传统磁共振地下水探测方法应用的局限性，本发明将为提高我国的地下水资源勘查能力奠定重要的基础，具有良好的推广前景和推广价值，现实意义巨大。

6、本发明提出的车载式预极化场磁共振水源探测装置及探测方法，采用“多匝米级发射线圈和接收线圈”的工作模式，满足车载要求的同时，还具有成本低、操作简单的优势，为车载式预极化场磁共振水源探测装置及探测方法在城市狭窄环境下使用提供支持；

附图说明

图1为本发明实施例提供的车载式预极化场磁共振探测装置履带式探测车的结构示意图；

图2为车载式预极化场磁共振探测装置的电路模块框图；

图3为车载式预极化场磁共振探测仪单周期探测时序图；

其中：1、动力装置，2、驾驶舱，3、探测平台，4、承重结构，5、橡胶履带，6、车轴，7、全波接收机，8、第一发射机，9、第二发射机，10、发射线圈，11、接收线圈，12、参考线圈，13、计算机，14、监测模块，15、第一从控制器，16、功率放大器，17、超级电容，18、功率输出N支路，19、均流控制器，20、主控制器，21、宽范围电压输入模块，22、电压转换模块，23、储能装置，24、报警模块，25、桥路输出模块，26、驱动模块，27、第二从控制器，28、信号数据接收模块，29、动态增益模块，30、多级滤波模块，31、前端匹配模块，32、噪声数据接收模块，33、参考补偿模块，34、滤波放大模块，35、匹配网络模块。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1，车载式预极化场磁共振水源探测装置包括：履带式探测车、非金属探测平台、分布式预极化场探测设备；履带式探测车通过在驾驶舱2内控制动力装置1实现橡胶履带探测车的运行方向、速度的改变；非金属探测平台通过探测平台3、承重结构4来搭载履带车部件及探测装备；

其中，履带式探测车通过动力装置1实现探测车的行驶，包括：驾驶舱2与探测平台3进行机械连接，同时与动力装置1进行电气连接，控制探测车运行速度；动力装置1与探测平台3进行机械连接，驱动橡胶履带5内的车轴6运转，实现整体探测车的动力供给；橡胶履带5包裹在前后车轴6之上，也与驾驶舱2进行电气连接，受驾驶舱2控制，实现探测车运行方向的调整；

其中，非金属探测平台通过承重结构4托举分布式预极化场探测设备，包括：承重结构4与橡胶履带5内的车轴6连接，负责托举探测车部件及探测设备等；探测平台3与承重结构4连接为第一发射机、第二发射机、全波接收机、探测线圈等装备提供移动探测平台；探测线圈包括多匝米级发射线圈和多匝米级接收线圈。

参见图2，车载式预极化场磁共振水源探测装置还包括：第一发射机、第二发射机、全波接收机、发射线圈、接收线圈以及参考线圈；第一发射机，通过一第一从控制器15控制功率输出N支路18的并联在发射线圈10上产生远大于地球磁场的预极化场；第二发射机，通过一主控制器20控制桥路输出模块25在发射线圈10上产生拉莫尔频率的交流电，从而使地下水源中的氢质子产生能级跃迁；全波接收机通过接收线圈11和参考线圈12分别采集磁共振信号全和参考噪声；

其中，第一发射机在发射线圈10上产生预极化电流，进一步产生远大于地球磁场的预极化场，包括：第一从控制器15与功率放大器16连接控制驱动模块的输出；功率放大器16与功率输出N支路18的控制端连接，接收第一从控制器15的控制信号控制功率输出N支路18的打开与闭合；并联的功率输出N支路18置于超级电容17和发射线圈10之间，实现大功率预极化电流的输出；均流控制器19与功率输出N支路18连接，保证各个支路上的电流平均；

其中，第二发射机在发射线圈10上产生拉莫尔频率的交流电，进一步产生交变磁场，包括：主控制器20与驱动模块26连接控制驱动模块的输出；电压转换模块22置于宽范围电压输入模块21和储能装置23之间，将电源供给的能量转化并保存在储能装置23中；储能装置23与桥路输出模块25连接为拉莫尔频率交流电的输出提供能量源；驱动模块26与桥路输出模块25的控制端连接，接收主控制器20的控制信号控制桥路输出模块25的打开与闭合；桥路输出模块25置于储能装置23和发射线圈10之间实现大功率拉莫尔频率的交流电输出；报警模块24与桥路输出模块25连接，保护拉莫尔频率交流发射桥路器件安全；

其中，全波接收机中的磁共振信号接收电路通过接收线圈11采集磁共振信号，包括：信号数据接收模块28与所述第二从控制器27和计算机13连接，接收第二从控制器27发出的控制信号，将接收到的磁共振信号转换成数字信号后传输至计算机13；前端匹配模块31输入端连接所述接收线圈11，优化接收线圈11采集到的磁共振信号后输出端依次连接多级滤波模块30和动态增益模块29，对磁共振信号进行滤波和放大；动态增益模块29与所述第二从控制器27和信号数据接收模块28连接，接收第二从控制器27发出的控制信号实现放大倍数的动态控制，将放大后的信号传送至信号数据接收模块28；

其中，全波接收机中的参考噪声接收电路通过参考线圈12采集参考噪声，包括：噪声数据接收模块32与所述第二从控制器27和计算机13连接，接收第二从控制器27发出的控制信号，将接收到的参考噪声转换成数字量后传输至计算机13；匹配网络模块35输入端连接所述参考线圈12，优化参考线圈12采集到的参考噪声后输出端依次连接滤波放大模块34和参考补偿模块33，优化参考噪声与磁共振信号的相关性；参考补偿模块33与所述第二从控制器27和噪声数据接收模块32连接，接收第二从控制器27发出的控制信号实现参考噪声的动态补偿，将补偿后的参考噪声传送至噪声数据接收模块32；

参见图2，车载式预极化场磁共振水源探测装置各个控制单元的控制过程，包括：计算机13与主控器20进行双向通信，配置车载式预极化场分布式预极化场探测设备整体参数；主控制器20分别与第一从控制器15，第二从控制器27双向通信，配置传输参数，同时控制第二发射机中的驱动模块26输出拉莫尔频率的交流电；第一从控制器15控制第一发射机中的功率放大16输出预极化电流；第二从控制器27控制磁共振信号的动态增益模块29和信号数据模块28，将磁共振数据接收信号传回至计算机13；控制参考噪声的参考补偿模块33和噪声数据接收模块32，将参考噪声数据接收至计算机13；非金属履带式探测车位置、速度、状态监测模块14，与计算机13单向通信，将探测车的运行信息实时传送至计算机13；

参见图3，车载式预极化场磁共振探测仪单周期探测的时序图所示：本实施例中，车载式预极化场磁共振探测仪按照给定的时序进行工作，在探测车行驶的时间T₁内，先进行10s的预极化电流的输出，该段时间为T₂，待预极化电流完全结束后，进行40ms的拉莫尔频率的交流电输出，该段时间为T₃，待拉莫尔频率的交流电完全结束后，对地下水源产生的磁共振信号采集5s，该段时间为T₄，其中通过全波接收机参考噪声通道采集的噪声持续时间大致为探测车的行驶时间，该段时间为T₅；

车载式预极化场磁共振水源探测方法，具体包括以下过程：

a、固定发射线圈10、接收线圈11、参考线圈12位置，固定第一发射机、第二发射机、全波接收机位置，连接探测仪器并开机；

b、在计算机上配置车载式预极化场分布式预极化场探测设备整体参数，参考噪声接收电路开始工作，持续采集噪声数据，记录并保存至计算机13；

c、驾驶员选择低速行驶探测方式，用于探测区域内极速找寻测点，非金属履带式探测车位置、速度、状态监测模块14将探测车运行信息实时传送至计算机13；

d、第二发射机中储能装置23进行充电，电压转换22将宽范围电压输入21的能量转换后存放在储能装置23中，等待桥路输出模块25激发；

e、极化过程，第二发射机储能装置23充电完成后，第一从控制器15控制第一发射机中的功率放大器16处于打开状态，超级电容17内的电量经功率输出N支路18在发射线圈上10输出预极化电流，形成预极化场，从而产生大于地球磁场的预极化场对地下水源极化；

f、当结束对发射线圈10的极化后，均流控制器19持续保证各个支路上电流平均的同时，吸收发射线圈10上的剩余能量；

g、激发过程，发射线圈10上的预极化电流绝热关断后，主控制器20控制第二发射机中的驱动模块26处于打开状态，储能装置23中的电量经桥路输出模块25在发射线圈10上输出拉莫尔频率的交流电，形成激发磁场激发地下水源，报警模块24持续保护桥路输出25路的器件安全，以免出现错误时烧毁仪器；

h、磁共振信号采集，磁共振信号全波接收电路通过接收线圈11采集磁共振信号，该信号经过多级滤波模块30，并由第二从控制器27控制动态增益模块29处理后传送至计算机13。

i、重复所述步骤d到步骤g，储能装置23的预设充电电压值恒定，探测车行驶过程中持续探测被测区，分析每次获取的磁共振信号，结合每个时刻探测车的速度、位置等信息，寻找最佳固定测点。

j、完成低速行驶探测模式后，切换至固定地点探测方式，探测车置于探测地点，储能装置23的预设充电电压值由主控制器20从小到大变化，储能装置23的预设充电电压值最小时，重复所述步骤d到步骤g，进行预设叠加次数的探测，将多次探测到的磁共振信号显示并传送至计算机，得到最小预设充电电压多次测量叠加的信号；

k、主控制器20切换储能装置23的预设充电电压至下一个值，再重复步骤d到步骤g，进行预设叠加次数的探测，将多次探测到的磁共振信号显示并传送至计算机13，得到当前预设充电电压多次测量叠加的信号，直至储能装置23的最大充电电压完成预设叠加次数，完成整个探测点的探测，然后再更换探测点，重复步骤i到步骤j。

l、将所得得到的磁共振信号、参考噪声数据进行解释，得到每个位置地下水源含水量、渗透率等水文地质参数。

本发明提出的车载式预极化场磁共振水源探测装置及探测方法，探测装置采用车载方式的同时，联合预极化电流和拉莫尔频率的交变电流对地下水源进行探测，避免了更换探测地点时频繁铺设线圈的困扰，适用于较大范围的地下水源探测，具有速度快，效率高的优点，同时提高地下水源宏观磁化强度，对探测地点下方进行分层次探测，很大程度上提高信号的初始振幅，实现了城市周边等复杂噪声环境下地下水源探测；

本发明的探测装置及探测方法，使得在进行地下水源探测时，既能节省探测时间，又能获得高质量的探测结果，适应性广、抗干扰能力强，解决了传统磁共振地下水探测方法应用的局限性，本发明将为提高我国的地下水资源勘查能力奠定重要的理论依据，具有良好的推广前景和推广价值，现实意义巨大。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，当不能以此限定本发明实施的范围，凡依本发明所作的等同变化与修饰，都应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.车载式预极化场磁共振水源探测装置，其特征在于，包括分布式预极化场探测设备搭载在履带式探测车上，所述履带式探测车通过在驾驶舱内控制动力装置从而实现橡胶履带探测车的运行方向、速度的改变，履带式探测车承载有非金属探测平台，通过承重结构、探测平台来搭载履带车部件及分布式预极化场探测设备，所述分布式预极化场探测设备包括：

计算机；

第一发射机，通过一从控制器控制在发射线圈上产生远大于地球磁场的预极化场；

第二发射机，通过一主控制器控制输出在发射线圈上产生拉莫尔频率的交流电，使地下水源中的氢质子产生能级跃迁，以及主控器与计算机进行双向通信，通过所述计算机配置分布式预极化场探测设备整体参数；

全波接收机，接收磁共振信号，通过一第二从控制器控制接收到的磁共振信号的动态增益和信号数据，将磁共振信号数据传回至计算机；控制参考噪声的参考补偿和噪声数据，将参考噪声数据传回至计算机；以及

监测模块，检测非金属履带式探测车位置、速度和状态，与计算机单向通信，将履带式探测车的运行信息实时传送至计算机。

2.按照权利要求1所述的探测装置，其特征在于，所述主控制器，分别与第一从控制器，第二从控制器双向通信，配置传输参数，控制第二发射机中的驱动模块，同时输出拉莫尔频率的交流电。

3.按照权利要求1所述的探测装置，其特征在于，所述第一发射机还包括：

功率放大器，与第一从控制器连接，接收第一从控制器控制功率输出；

功率输出N支路，通过控制端接收第一从控制器的控制信号控制打开与闭合，以及所述功率输出N支路采用并联的结构，置于一超级电容和发射线圈之间，实现大功率预极化电流的输出；

均流控制器，调整功率输出N支路上各个功率输出支路上的电流平均分配。

4.根据权利要求1所述的探测装置，其特征在于，所述第二发射机还包括：驱动模块、电压转换模块、宽范围电压输入模块、储能装置、桥路输出模块以及报警模块，其中，

主控制器，与驱动模块连接，控制驱动模块的输出；

电压转换模块，置于宽范围电压输入模块和储能装置之间，将不同幅值的输入电压转化并保存在储能装置中；

储能装置，与桥路输出模块连接，为拉莫尔频率交流电的输出提供能量源；

驱动模块，与桥路输出模块的控制端连接，接收主控制器的控制信号控制桥路输出模块的打开与闭合；

桥路输出模块，置于储能装置和发射线圈之间，实现大功率拉莫尔频率的交流电输出；

报警模块，与桥路输出模块连接，当拉莫尔频率交流发射桥路出现故障时，及时报警，从而避免整个第二发射机烧毁。

5.根据权利要求1所述的探测装置，其特征在于，所述全波接收机，还包括磁共振信号全波接收电路接收磁共振信号，以及参考噪声全波接收电路接收噪声，所述全波接收机将磁共振信号以及噪声传递至计算机。

6.根据权利要求5所述的探测装置，其特征在于，所述磁共振信号全波接收电路包括：

信号数据接收模块，与所述第二从控制器和计算机连接，接收第二从控制器发出的控制信号，将接收到的磁共振信号转换成数字信号后传输至计算机；

前端匹配模块，其输入端连接接收线圈，与接收线圈匹配对采集到的磁共振信号进行优化，其输出端依次连接一多级滤波和一动态增益，对磁共振信号进行滤波和放大；

动态增益模块，与所述第二从控制器和信号数据接收模块连接，接收第二从控制器发出的控制信号实现增益倍数的动态控制，将放大后的信号传送至信号数据接收模块。

7.根据权利要求5所述的探测装置，其特征在于，

所述参考噪声全波接收电路包括：

噪声数据接收模块，与所述第二从控制器和计算机连接，接收第二从控制器发出的控制信号，将接收到的参考噪声转换成数字量后传输至计算机；

匹配网络模块，其输入端连接参考线圈，优化参考线圈采集到的参考噪声，其输出端依次连接一滤波放大和一参考补偿，优化参考噪声与磁共振信号的相关性；

参考补偿模块，与所述第二从控制器和噪声数据接收模块连接，接收第二从控制器发出的控制信号实现参考噪声的动态补偿，将补偿后的参考噪声传送至噪声数据接收模块。

8.车载式预极化场磁共振水源探测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、固定发射线圈、接收线圈、参考线圈位置，固定第一发射机、第二发射机、全波接收机位置，连接探测仪器并开机；

步骤2、在计算机上配置车载式预极化场分布式预极化场探测设备整体参数，参考噪声全波接收电路开始工作，持续采集噪声数据，记录并保存至计算机；

步骤3、根据实际探测区域选择低速行驶探测方式或固定地点探测方式或其联合方式，非金属履带式探测车位置、速度、状态监测模块将探测车运行信息实时传送至计算机；

步骤4、第二发射机对储能装置进行充电，电压转换模块将宽范围的电压输入转换后存放在储能装置中，等待桥路输出模块输出；

步骤5、极化过程，第二发射机储能装置充电完成后，第一发射机在发射线圈上输出预极化电流，产生大于地球磁场的预极化场对地下水源极化；

步骤6、激发过程，发射线圈上的预极化电流绝热关断后，第二发射机在发射线圈上输出拉莫尔频率的交流电激发地下水源；

步骤7、磁共振信号采集，磁共振信号全波接收电路通过接收线圈采集磁共振信号，该信号经过多级滤波，并由第二从控制器控制动态增益处理后传送至计算机。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤5的极化过程包括：第一从控制器控制第一发射机中的功率放大器处于打开状态，超级电容内的电量经功率输出N支路在发射线圈上输出预极化电流，形成预极化场，均流控制持续控制各个支路上的电流平均；

所述步骤6激发过程包括：主控制器控制第二发射机中的驱动模块处于打开状态，储能装置中的电量经桥路输出在发射线圈上输出拉莫尔频率的交流电，形成激发磁场，报警模块持续保护桥路输出的器件安全，发生意外时断电并报警。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，

低速行驶探测方式时，重复所述步骤2到步骤7，储能装置的预设充电电压值恒定，探测车行驶过程中持续探测测区，分析每次获取的磁共振信号，寻找最佳固定测点；

固定地点探测方式时，探测车置于探测地点，储能装置的预设充电电压值由主控制器从小到大变化，储能装置的预设充电电压值最小时，重复所述步骤2到步骤7，进行预设叠加次数的探测，将多次探测到的磁共振信号显示并传送至计算机，得到最小预设充电电压多次测量叠加的信号；主控制器切换储能装置的预设充电电压至下一个值，再重复步骤2到步骤7，进行预设叠加次数的探测，将多次探测到的磁共振信号显示并传送至计算机，得到当前预设充电电压多次测量叠加的信号，直至储能装置的最大充电电压完成预设叠加次数，完成整个探测点的探测，然后再更换探测点，重复固定地点探测方式的探测步骤。