CN109884718A - 一种有效降低死区时间的磁共振探水装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于地球物理勘探设备领域，涉及一种有效降低死区时间的磁共振探水装置及方法，该装置包括：发射线圈，用于交流脉冲激发；补偿线圈，与发射线圈中心相同，位于发射线圈覆盖区域内部，与所述发射线圈电流大小相等，产生方向相反的感应磁场；接收线圈，也与发射线圈中心相同，位于补偿线圈覆盖的区域内，发射装置，用于控制发射线圈交流脉冲激发；接收装置，接收来自接收线圈的信号。本发明采用补偿线圈来消除发射对接收的耦合影响，可以有效降低死区时间，根据磁共振弛豫衰减特性，有效提高采集信号的幅度，从源端改善了信噪比。

Description

一种有效降低死区时间的磁共振探水装置及方法

技术领域

本发明涉及地球物理勘探设备领域，具体而言，涉及一种有效降低死区时间的磁共振探水装置及方法。

背景技术

地面磁共振技术(Magnetic Resonance Sounding，MRS)是一种基于核磁共振理论的非入侵式地下水探测的地球物理新方法，现已广泛应用在矿井隧道的水源性地质灾害探测中。它的基本工作过程是首先通过发射线圈发射交流脉冲激发水中的氢质子，撤掉激发脉冲后氢质子向低能级跃迁产生自由感应衰减(Free Induction Decay，FID)信号，然后接收装置将接收线圈探测到的信号进行一系列处理形成可识别的信息。

传统核磁共振探测仪器采用重叠回线的方式进行探测，即发射线圈与接收线圈互相重叠，发射结束后采用硬关断撤掉激发脉冲。在进行交流激发脉冲发射时，会在接收线圈内产生感应能量，从而导致发射结束到信号开始采集需间隔一段时间用于释放接收线圈中的感应能量，这段时间为死区时间(也叫能释时间)。另外，传统工作模式为了防止在发射期间发射谐振电压(可达到kV级)耦合到接收系统，烧毁接收系统，采用高压继电器保护接收电路，等发射完全关断后，继电器吸合、抖动也会引起一段死区时间。如图1所示，t₁为交流脉冲发射时间；t₂为整体死区时间，在此期间的信号为损失的有效信号；t₃为信号采集时间，该时间内的信号为实际采集到的信号；t₄为FID信号实际存在时间，由激发脉冲的时间和强度决定，且有t₄＝t₂+t₃。由于地下水中的氢质子在激发脉冲结束后立即开始释放能量，即在死区时间t₂内已有有效FID信号产生，且FID信号按指数衰减，因此在死区时间结束后进行探测会损失较强的信号，且死区时间越长，信号损失越严重，导致实际测量的信噪比低，影响探测效果。

在重叠回线模式下，接收线圈大小受发射线圈制约，一般为固定值，因此探测的灵敏度由接收线圈匝数决定，匝数越多，探测灵敏度越高，但在尺寸固定情况下，线圈匝数越多，电感量越大，存储的感应能量越多，死区时间越长是。尤其在矿井隧道的水源性地质灾害探测中，受空间限制无法铺设大线圈，一般接收线圈为边长2-6m的方形线圈，为了能够检测到nV级的磁共振信号，只能同过增加接收线圈匝数的方式，进而导致更长的死区时间，因此现有核磁仪器难以做到二者兼顾。

李同公开了一篇用于地面磁共振早期信号检测及频域分段噪声消减方法研究[D].吉林大学，2015，一定程度上减弱了发射线圈激发时对接收线圈的影响，减小了死区时间，但所提方法仅减弱了影响效果，仍有信号损失，未达到完全抵消发射线圈产生的磁场影响的目的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种有效降低死区时间的磁共振探水装置,解决发射线圈激发时对接收线圈的影响。

另一方面，本发明提供一种有效降低死区时间的磁共振探水方法。

本发明是这样实现的，

一种有效降低死区时间的磁共振探水装置，其特征在于，该装置包括：

发射线圈，用于交流脉冲激发；

补偿线圈，与发射线圈级联，位于发射线圈内部，与所述发射线圈通入同一电流，绕制方式与发射线圈相反，在接收线圈中产生与发射线圈方向相反的感应磁场；

接收线圈，与发射线圈中心相同，位于补偿线圈内部，

发射装置，用于控制发射线圈交流脉冲激发；

接收装置，接收来自接收线圈的信号。

进一步地，所述补偿线圈、与发射线圈满足：

进而使得发射线圈与补偿线圈在接收线圈中产生方向的感应磁场互相抵消，消除耦合影响，其中，N₁为发射线圈的匝数，I₁为发射线圈的电流，R₁为发射线圈的半径，N₂为补偿线圈的匝数，I₂为补偿线圈的电流，补偿线圈与发射线圈级联，I₁和I₂为同一电流，I₁＝I₂，R₂为补偿线圈的半径。

进一步地，补偿线圈、接收线圈以及发射线圈共中心设置，半径满足：其中r为接收线圈的半径，补偿线圈的半径R₂小于发射线圈半径R₁的1/5，防止补偿线圈影响发射线圈对地下水的有效激发；补偿线圈的半径R₂大于接收线圈半径r，才能产生于发射相反的磁场。

进一步地，所述装置还包括：至少一个参考线圈，所述参考线圈与发射线圈之间距离d与发射线圈直径相同。

进一步地，所述发射装置用于控制发射线圈交流脉冲激发，包括：主控模块，蓄电池，DC-DC变换器模块，储能电容模块以及H桥斩波模块，

主控模块，与PC上位机进行交互，控制DC-DC变换模块使用蓄电池为储能电容模块充电，同时接收DC-DC变换模块回传的数据，监控充电过程；

主控模块，还用于控制H桥斩波模块进行交流脉冲发射；

主控模块，还用于通过信号线将同步信号传送至接收装置；

蓄电池，用于为储能电容提供能量；

DC-DC变换模块，用于调控蓄电池到储能电容模块间的能量传递；

储能电容模块，用于提供发射时所需的能量；

H桥斩波模块，用于将储能电容模块中的能量转换成交流脉冲信号作用在发射线圈上，从而激发地下水中氢质子。

进一步地，所述接收装置包括：

AD采集卡，用于模数转换，将初步处理后的模拟信号转换成数字信号，并将传送至PC上位机；

第一匹配网络，由匹配电容和LC带通滤波器构成，用于接收线圈的阻抗匹配以提高信号幅度同时压制噪声；

第一滤波放大模块，将第一匹配网络的信号初步处理传递至AD采集卡。

进一步地，所述接收装置包括：所述接收装置包括：

第二匹配网络和第三匹配网络，分别由匹配电容和LC带通滤波器构成，用于参考线圈的阻抗匹配以提高信号幅度同时压制噪声；

第二滤波放大模块以及第三滤波放大模块，分别对应第一匹配网络和第二匹配网络将第一匹配网络和第二匹配网络的信号初步处理传递至AD采集卡。

一种有效降低死区时间的磁共振探水方法，包括：

通过发射装置经由发射线圈以交流脉冲的形式通过发射线圈向外激发，使水中氢质子发生能级跃迁；

通过在发射线圈中心相同，位于发射线圈覆盖区域内部设置补偿线圈与发射线圈同时工作，产生方向相反的感应磁场；

通过在补偿线圈覆盖的区域内设置接收线圈，使得接收线圈所在区域具有发射线圈与补偿线圈产生的磁场的叠加，消除接收线圈中的感应能量。

进一步地，所述补偿线圈与所述发射线圈串联，所述补偿线圈、与发射线圈满足：其中，N₁为发射线圈的匝数，R₁为发射线圈的半径，N₂为补偿线圈的匝数，R₂为补偿线圈的半径，I₁为发射线圈的电流，I₂为补偿线圈的电流；补偿线圈、接收线圈以及发射线圈的半径满足：其中r为接收线圈的半径。

进一步地，所述方法具体包括：

a、确定线圈规格并铺设线圈；根据实际探测需要，计算发射线圈、补偿线圈、接收线圈及参考线圈的参数，应满足：

其中，N₁为发射线圈的匝数，I₁为发射线圈的电流，R₁为发射线圈的半径，N₂为补偿线圈的匝数，I₂为补偿线圈的电流，由于发射线圈与补偿线圈级联，I₁＝I₂，R₂为补偿线圈的半径。为了降低补偿线圈产生的磁场对地下水的激发效果，以及能够消除发射对接收的耦合影响，应满足：

r为接收线圈的半径，发射线圈有四种规格，分别为：1m(20匝)，2m(12匝)，4m(10匝)，6m(5匝)，接收线圈有两种规格，分别为：5cm(10000匝)，10cm(5000匝)，两个参考线圈和发射线圈之间距离d与发射线圈直径相同。

b、参数设置：PC上位机通过串口向主控模块发送系统参数及工作指令；

c、噪声采集：发射装置开始工作前，主控模块向AD采集卡发送同步信号，AD采集卡同时采集经过参考线圈、第二匹配网络和第二滤波放大模块回传的噪声数据以及经过参考线圈、第三匹配网络和第三滤波放大模块回传的噪声数据并发送至PC上位机，采集到的噪声信号用于后期消噪处理。

d、储能电容充电：主控模块根据接收到的数据和指令控制DC-DC变换器模块工作，为储能电容模块充电；

e、发射激发脉冲：主控模块控制H桥斩波模块将储能电容模块中的能量以交流脉冲的形式通过发射线圈向外激发，使水中氢质子发生能级跃迁，此时补偿线圈与发射线圈同时工作，产生方向相反的感应磁场，消除接收线圈中的感应能量，避免出现死区时间；

f、信号采集：撤去激发脉冲后，接收线圈感应到FID信号，同时主控模块向AD采集卡发送同步信号，AD采集卡采集经由第一匹配网络和第一滤波放大模块处理后的FID信号，将其转换成数字信号并上传至PC上位机；

g、等待进入下一次工作循环：参数设置、噪声采集、储能电容充电、发射激发脉冲、信号采集，直至探测结束。

本发明与现有技术相比，有益效果在于：

(1)本发明利用基于小接收线圈的共中心方式代替了传统的重叠回线方式，可实现小尺寸接收线圈的传感器更容易设计，可以通过对匝数、线径、尺寸等参数的优化设计来提高检测灵敏度；

(2)本发明采用补偿线圈来消除发射对接收的耦合影响，可以从根本上消除死区时间，根据磁共振弛豫衰减特性，有效提高采集信号的幅度，从源端改善了信噪比；

(3)本发明采用带补偿线圈的共中心磁共振探水方法，避免了传统基于重叠回线的继电器开关，消除了由继电器吸合、抖动引起的死区时间，进一步提高了信号的幅度；

(4)本发明装置结构设计简单，操作方便，尤其适用于需要铺设多匝小线圈、等效电感量大、死区时间长的矿井隧道灾害水源的超前探测。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1为现有技术中MRS信号示意图；

图2为本发明实施例提供的核磁共振系统结构及线圈铺设示意图。

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。

如图2所示，一种有效降低死区时间的磁共振探水装置，用于核磁共振探测系统，该装置包括：PC上位机，发射装置，接收装置，发射线圈、补偿线圈，接收线圈以及两个参考线圈。在本实施例中，发射线圈、补偿线圈，接收线圈设置为圆形，也可以为方形以及其他的形状，并不做限制。

其中，发射装置包括主控模块，蓄电池，DC-DC变换器模块，储能电容模块以及H桥斩波模块。

PC上位机1，进行人机交互，工作人员通过PC上位机1向主控模块2发送系统参数以及控制指令，并显示系统工作状态，存储采集到的有效数据；

主控模块2，与PC上位机进行交互，控制DC-DC变换模块4使用蓄电池3为储能电容模块5充电，同时接收DC-DC变换模块4回传的数据，从而监控充电过程；

主控模块2，控制H桥斩波模块6进行交流脉冲发射；

主控模块2，通过信号线将同步信号传送至AD采集卡13，控制AD采集卡13进行模数转换；

蓄电池3，用于为储能电容提供能量；

DC-DC变换模块4，用于调控蓄电池3到储能电容模块5间的能量传递；

储能电容模块5，用于提供发射时所需的能量；

H桥斩波模块6，用于将储能电容模块5中的能量转换成交流脉冲信号作用在发射线圈14上，从而激发地下水中氢质子。

接收装置包括AD采集卡，滤波放大模块以及匹配网络；具体地包括：

第一匹配网络7，由匹配电容和LC带通滤波器构成，用于接收线圈16的阻抗匹配以提高信号幅度同时压制噪声；

第二匹配网络9、第三匹配网络11，与第一匹配网络7结构相同，分别用于参考线圈17和参考线圈18的阻抗匹配；

第一滤波放大模块8、第二滤波放大模块10、第三滤波放大模块12结构相同，用于各个通道的信号初步处理，包括多级放大和滤波；

AD采集卡13，用于模数转换，将初步处理后的模拟信号转换成数字信号，并将传送至PC上位机1。

发射线圈14，用于交流脉冲激发；

补偿线圈15，与发射线圈14相连，铺设在发射线圈14与接收线圈16之间靠近接收线圈16处，该线圈产生的磁场能够减小甚至完全消除接收线圈16中的感应能量；

接收线圈16，以双绞线形式缠绕，用于接收FID信号；

参考线圈(17、18)，与接收线圈16尺寸及匝数等结构完全相同，均放置于距发射线圈14距离d处，用于噪声采集，为后续消噪提供参考。

根据实际探测需要，计算发射线圈、补偿线圈、接收线圈及参考线圈的参数，应满足：

其中，N₁为发射线圈14的匝数，I₁为发射线圈的电流，R₁为发射线圈的半径，N₂为补偿线圈的匝数，I₂为补偿线圈的电流，由于发射线圈与补偿线圈级联，I₁＝I₂，R₂为补偿线圈的半径。为了降低补偿线圈产生的磁场对地下水的激发效果，以及能够消除发射对接收的耦合影响，应满足：

r为接收线圈的半径，发射线圈有四种规格，分别为：1m(20匝)，2m(12匝)，4m(10匝)，6m(5匝)，接收线圈有两种规格，分别为：5cm(10000匝)，10cm(5000匝)，两个参考线圈和发射线圈之间距离d与发射线圈直径相同。发射线圈、补偿线圈以及接收线圈均为圆形满足上述的要求，三者共中心放置。

一种有效降低死区时间的磁共振探水方法，包括：

通过发射装置经由发射线圈以交流脉冲的形式通过发射线圈向外激发，使水中氢质子发生能级跃迁；

通过在发射线圈中心相同，位于发射线圈覆盖区域内部设置补偿线圈与发射线圈同时工作，产生方向相反的感应磁场；

通过在补偿线圈覆盖的区域内设置接收线圈，使得接收线圈所在区域具有发射线圈与补偿线圈产生的磁场的叠加，消除接收线圈中的感应能量。

具体地包括如下的步骤：

a、确定线圈规格并铺设线圈；

b、参数设置：PC上位机1通过串口向主控模块发送系统参数及工作指令；

c、噪声采集：发射装置开始工作前，主控模块2向AD采集卡13发送同步信号，AD采集卡13同时采集经过参考线圈17、第二匹配网络9和第二滤波放大模块10回传的噪声数据以及经过参考线圈18、第三匹配网络11和第三滤波放大模块12回传的噪声数据并发送至PC上位机1，采集到的噪声信号用于后期消噪处理。

d、储能电容充电：主控模块2根据接收到的数据和指令控制DC-DC变换器模块4工作，为储能电容模块5充电；

e、发射激发脉冲：主控模块2控制H桥斩波模块6将储能电容模块5中的能量以交流脉冲的形式通过发射线圈14向外激发，使水中氢质子发生能级跃迁。此时补偿线圈15与发射线圈14同时工作，产生方向相反的感应磁场。如图2所示，当发射线圈14中的电流为逆时针时，在接收线圈16所在区域内产生的磁场为B₀，补偿线圈15与发射线圈14相连，因此补偿线圈15中的电流方向为顺时针，在接收线圈16所在区域内产生的磁场为B₁，由于补偿线圈15的匝数与发射线圈14不同，因此能够保证B₀与B₁在接收线圈16处大小相同，方向相反，从而消除接收线圈16中的感应能量，避免出现死区时间。

f、信号采集：撤去激发脉冲后，接收线圈16感应到FID信号，同时主控模块2向AD采集卡13发送同步信号，AD采集卡采集经由第一匹配网络7和第一滤波放大模块8处理后的FID信号，将其转换成数字信号并上传至PC上位机1。

g、等待进入下一次工作循环：参数设置、噪声采集、储能电容充电、发射激发脉冲、信号采集，直至探测结束。

实施例

现根据实际探测空间大小确定发射线圈14规格为2m(12匝)，根据探测灵敏度要求确定探测所用接收线圈16规格为10cm(5000匝)，实际探测具体实施步骤如下：

a、确定线圈规格并铺设线圈：计算补偿及参考线圈的参数，应满足：

其中，发射线圈14匝数N₁＝12，发射线圈14半径R₁＝2，发射线圈14电流与补偿线圈15电流相等，即：I₁＝I₂，R₂为补偿线圈15匝数，N₂为补偿线圈15匝数。因此：

为了保证补偿线圈产生的磁场对发射线圈14无影响，应满足：

即：0.1<R₂<0.4，0.6<N₂<2.4

N₂为补偿线圈15匝数，应为正整数，因此参考线圈17、18有两种规格可选：0.17m(1匝)，0.33m(2匝)。

参考线圈17、18和发射线圈14之间距离d与发射线圈14半径相同，即d＝2m；

b、参数设置：PC上位机1通过串口向主控模块发送系统参数及工作指令；

c、噪声采集：发射装置开始工作前，主控模块2向AD采集卡13发送同步信号，AD采集卡13同时采集经过参考线圈17、第二匹配网络9和第二滤波放大模块10回传的噪声数据以及经过参考线圈18、第三匹配网络11和第三滤波放大模块12回传的噪声数据并发送至PC上位机1，采集到的噪声信号用于后期消噪处理。

d、储能电容充电：主控模块2根据接收到的数据和指令控制DC-DC变换器模块4工作，为储能电容模块5充电；

e、发射激发脉冲：主控模块2控制H桥斩波模块6将储能电容模块5中的能量以交流脉冲的形式通过发射线圈14向外激发，使水中氢质子发生能级跃迁。此时补偿线圈15与发射线圈14同时工作，产生方向相反的感应磁场。如图2所示，当发射线圈14中的电流为逆时针时，在接收线圈16所在区域内产生的磁场为B₀，补偿线圈15与发射线圈14相连，因此补偿线圈15中的电流方向为顺时针，在接收线圈16所在区域内产生的磁场为B₁，由于补偿线圈15的匝数与发射线圈14不同，因此能够保证B₀与B₁在接收线圈16处大小相同，方向相反，从而消除接收线圈16中的感应能量，避免出现死区时间。

f、信号采集：撤去激发脉冲后，接收线圈16感应到FID信号，同时主控模块2向AD采集卡13发送同步信号，AD采集卡采集经由第一匹配网络7和第一滤波放大模块8处理后的FID信号，将其转换成数字信号并上传至PC上位机1。

g、等待进入下一次工作循环：参数设置、噪声采集、储能电容充电、发射激发脉冲、信号采集，直至探测结束。

最后，采集结束后，后级对数据分析，结果表明有效采集时间提早到2ms，有效提高了信噪比，且各模块稳定可靠工作，该实施例验证了本发明的有效性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种有效降低死区时间的磁共振探水装置，其特征在于，该装置包括：

发射线圈，用于交流脉冲激发；

补偿线圈，与发射线圈级联，位于发射线圈内部，与所述发射线圈通入同一电流，绕制方式与发射线圈相反，在接收线圈中产生与发射线圈方向相反的感应磁场；

接收线圈，与发射线圈中心相同，位于补偿线圈内部，

发射装置，用于控制发射线圈交流脉冲激发；

接收装置，接收来自接收线圈的信号。

2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，所述补偿线圈、与发射线圈满足：

进而使得发射线圈与补偿线圈在接收线圈中产生方向的感应磁场互相抵消，消除耦合影响，其中，N₁为发射线圈的匝数，I₁为发射线圈的电流，R₁为发射线圈的半径，N₂为补偿线圈的匝数，I₂为补偿线圈的电流，补偿线圈与发射线圈级联，I₁和I₂为同一电流，I₁＝I₂，R₂为补偿线圈的半径。

3.按照权利要求1或2所述的装置，其特征在于，补偿线圈、接收线圈以及发射线圈共中心设置，半径满足：其中r为接收线圈的半径，补偿线圈的半径R₂小于发射线圈半径R₁的1/5，防止补偿线圈影响发射线圈对地下水的有效激发；补偿线圈的半径R₂大于接收线圈半径r，才能产生于发射相反的磁场。

4.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：至少一个参考线圈，所述参考线圈与发射线圈之间距离d与发射线圈直径相同。

5.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，所述发射装置用于控制发射线圈交流脉冲激发，包括：主控模块，蓄电池，DC-DC变换器模块，储能电容模块以及H桥斩波模块，

主控模块，与PC上位机进行交互，控制DC-DC变换模块使用蓄电池为储能电容模块充电，同时接收DC-DC变换模块回传的数据，监控充电过程；

主控模块，还用于控制H桥斩波模块进行交流脉冲发射；

主控模块，还用于通过信号线将同步信号传送至接收装置；

蓄电池，用于为储能电容提供能量；

DC-DC变换模块，用于调控蓄电池到储能电容模块间的能量传递；

储能电容模块，用于提供发射时所需的能量；

H桥斩波模块，用于将储能电容模块中的能量转换成交流脉冲信号作用在发射线圈上，从而激发地下水中氢质子。

6.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，所述接收装置包括：

AD采集卡，用于模数转换，将初步处理后的模拟信号转换成数字信号，并将传送至PC上位机；

第一匹配网络，由匹配电容和LC带通滤波器构成，用于接收线圈的阻抗匹配以提高信号幅度同时压制噪声；

第一滤波放大模块，将第一匹配网络的信号初步处理传递至AD采集卡。

7.按照权利要求6所述的装置，其特征在于，所述接收装置包括：所述接收装置包括：

第二匹配网络和第三匹配网络，分别由匹配电容和LC带通滤波器构成，用于参考线圈的阻抗匹配以提高信号幅度同时压制噪声；

第二滤波放大模块以及第三滤波放大模块，分别对应第一匹配网络和第二匹配网络将第一匹配网络和第二匹配网络的信号初步处理传递至AD采集卡。

8.一种有效降低死区时间的磁共振探水方法，其特征在于，包括：

通过发射装置经由发射线圈以交流脉冲的形式通过发射线圈向外激发，使水中氢质子发生能级跃迁；

通过在发射线圈中心相同，位于发射线圈覆盖区域内部设置补偿线圈与发射线圈同时工作，产生方向相反的感应磁场；

通过在补偿线圈覆盖的区域内设置接收线圈，使得接收线圈所在区域具有发射线圈与补偿线圈产生的磁场的叠加，消除接收线圈中的感应能量。

9.按照权利要求8所述的方法，其特征在于，所述补偿线圈与所述发射线圈串联，所述补偿线圈、与发射线圈满足：其中，N₁为发射线圈的匝数，R₁为发射线圈的半径，N₂为补偿线圈的匝数，R₂为补偿线圈的半径，I₁为发射线圈的电流，I₂为补偿线圈的电流；补偿线圈、接收线圈以及发射线圈的半径满足：其中r为接收线圈的半径。

10.按照权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法具体包括：

a、确定线圈规格并铺设线圈；

b、参数设置：PC上位机通过串口向主控模块发送系统参数及工作指令；

c、噪声采集：发射装置开始工作前，主控模块向AD采集卡发送同步信号，AD采集卡同时采集经过参考线圈、第二匹配网络和第二滤波放大模块回传的噪声数据以及经过参考线圈、第三匹配网络和第三滤波放大模块回传的噪声数据并发送至PC上位机，采集到的噪声信号用于后期消噪处理。

d、储能电容充电：主控模块根据接收到的数据和指令控制DC-DC变换器模块工作，为储能电容模块充电；

e、发射激发脉冲：主控模块控制H桥斩波模块将储能电容模块中的能量以交流脉冲的形式通过发射线圈向外激发，使水中氢质子发生能级跃迁，此时补偿线圈与发射线圈同时工作，产生方向相反的感应磁场，消除接收线圈中的感应能量，避免出现死区时间；

f、信号采集：撤去激发脉冲后，接收线圈感应到FID信号，同时主控模块向AD采集卡发送同步信号，AD采集卡采集经由第一匹配网络和第一滤波放大模块处理后的FID信号，将其转换成数字信号并上传至PC上位机；

g、等待进入下一次工作循环：参数设置、噪声采集、储能电容充电、发射激发脉冲、信号采集，直至探测结束。