CN117647845A - 一种用于冻土活动层监测的可折叠射频线圈装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于冻土活动层监测的可折叠射频线圈装置,包括核心骨盘、铰链、伸缩支撑架、固定锁扣、以及射频线圈,铰链的两端分别与核心骨盘以及伸缩支撑架固定连接,固定锁扣设置在伸缩支撑架上,固定锁扣上设置有线圈卡扣,射频线圈与核心骨盘共圆心,射频线圈与线圈卡扣连接;本发明整体重量不超过20kg,轻巧易用,可提高实验效率,减少铺设与收回时间,减少人力成本,占用体积小,方便携带与收纳;能够根据不同的实验要求,设置不同参数的线圈,具有很强的灵活性和兼容性;实现参考线圈与探测线圈同心圆结构,有效消除环境噪声。
Description
技术领域
本发明属于地面核磁共振仪器技术领域,具体涉及一种用于冻土活动层监测的可折叠射频线圈装置,适用于在地面核磁共振系统中实现地面核磁共振系统射频线圈的快速布线与回收。
背景技术
全球变暖的背景下,冻土作为冰冻圈的重要组成部分,广泛覆盖在全球陆地表面,对气候的变化尤为敏感,其中冻土活动层厚度作为反映冻土稳定性的重要指标,活动层会在夏季融化、冬季冻结,并且覆盖于多年冻土层之上的表层土层,是多年冻土区的主要特征。近年来,随着多年冻土的退化,活动层厚度不断增加,活动层中由地下冰所融化的水分会流向土壤的更深处,从而对地表植被生长产生影响,同时活动层中封存有丰富的有机碳,伴随着冻土层中地下冰的不断融化和有机碳的微生物加速分解,含碳的气体会进一步释放,从而加剧温室效应,因此监测冻土活动层厚度变化刻不容缓。
传统冻土活动层监测方式主要有卫星遥感和大地测量法,虽然能够大范围、定期获取冻土的表层参数,但难以有效直接获取冻土内部物理参数,无法有效监测冻土活动层厚度变化。地面核磁共振法是一种能够对地下水进行无损直接探测的地球物理方法,利用此法研制成核磁共振找水仪,核磁共振射频线圈是核磁共振找水仪中激发和采集核磁共振信号的关键部件,通过调节与线圈相连的可调电容器的容值,可以将射频线圈的谐振点调谐至不同核素的共振频率,从而实现观测不同核素磁共振信号的目的。现将此法用于冻土活动层研究领域,探测冻土活动层内部水含量和具体物理参数,通过反演计算得到活动层厚度。
目前商用的核磁共振找水仪器中射频线圈长度与地下水深度呈正比例关系,地下水一般存在于地表下几百米处,相应的线圈长度亦相差无几,其铺设方法主要取决于地形条件和人工铺设,然而,同时冻土活动层一般位于地表以下1~2米范围,使用射频线圈长度较商用仪器轻巧,但是,铺设过程仍采用人工铺设与收回,需要花费较多时间,影响实验效率。此外,线圈布线容易受地形地貌等客观因素影响,不能实现设定形状,相应的线圈电感值较仿真结果存在一定偏差,导致实验效果不佳,浪费实验资源。
利用地面核磁共振法研究冻土活动层采集信号时,由于周围环境的强电磁干扰,获取的冻土活动层内部MRS信号的信噪比较低,严重影响反演解释的准确性和可靠性,需要减小或消除噪声的影响;消除噪声方法有软件方法和硬件方法去除噪声,其中传统硬件消噪采用参考线圈消噪方法,即在探测线圈的周围铺设参考线圈,参考线圈能够吸收一定的随机噪声,然而使用远端参考线圈时,由于随机噪声的空间分布式非均匀的,其噪声相关性也随着距离增加而降低,且与探测线圈相关性低,导致远端参考线圈噪声抑制能力有限。减小参考线圈和探测线圈的距离,能够提高参考线圈与探测线圈之间的相关性,达到增强参考线圈消噪的效果。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的上述问题,提供一种用于冻土活动层监测的可折叠射频线圈装置。
本发明的上述目的通过以下技术手段来实现:
一种用于冻土活动层监测的可折叠射频线圈装置,包括核心骨盘、铰链、伸缩支撑架、固定锁扣、以及射频线圈,核心骨盘为圆盘状,核心骨盘上均匀分布有多条半径线,每条半径线上固定一个铰链,铰链的两端分别为第一固定部和第二固定部,铰链的中部为活动部,铰链的第一固定部与核心骨盘固定连接,铰链的第二固定部与长形的伸缩支撑架的一端固定连接,固定锁扣设置在伸缩支撑架上,固定锁扣上设置有线圈卡扣,射频线圈与核心骨盘共圆心,射频线圈与线圈卡扣连接。
通过调节与如上所述射频线圈连接的伸缩支撑架的数量,调整射频线圈的线圈形状为不同的多边形。
如上所述伸缩支撑架包括第一支撑架、第二支撑架、以及第三支撑架,第二支撑架嵌套在第三支撑架中,第一支撑架嵌套在第二支撑架中,第一支撑架、第二支撑架、以及第三支撑架的侧壁均设置有等间隔的固定孔,铰链的第二固定部与第三支撑架的内端一端固定连接,第三支撑架的外端和第一支撑架的内端均设置有弹簧顶珠,第三支撑架上的弹簧顶珠的弹性珠头可滑入到第二支撑架的固定孔中,第一支撑架上的弹簧顶珠的弹性珠头可滑入到第二支撑架的固定孔中。
如上所述第一支撑架、第二支撑架、以及第三支撑架上均开设有凹槽滑轨,固定锁扣包括外框,线圈卡扣设置在外框的顶部,外框的底部卡设在凹槽滑轨内,外框内部设置导向筒,导向筒一端开口,另一端封闭,导向筒内设置有锁扣滑块,锁扣滑块一端设置有定位杆,另一端通过内部弹簧与导向筒的封闭端内壁相抵,锁扣滑块的侧壁上设置有斜向滑槽,斜向滑槽的底端设置有勾部,斜向滑槽内设置有限位滑块,限位滑块和驱动杆底端连接,驱动杆顶端穿过导向筒和弹性按钮连接,驱动杆底端带动限位滑块沿斜向滑槽滑动到斜向滑槽底端并进入勾部时,带动锁扣滑块向导向筒开口端运动,定位杆穿过外框上设置的定位杆贯通孔并与凹槽滑轨内壁相抵,驱动杆底端带动限位滑块沿斜向滑槽滑动到斜向滑槽顶端时,带动锁扣滑块向导向筒封闭端运动,定位杆脱离与凹槽滑轨内壁的连接。
如上所述弹性按钮包括按钮外壳、按压弹簧、按压杆、以及外支撑柱,按钮外壳底部开口且套接在外支撑柱顶部,外支撑柱开设有贯通顶面和底面的中心贯通孔,按压杆的底端与驱动杆的顶端连接,按压杆的顶端贯穿外支撑柱的中心贯通孔且延伸至与按钮外壳顶部内壁连接,按压杆的顶端套设有按压弹簧,按压弹簧一端与按钮外壳顶部内壁连接,按压弹簧的另一端与外支撑柱的顶部连接。
如上所述核心骨盘上有多个分布圆,分布圆与核心骨盘共圆心,核心骨盘上设置有多个骨盘螺纹孔,骨盘螺纹孔位于分布圆与半径线的交点处,铰链的第一固定部上设置有多个与骨盘螺纹孔大小匹配的骨盘连接孔;伸缩支撑架的一端设置有支撑架螺纹孔,铰链的第二固定部上设置有与支撑架螺纹孔大小匹配的支撑架连接孔。
如上所述射频线圈包括参考线圈和探测线圈;设定完成探测线圈的大小之后,将探测线圈固定在伸缩支撑架上,再将参考线圈固定在探测线圈内侧的伸缩支撑架上;当探测线圈内侧的伸缩支撑架的部分的空间不足以固定参考线圈时,将参考线圈固定在探测线圈外侧的伸缩支撑架上。
本发明相对于现有技术,具有以下有益效果:
(1)、使用本发明的装置可提高实验效率,减少铺设与收回时间,减少人力成本,占用体积小,方便携带与收纳;
(2)、无需改动所需线圈直径和匝间距,同时能够根据不同的实验要求,设置不同参数的线圈,具有很强的灵活性和兼容性;
(3)、实现参考线圈与探测线圈同心圆结构,有效消除环境噪声;
(4)、本发明整体重量不超过20kg,轻巧易用,解决射频线圈铺设时容易受地形地貌等客观因素影响的问题。
附图说明
图1为本发明的射频线圈未安装时展开状态的结构示意图;
图2为本发明的射频线圈未安装时折叠状态的结构示意图;
图3为本发明的铰链与核心骨盘以及伸缩支撑架连接的结构示意图;
图4为本发明的固定锁扣的没有和凹槽滑轨连接状态下的内部结构示意图;
图5为本发明的固定锁扣的与凹槽滑轨连接状态下的内部结构示意图;
图6为本发明的冻土活动层监测系统实现框图;
图7为本发明的H桥逆变电路与配谐电容箱、匹配电容箱、探测线圈、以及参考线圈之间连接的电路结构示意图;
图8为本发明的核心骨盘、铰链、以及伸缩支撑架连接的放大结构示意图;
图9为本发明的第一支撑架、第二支撑架、以及第三支撑架均伸展开后的结构示意图;
图10为本发明的射频线圈安装后的结构示意图;
图11为本发明的固定锁扣的结构示意图;
图12为本发明的伸缩支撑架的弹簧顶珠的结构示意图;
图13为本发明的弹性按钮的结构示意图;
附图标记和对应的部件名称:
1—铰链;2—核心骨盘;3—伸缩支撑架;4—固定锁扣;5—射频线圈;6—骨盘螺纹孔;7—定位杆;8—弹性按钮;9—内部弹簧;10—线圈卡扣;11—定位杆贯通孔;12—H桥逆变电路;13—配谐电容箱;14—凹槽滑轨;15—驱动杆;16—锁扣滑块;17—外框;18—斜向滑槽;19—限位滑块;20—固定孔;21—导向筒;22—匹配电容箱;23—探测线圈;24—参考线圈;25—第一支撑架;26—第二支撑架;27—第三支撑架;28—弹簧顶珠;29—勾部;30—按钮外壳;31—按压弹簧;32—按压杆;33—外支撑柱;34—安装套。
具体实施方式
为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明,下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述,此处所描述的实施例仅用于说明和解释本发明,并非是对本发明的限制。
实施例
一种用于冻土活动层监测的可折叠射频线圈装置,包括核心骨盘2、铰链1、伸缩支撑架3、固定锁扣4、以及射频线圈5,核心骨盘2为圆盘状,核心骨盘2上均匀分布有多条半径线,每条半径线上固定一个铰链1,铰链1的两端分别为第一固定部和第二固定部,铰链1的中部为活动部,铰链1的第一固定部与核心骨盘2连接,铰链1的第二固定部与长形的伸缩支撑架3的一端连接,固定锁扣4设置在伸缩支撑架3上,固定锁扣4上设置有线圈卡扣10,射频线圈5与核心骨盘2共圆心,射频线圈5与线圈卡扣10连接。
核心骨盘2上有多个分布圆,分布圆与核心骨盘2共圆心,核心骨盘2上设置有多个骨盘螺纹孔6,骨盘螺纹孔6位于分布圆与半径线的交点处,铰链1的第一固定部上设置有多个与骨盘螺纹孔6大小匹配的骨盘连接孔,将螺栓穿过骨盘连接孔并拧入骨盘螺纹孔6,从而将铰链1的第一固定部与核心骨盘2连接;伸缩支撑架3的一端设置有支撑架螺纹孔,铰链1的第二固定部上设置有与支撑架螺纹孔大小匹配的支撑架连接孔,将螺栓穿过支撑架连接孔并拧入支撑架螺纹孔,从而将铰链1的第二固定部与伸缩支撑架3连接。
作为一种实施方案,骨盘螺纹孔6、骨盘连接孔、支撑架螺纹孔、以及支撑架连接孔的直径均为4mm。
核心骨盘2用于固定铰链1,作为一种实施方案,核心骨盘2上有16条半径线,能够固定16个铰链1,核心骨盘2采用铝合金材料制作。
铰链1用于连接核心骨盘2与伸缩支撑架3,铰链1是实现折叠功能的核心部件,通过铰链1活动部将核心骨盘2与伸缩支撑架3之间的夹角折叠为90度(如图2所示),或展开为180度(如图1所示)。
伸缩支撑架3包括第一支撑架25、第二支撑架26、以及第三支撑架27,第二支撑架26嵌套在第三支撑架27中,第二支撑架26可以在第三支撑架27中往复滑动,第一支撑架25嵌套在第二支撑架26中,第一支撑架25可以在第二支撑架26中往复滑动,第一支撑架25、第二支撑架26、以及第三支撑架27的侧壁均设置有等间隔的固定孔20,铰链1的第二固定部与第三支撑架27内端(朝向核心骨盘2一端为内端,远离核心骨盘2一端为外端)固定连接,第三支撑架27的外端和第一支撑架25的内端均设置有弹簧顶珠28,第三支撑架27上的弹簧顶珠28的弹性珠头可滑入到第二支撑架26的固定孔20中,从而将第二支撑架26和第三支撑架27固定,当需要第二支撑架26在第三支撑架27中滑动时,向第三支撑架27的外端拽动第二支撑架26或者向第三支撑架27的内端拽动第二支撑架26,第三支撑架27上的弹簧顶珠28的弹性珠头可从第二支撑架26的固定孔20中滑出,从而使得第二支撑架26在第三支撑架27中滑动;第一支撑架25上的弹簧顶珠28的弹性珠头可滑入到第二支撑架26的固定孔20中,从而将第二支撑架26和第一支撑架25固定,当需要第一支撑架25在第二支撑架26中滑动时,向第二支撑架26的外端拽动第一支撑架25或者向第二支撑架26的内端拽动第一支撑架25,第一支撑架25上的弹簧顶珠28的弹性珠头可从第二支撑架26的固定孔20中滑出,从而使得第一支撑架25在第二支撑架26中滑动。
伸缩支撑架3三级可调,且第一支撑架25、第二支撑架26、以及第三支撑架27均伸展开后的伸缩支撑架3的长度为1.6m。可以根据地形和实验所需射频线圈5的直径大小动态调整伸缩支撑架3的长度。
第一支撑架25、第二支撑架26、以及第三支撑架27上均开设有凹槽滑轨14,固定锁扣4包括外框17,线圈卡扣10设置在外框17的顶部,外框17的底部卡设在凹槽滑轨14内,外框17可以沿着凹槽滑轨14往复滑动且不会脱离凹槽滑轨14,外框17内部设置导向筒21,导向筒21一端开口,另一端封闭,导向筒21内设置有锁扣滑块16,导向筒21对锁扣滑块16有导向作用,锁扣滑块16可在导向筒21中往复滑动,锁扣滑块16一端设置有定位杆7,另一端通过内部弹簧9与导向筒21的封闭端内壁相抵,内部弹簧9处于既不拉伸也未收缩的常态,锁扣滑块16的侧壁上设置有斜向滑槽18,斜向滑槽18的底端设置有勾部29,斜向滑槽18内设置有限位滑块19,限位滑块19可在斜向滑槽18中往复滑动,限位滑块19和驱动杆15底端连接,驱动杆15顶端穿过导向筒21和弹性按钮8连接;
弹性按钮8包括按钮外壳30、按压弹簧31、按压杆32、以及外支撑柱33,按钮外壳30底部开口且套接在外支撑柱33顶部,按钮外壳30可沿外支撑柱33上下滑动,外支撑柱33开设有贯通顶面和底面的中心贯通孔,按压杆32的底端与驱动杆15的顶端连接,按压杆32的顶端贯穿外支撑柱33的中心贯通孔且延伸至与按钮外壳30顶部内壁连接,按压杆32可在外支撑柱33中上下滑动,按压杆32的顶端套设有按压弹簧31,按压弹簧31一端与按钮外壳30顶部内壁连接,按压弹簧31的另一端与外支撑柱33的顶部连接;弹性按钮8通过安装套34设置在外框17的顶部。
当需要将固定锁扣4和凹槽滑轨14内壁连接时,按下弹性按钮8,按压弹簧31被压缩,按压杆32带动驱动杆15移动,驱动杆15底端带动限位滑块19沿斜向滑槽18滑动到斜向滑槽18底端,迫使锁扣滑块16向导向筒21开口端运动,锁扣滑块16的运动会拉伸内部弹簧9,松开弹性按钮8时,由于锁扣滑块16在惯性作用下继续移动,从而使得限位滑块19跨过斜向滑槽18的底端并进入勾部29,定位杆7穿过外框17上设置的定位杆贯通孔11并与凹槽滑轨14内壁相抵;限位滑块19进入勾部29后,限位滑块19被勾部29限制不再移动,从而迫使锁扣滑块16停下,且限位滑块19进入勾部29后,驱动杆15不再移动,从而使得按压杆32固定不动,进而使得按压弹簧31继续处于压缩状态;
再次按下弹性按钮8,驱动杆15底端带动限位滑块19运动到斜向滑槽18的底端;松开弹性按钮8时,锁扣滑块16在内部弹簧9拉伸力的作用下向导向筒21的封闭端运动,从而使得限位滑块19不能再回到勾部29,驱动杆15底端会带动限位滑块19沿斜向滑槽18滑动到斜向滑槽18顶端,锁扣滑块16会运动到与导向筒21的封闭端内壁相抵,内部弹簧9回到常态,同时锁扣滑块16向导向筒21封闭端运动也会使得定位杆7脱离与凹槽滑轨14内壁的连接,且限位滑块19脱离勾部29后,按压杆32在驱动杆15的带动和按压弹簧31的弹力作用下复原,进而使得按压弹簧31复原。
定位杆7端部采用橡胶材料。
伸缩支撑架3可以调节射频线圈5之间匝间距大小,当计算完成射频线圈5的最大直径、最小直径、以及匝间距后,利用固定锁扣4将射频线圈5固定,可以防止射频线圈5的线圈形状发生变化,导致射频线圈5的电感值变化,进而影响实验效果。通常为提高装置便携性,固定锁扣4和伸缩支撑杆3均采用铝合金材料。
本发明可以调节射频线圈5的线圈形状、线圈匝数、以及线圈大小,具体为:
(1)、通过调节与核心骨盘2连接的铰链1的数量或通过选择不同数量的半径线的核心骨盘2来改变每个分布圆上骨盘螺纹孔6的最大数量,从而改变固定在核心骨盘2上的铰链1的最大数量,从而调节伸缩支撑架3的数量,进而调节固定在伸缩支撑架3上的射频线圈5绕成的多边形的边的数量,实现射频线圈5的线圈形状的调整;
(2)、通过控制射频线圈5绕在伸缩支撑架3的圈数来调节射频线圈5的线圈匝数;
(3)、通过射频线圈5绕在伸缩支撑架3上不同的位置,来调节每匝线圈的直径的大小,从而调节整个射频线圈5的大小。
在本实施例中,核心骨盘2上有16条半径线,每个分布圆上有16个骨盘螺纹孔6,最多可以连接16个铰链1,则射频线圈5绕成的最大的多边形为十六边形。
由于射频线圈5的线圈形状与线圈匝数不同,相应的射频线圈5的电感值会随着线圈形状的变化或线圈匝数的变化而变化,从而实现射频线圈5的电感的微调。
射频线圈5包括参考线圈24和探测线圈23;设定完成探测线圈23的大小之后,将探测线圈23固定在伸缩支撑架3上,再将伸缩支撑架3伸展开,使得伸缩支撑架3的长度大于探测线圈23的1倍~2倍,再将参考线圈24固定在探测线圈23内侧的伸缩支撑架3上;当探测线圈23内侧的伸缩支撑架3的空间不足以固定参考线圈24时,将参考线圈24固定在探测线圈23外侧的伸缩支撑架3上。
本发明通过减小参考线圈24和探测线圈23的距离和在探测线圈23内部(或外部)设置参考线圈24,解决参考线圈24铺设距离远问题,提高参考线圈24与探测线圈23之间的相关性,达到增强参考线圈24消噪的效果,且参考线圈24与探测线圈23构成同心圆结构,环境噪声相关性强,能够有效抑制环境噪声,得到冻土活动层内部MRS信号的信噪比较强。参考线圈24与探测线圈23使用材料相同,同时参考线圈24匝数越多,相应的消除噪声效果越好。
匹配电容箱22中设置有多个相同电容值的匹配电容,配谐电容箱13中设置有多个不同电容值的配谐电容,参考线圈24设置在探测线圈23的内部(或外部),探测线圈23、参考线圈24、配谐电容箱13中的一个配谐电容三者并联后的一端与H桥逆变电路12的一个输出端连接,另一端与匹配电容箱22中的一个匹配电容的一端连接,匹配电容的另一端与H桥逆变电路12的另一个输出端连接;配谐电容箱13设置有两根接线,两根接线的一端分别与配谐电容的两端连接,两根接线的另一端分别与探测线圈23和参考线圈24的两端连接,可以通过将两根接线的一端与不同的配谐电容的两端连接,从而将不同的配谐电容与探测线圈23和参考线圈24并联。
根据谐振频率F来选择的配谐电容的大小;谐振频率F基于以下公式:,式中,L为探测线圈23的电感,C为所需的配谐电容的容值;
在本实施例中,匹配电容箱22中的匹配电容的电容值均为0.1μF,配谐电容箱13中的配谐电容的电容值分别为0.5μF,1μF,2μF,4μF,8μF。
探测线圈23与配谐电容并联,通过调节配谐电容的容值,调节工作频率至谐振频率,此时回路处于谐振状态,从而达到最佳发射状态与采集信号状态。参考线圈24设置于探测线圈23内部,以增加噪声信号的相关性,参考线圈24也与配谐电容并联,参考线圈24主要起采集噪声信号的作用。参考线圈24、探测线圈23可同时作用,分别采集噪声信号和核磁共振信号。匹配电容的作用是通过设置适当的死时间,避免发射回路短路损坏器件的发生。通过使用此装置可以实现高效率实验,也能实现双线圈消除信号噪声。
需要指出的是,本发明中所描述的实施例仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的实施例作各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本发明的精神或超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (7)
1.一种用于冻土活动层监测的可折叠射频线圈装置,包括核心骨盘(2),其特征在于,还包括铰链(1)、伸缩支撑架(3)、固定锁扣(4)、以及射频线圈(5),核心骨盘(2)为圆盘状,核心骨盘(2)上均匀分布有多条半径线,每条半径线上固定一个铰链(1),铰链(1)的两端分别为第一固定部和第二固定部,铰链(1)的中部为活动部,铰链(1)的第一固定部与核心骨盘(2)固定连接,铰链(1)的第二固定部与长形的伸缩支撑架(3)的一端固定连接,固定锁扣(4)设置在伸缩支撑架(3)上,固定锁扣(4)上设置有线圈卡扣(10),射频线圈(5)与核心骨盘(2)共圆心,射频线圈(5)与线圈卡扣(10)连接。
2.根据权利要求1所述一种用于冻土活动层监测的可折叠射频线圈装置,其特征在于,通过调节与所述射频线圈(5)连接的伸缩支撑架(3)的数量,调整射频线圈(5)的线圈形状为不同的多边形。
3.根据权利要求1所述一种用于冻土活动层监测的可折叠射频线圈装置,其特征在于,所述伸缩支撑架(3)包括第一支撑架(25)、第二支撑架(26)、以及第三支撑架(27),第二支撑架(26)嵌套在第三支撑架(27)中,第一支撑架(25)嵌套在第二支撑架(26)中,第一支撑架(25)、第二支撑架(26)、以及第三支撑架(27)的侧壁均设置有等间隔的固定孔(20),铰链(1)的第二固定部与第三支撑架(27)的内端固定连接,第三支撑架(27)的外端和第一支撑架(25)的内端均设置有弹簧顶珠(28),第三支撑架(27)上的弹簧顶珠(28)的弹性珠头可滑入到第二支撑架(26)的固定孔(20)中,第一支撑架(25)上的弹簧顶珠(28)的弹性珠头可滑入到第二支撑架(26)的固定孔(20)中。
4.根据权利要求3所述一种用于冻土活动层监测的可折叠射频线圈装置,其特征在于,所述第一支撑架(25)、第二支撑架(26)、以及第三支撑架(27)上均开设有凹槽滑轨(14),固定锁扣(4)包括外框(17),线圈卡扣(10)设置在外框(17)的顶部,外框(17)的底部卡设在凹槽滑轨(14)内,外框(17)内部设置导向筒(21),导向筒(21)一端开口,另一端封闭,导向筒(21)内设置有锁扣滑块(16),锁扣滑块(16)一端设置有定位杆(7),另一端通过内部弹簧(9)与导向筒(21)的封闭端内壁相抵,锁扣滑块(16)的侧壁上设置有斜向滑槽(18),斜向滑槽(18)的底端设置有勾部(29),斜向滑槽(18)内设置有限位滑块(19),限位滑块(19)和驱动杆(15)底端连接,驱动杆(15)顶端穿过导向筒(21)和弹性按钮(8)连接,驱动杆(15)底端带动限位滑块(19)沿斜向滑槽(18)滑动到斜向滑槽(18)底端并进入勾部(29)时,带动锁扣滑块(16)向导向筒(21)开口端运动,定位杆(7)穿过外框(17)上设置的定位杆贯通孔(11)并与凹槽滑轨(14)内壁相抵,驱动杆(15)底端带动限位滑块(19)沿斜向滑槽(18)滑动到斜向滑槽(18)顶端时,带动锁扣滑块(16)向导向筒(21)封闭端运动,定位杆(7)脱离与凹槽滑轨(14)内壁的连接。
5.根据权利要求4所述一种用于冻土活动层监测的可折叠射频线圈装置,其特征在于,所述弹性按钮(8)包括按钮外壳(30)、按压弹簧(31)、按压杆(32)、以及外支撑柱(33),按钮外壳(30)底部开口且套接在外支撑柱(33)顶部,外支撑柱(33)开设有贯通顶面和底面的中心贯通孔,按压杆(32)的底端与驱动杆(15)的顶端连接,按压杆(32)的顶端贯穿外支撑柱(33)的中心贯通孔且延伸至与按钮外壳(30)顶部内壁连接,按压杆(32)的顶端套设有按压弹簧(31),按压弹簧(31)一端与按钮外壳(30)顶部内壁连接,按压弹簧(31)的另一端与外支撑柱(33)的顶部连接。
6.根据权利要求1所述一种用于冻土活动层监测的可折叠射频线圈装置,其特征在于,所述核心骨盘(2)上有多个分布圆,分布圆与核心骨盘(2)共圆心,核心骨盘(2)上设置有多个骨盘螺纹孔(6),骨盘螺纹孔(6)位于分布圆与半径线的交点处,铰链(1)的第一固定部上设置有多个与骨盘螺纹孔(6)大小匹配的骨盘连接孔;伸缩支撑架(3)的一端设置有支撑架螺纹孔,铰链(1)的第二固定部上设置有与支撑架螺纹孔大小匹配的支撑架连接孔。
7.根据权利要求1所述一种用于冻土活动层监测的可折叠射频线圈装置,其特征在于,所述射频线圈(5)包括参考线圈(24)和探测线圈(23);设定完成探测线圈(23)的大小之后,将探测线圈(23)固定在伸缩支撑架(3)上,再将参考线圈(24)固定在探测线圈(23)内侧的伸缩支撑架(3)上;当探测线圈(23)内侧的伸缩支撑架(3)的空间不足以固定参考线圈(24)时,将参考线圈(24)固定在探测线圈(23)外侧的伸缩支撑架(3)上。
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Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2191676A1 (en) * | 1995-12-01 | 1997-06-02 | Andre Orban | Induction Logging Sonde Including a Folded Array Apparatus Having a Plurality of Cowound Receiver Coils and Bucking Coils |
US7446532B1 (en) * | 2007-07-18 | 2008-11-04 | Varian, Inc. | Arched saddle-shaped NMR RF coils |
CN103412341A (zh) * | 2013-08-22 | 2013-11-27 | 吉林大学 | 冷线圈核磁共振地下水探测装置及探测方法 |
CA2840311A1 (en) * | 2013-08-13 | 2015-02-13 | Geonics Limited | Dual coil for electromagnetic sounding of layered earth |
US20170343625A1 (en) * | 2016-05-31 | 2017-11-30 | General Electric Company | Foldable coil array |
US20190154775A1 (en) * | 2017-11-22 | 2019-05-23 | General Electric Company | Flexible radio frequency coil array with detachable straps for mr imaging |
CN110376653A (zh) * | 2019-07-31 | 2019-10-25 | 山东大学 | 适用于隧道及路面的折叠式瞬变电磁探测装置及方法 |
CN217332887U (zh) * | 2022-05-17 | 2022-08-30 | 中铁上海设计院集团有限公司 | 一种用于多匝小回线瞬变电磁法的探测辅助支架 |
CN115576018A (zh) * | 2022-10-13 | 2023-01-06 | 水利部长江勘测技术研究所 | 一种线圈形态及匝数可变的瞬变电磁装置及其方法 |
WO2023092700A1 (zh) * | 2021-11-23 | 2023-06-01 | 深圳先进技术研究院 | 双核射频线圈系统 |
CN116242870A (zh) * | 2023-01-03 | 2023-06-09 | 中国科学院西北生态环境资源研究院 | 土体冻融水分迁移动态在线测量系统 |
-
2024
- 2024-01-29 CN CN202410120002.8A patent/CN117647845B/zh active Active
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2191676A1 (en) * | 1995-12-01 | 1997-06-02 | Andre Orban | Induction Logging Sonde Including a Folded Array Apparatus Having a Plurality of Cowound Receiver Coils and Bucking Coils |
US7446532B1 (en) * | 2007-07-18 | 2008-11-04 | Varian, Inc. | Arched saddle-shaped NMR RF coils |
CA2840311A1 (en) * | 2013-08-13 | 2015-02-13 | Geonics Limited | Dual coil for electromagnetic sounding of layered earth |
CN103412341A (zh) * | 2013-08-22 | 2013-11-27 | 吉林大学 | 冷线圈核磁共振地下水探测装置及探测方法 |
US20170343625A1 (en) * | 2016-05-31 | 2017-11-30 | General Electric Company | Foldable coil array |
US20190154775A1 (en) * | 2017-11-22 | 2019-05-23 | General Electric Company | Flexible radio frequency coil array with detachable straps for mr imaging |
CN110376653A (zh) * | 2019-07-31 | 2019-10-25 | 山东大学 | 适用于隧道及路面的折叠式瞬变电磁探测装置及方法 |
WO2023092700A1 (zh) * | 2021-11-23 | 2023-06-01 | 深圳先进技术研究院 | 双核射频线圈系统 |
CN217332887U (zh) * | 2022-05-17 | 2022-08-30 | 中铁上海设计院集团有限公司 | 一种用于多匝小回线瞬变电磁法的探测辅助支架 |
CN115576018A (zh) * | 2022-10-13 | 2023-01-06 | 水利部长江勘测技术研究所 | 一种线圈形态及匝数可变的瞬变电磁装置及其方法 |
CN116242870A (zh) * | 2023-01-03 | 2023-06-09 | 中国科学院西北生态环境资源研究院 | 土体冻融水分迁移动态在线测量系统 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
冯涛 等: "低场核磁共振短死时间射频线圈与射频开关的设计", 《波谱学杂志》, vol. 38, no. 1, 31 March 2021 (2021-03-31), pages 1 - 11 * |
张春兰 等: "折叠变形磁刺激圆形线圈空间磁场分析", 郑州大学学报(工学版), vol. 37, no. 03, 3 June 2016 (2016-06-03), pages 95 - 99 * |
籍勇亮 等: "单边核磁共振仪中射频线圈的优化", 电工电能新技术, vol. 34, no. 09, 15 September 2015 (2015-09-15), pages 78 - 83 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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