浅层地面磁共振匀场预极化线圈多源探测阵列研究

作     者：林婷婷 赵汗青 安芷毓 常天琦 LIN TingTing;ZHAO HanQing;AN ZhiYu;CHANG TianQi

作者机构：地球信息探测仪器教育部重点实验室长春130061 吉林大学仪器科学与电气工程学院长春130061 

出 版 物：《地球物理学报》 (Chinese Journal of Geophysics)

年 卷 期：2024年第67卷第12期

页      面：4535-4543页

核心收录：

学科分类：081801[工学-矿产普查与勘探] 081802[工学-地球探测与信息技术] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(U21A2020) 国家自然科学基金重点项目(42330803) 国家重点研发计划项目(2022YFC3003200) 吉林省自然科学基金项目(20220201059GX)联合资助 

主　　题：地面磁共振 预极化 目标场法 数值模拟 

摘      要：地面磁共振(Surface Nuclear Magnetic Resonance,SNMR)技术是唯一能够实现地下水定性定量探测的地球物理方法,在水资源勘探、灾害水调查等领域有较好发展潜力.通过直流线圈发射预极化脉冲能够有效提升信号幅度,然而其布设配置及磁场均匀性直接影响激发及探测效果,探测阵列的配置方案少有讨论.针对上述问题,本文基于磁偶极子法构建了探测目标水体的均匀目标磁场方程,以线圈功耗为约束求解了规则的地面电流分布,在此基础上引入流函数法实现电流分布与线圈实际布设的等效转换,获取了匀场预极化线圈配置.分别构建方形及长方形分层目标水体模型求解匀场线圈配置进行验证,求解配置与常规方案相比磁场均匀性及分辨率有明显提升,证明了方案的有效性.结果表明:基于目标场法的配置求解方案与常规方案相比,可以根据不同探测目标获取针对性的匀场线圈布设方案并具有良好的探测分辨率和工程应用效率,能够弥补匀场预极化线圈配置设计空白.本文的研究成果,将为浅层多源预极化技术在复杂应用环境下的工程应用提供有力支撑.