【摘 要】
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核磁共振探测技术是当前唯一非开挖的直接探水技术,在隧道超前探测、水灾害防治、水污染治理中已经得到广泛应用。在核磁共振探水仪实际探水过程中,经常会遇到环境中的复杂电磁噪声干扰,探水信噪比难以得到保障。通过多次测量,可以实现对采集的信号多次叠加,是提高信噪比的有效方法,仪器测水信号叠加n次,信噪比提高n倍。想要提高核磁共振探水仪单位时间内的叠加次数,就要提高仪器的运行速度,即缩短单次测量所用时间。本文
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核磁共振探测技术是当前唯一非开挖的直接探水技术,在隧道超前探测、水灾害防治、水污染治理中已经得到广泛应用。在核磁共振探水仪实际探水过程中,经常会遇到环境中的复杂电磁噪声干扰,探水信噪比难以得到保障。通过多次测量,可以实现对采集的信号多次叠加,是提高信噪比的有效方法,仪器测水信号叠加n次,信噪比提高n倍。想要提高核磁共振探水仪单位时间内的叠加次数,就要提高仪器的运行速度,即缩短单次测量所用时间。本文对吉林大学自主研制的JLMRS-19型核磁共振探水仪单次测量各环节时间进行分析。其中电源给储能电容充电时间占80%左右。综上可以看出:提高仪器电源给储能电容充电的速度是提高核磁共振探水仪叠加速度的关键。本文为JLMRS-19型核磁共振探水仪设计了ZVS（Zero Voltage Switch）充电电路,相比于探水仪中现有的4NIC-DC450电源系统,它有结构简单、充电速度快、体积小等优点。由于单个ZVS充电电路功率有限,本文对ZVS充电电路进行多并联充电可行性分析并设计了ZVS多并联MRS电源系统,其中包括功率和控制两大部分。功率部分的设计包含24V锂电池模块、六并联ZVS模块、放电模块、储能电容模块4部分。控制部分的设计包含控制模块和软件,以MSP430FE425单片机作为控制核心,上位机可以与之建立通讯并对电源系统进行控制。经过本文的设计,ZVS多并联MRS电源系统输入电压为24V,输出电压0-200V可调,最大充电电流可达10.5A,最大功率可达1265W,超过了以往核磁仪器电源的最大功率。该电源系统占用JLMRS-19型核磁共振探水仪上顶盖的散热面积,较4NIC-DC450电源系统减少21%。用户可以手动和通过PC端控制电源系统实现储能电容充电到指定电压、放电到指定电压、获取工作状态和电压值、停止工作等功能。最后在实验室和野外将ZVS多并联MRS电源系统与JLMRS-19型核磁共振探水仪进行联机测试,得到结论:0V-200V充电,ZVS多并联MRS电源系统仅需要3S,而4NIC-DC450电源系统需要15S,充电速度是其5倍。
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