Características del instrumento y trabajo de búsqueda de agua mediante el método de RMN
5.7.2.1 Tipos de detectores de agua por RMN
Actualmente, existen dos tipos de detectores de agua por RMN en el mundo: el detector de agua por RMN desarrollado por la antigua Unión Soviética y todavía utilizado en Rusia (hidroscopio), NUMIS y NUMIS+, desarrollados conjuntamente por Francia y Rusia y producidos por la empresa francesa IRIS. El sistema NUMIS es una versión mejorada del hidroscopio. El principio del instrumento no ha cambiado, pero se han mejorado el proceso de fabricación y la capacidad antiinterferente. El sistema comercial NUMIS salió al mercado en la primavera de 1996. Es muy eficaz para explorar aguas subterráneas. Su profundidad de exploración es de sólo unos 100 m y todo el sistema pesa 300 kg. Para aumentar la profundidad de exploración y hacer que el instrumento sea portátil, NUMIS se actualizó a NUMIS+.
NUMIS+ tiene todas las funciones de NUMIS. Es un equipo modular de búsqueda de agua con mayor potencia de transmisión que el sistema NUMIS (la salida instantánea máxima es 450A, 4000V). El peso de cada parte del equipo está dentro de los 25 kg, lo que facilita su transporte por una sola persona.
Tanto NUMIS como NUMIS+ tienen alta potencia de salida (salida máxima instantánea: 300A, 3000V; 450A, 4000V respectivamente), alta sensibilidad de recepción (aceptan señales de nivel de nanovoltios) y están controlados por PC para detectar directamente el agua subterránea. .
5.7.2.2 Composición y funciones del instrumento
Figura 5.7.5 Diagrama de bloques del sistema NUMIS
Ahora tome el sistema NUMIS como ejemplo para explicar brevemente la búsqueda de agua por RMN Composición del instrumento y sus funciones (ver Figura 5.7.5).
Las funciones principales de cada componente del sistema NUMIS son las siguientes.
a. Alimentación CC - Tensión de 24V proporcionada por baterías de almacenamiento (12 V×2, cada una superior a 6 A·h).
b. El convertidor CC/CC convierte el voltaje de 24 V proporcionado por la fuente de alimentación en un voltaje de 400 V para uso del generador de corriente alterna del transmisor.
c.Antena transmisora/receptora (o bucle), utilice la misma antena como dispositivo para transmitir pulsos de corriente de excitación y recibir señales de RMN respectivamente.
d. El interruptor conmuta el bucle externo entre el bucle de transmisión y el bucle de recepción.
e. El microprocesador controla el trabajo coordinado de varias partes, recibe instrucciones de datos de la PC a través de la interfaz RS-232 y transmite los datos medidos a la PC para su posterior procesamiento y visualización.
f. Bajo el control de la PC, el transmisor suministra corriente de pulso a la antena en la frecuencia de Larmor para formar un campo magnético de excitación durante el intervalo entre los pulsos de transmisión, el receptor observa la señal de RMN;
Además, el magnetómetro de alta precisión equipado con el sistema NUMIS se utiliza para observar la intensidad y los cambios del campo geomagnético en y cerca del punto de medición.
El software del sistema NUMIS incluye principalmente software de prueba, software de recopilación, procesamiento e interpretación de datos para interpretación unidimensional.
5.7.2.3 El proceso de trabajo para encontrar agua mediante el método de RMN
Como se mencionó anteriormente, el principio del método de búsqueda de agua por RMN es utilizar el efecto de RMN para observar y estudiar los parámetros que caracterizar el efecto de RMN cambiar los patrones y luego determinar el estado de ocurrencia del agua subterránea. El proceso de trabajo del método de búsqueda de agua por RMN es el siguiente.
a. Determine la intensidad del campo geomagnético B0 y calcule la frecuencia de Larmor f0
Introducción a la geofísica ambiental
b. Seleccione el tipo de antena y coloque la antena. De acuerdo con las tareas de trabajo, combinadas con las condiciones hidrogeológicas locales y el entorno de interferencia electromagnética, seleccione el tipo de antena (antena grande, redonda o generosa, redonda con forma de 8 o cuadrada con forma de 8) y colóquela plana en el suelo.
c. Formar un campo magnético de excitación. Bajo el control de la PC, el transmisor suministra pulsos de corriente alterna con frecuencia f0 a la antena para formar un campo magnético excitante. Como se muestra en la Figura 5.7.2(a), la envolvente del pulso de corriente alterna es rectangular. La corriente de emisión se puede expresar como
Introducción a la Geofísica Ambiental
En la fórmula: ω0=2πf0, f0 es la frecuencia de Larmor, I0 y τ son la amplitud y duración del pulso de la corriente de excitación. respectivamente.
d. Mida la señal de RMN. Durante el tiempo intermitente de la corriente de pulso, el receptor puede detectar con sensibilidad la señal de RMN utilizando la misma antena. Los parámetros observados por el método de búsqueda de agua por RMN son E0, φ0 y T2*.
e. Explicación cuantitativa.
Guarde los resultados de la medición en el PC. Utilizando el software proporcionado por el sistema NUMIS, después del procesamiento de datos y cálculos de inversión de las señales de medición, se pueden obtener los siguientes resultados de interpretación cuantitativa: la profundidad, el espesor, el contenido de agua y el tiempo de descomposición de cada acuífero subterráneo (en forma de señal de RMN histogramas y tablas de salida).
La práctica demuestra que una gran antena circular con un diámetro de 100 m puede detectar una profundidad de hasta 100 m. Los resultados de la interpretación cuantitativa de los acuíferos están disponibles en un radio de 100 m. Al mismo tiempo, puede predecir cualitativamente la existencia de un acuífero entre 100 y 130 m.