一种核磁共振的超前探测方法、系统及电子设备与流程
本发明涉及地球物理勘探技术领域，尤其涉及一种核磁共振的超前探测方法、系统及电子设备。
背景技术：
核磁共振测深技术(nuclearmagneticresonancenmr)由于其具有测量信息丰富、解释直接等特点，被广泛应用于勘探领域中。
现有技术中，利用nmr技术进行勘探时，例如隧道、巷道、矿井等大型的地下工程，为了保证安全性，掘进头的探测需要分段进行，且掘进头前进的距离小于探测深度，然后通过对掘进头每次探测的信息进行分析和计算，从而得到水体的分布情况。
本申请发明人在实现本发明的技术方案时，发现现有技术中至少存在如下问题：
现有方法单独对掘进头每次探测的信息进行分析和计算，从而得到水体的分布情况，而忽视了每次探测信息之间的关联，因此导致得出的水体分布情况的精度不高。
可见，现有技术的探测方法存在探测的水体分布情况的精度不高的技术问题。
技术实现要素：
本发明实施例提供一种核磁共振的超前探测方法、系统及电子设备，用以解决现有技术中存在探测的水体分布情况的精度不高的技术问题。
本发明第一方面提供了一种核磁共振的超前探测方法，所述方法包括：
获得核磁共振装置的当前探测信号；
根据核磁共振正演计算获得所述核磁共振装置的接收线圈的核函数分布信息；
根据所述当前探测信号、所述核函数分布信息、预先的探测信号和预先获得的含水层先验信息，获得所述掌子面前方区域的含水率分布。
本发明提供的核磁共振的超前探测方法，所述根据核磁共振正演计算获得所述核磁共振装置的接收线圈的核函数分布信息，包括：
预先获取所述巷道的电阻率环境；
根据所述电阻率环境，采用核磁共振正演计算获得每个接收线圈的核函数分布，正演计算方法具体为：
其中，qi为激发脉冲矩，为发射线圈中电流持续时间t与电流幅值i0的乘积；
将所述每个接收线圈的核函数分布合并，获得合并结果，以所述合并结果作为所述核函数分布信息。
本发明提供的核磁共振的超前探测方法，在所述根据所述当前探测信号、所述核函数分布信息、预先的探测信号和预先获得的含水率分布，获得所述掌子面前方区域的含水率分布之前，还包括：
获得预先探测得到的噪声信号；
将所述噪声信号作为预先探测信号的一部分。
本发明提供的核磁共振的超前探测方法，所述根据所述当前探测信号、所述核函数分布信息、预先的探测信号和预先获得的含水率分布，获得所述掌子面前方区域的含水率分布，具体包括：
将所述核函数分布信息进行分解，得到分解量；
对所述分解量、所述预先的探测信号和预先获得的含水率分布进行反演，获得反演结果，以所述反演结果作为所述掌子面前方区域的含水率分布，其中反演公式具体为：
基于与第一方面相同的发明构思，本发明第二方面提供了一种核磁共振的超前探测系统，所述系统包括：
第一获得模块，用于获得核磁共振装置的当前探测信号；
计算模块，用于根据核磁共振正演计算获得所述核磁共振装置的接收线圈的核函数分布信息；
第二获得模块，用于根据所述当前探测信号、所述核函数分布信息、预先的探测信号和预先获得的含水率分布，获得所述掌子面前方区域的含水率分布。
本发明提供的核磁共振的超前探测系统中，所述计算模块还用于：
预先获取所述巷道的电阻率环境；
根据所述电阻率环境，采用核磁共振正演计算获得每个接收线圈的核函数分布，正演计算方法具体为：
其中，qi为激发脉冲矩，为发射线圈中电流持续时间t与电流幅值i0的乘积；
将所述每个接收线圈的核函数分布合并，获得合并结果，以所述合并结果作为所述核函数分布信息。
本发明提供的核磁共振的超前探测系统中，所述系统还包括处理模块，所述处理模块用于：在所述根据所述当前探测信号、所述核函数分布信息、预先的探测信号和预先获得的含水率分布，获得所述掌子面前方区域的含水率分布之前，
获得预先探测得到的噪声信号；
将所述噪声信号作为预先探测信号的一部分。
本发明提供的核磁共振的超前探测系统中，所述第二获得模块还用于：
将所述核函数分布信息进行分解，得到分解量；
对所述分解量、所述预先的探测信号和预先获得的含水率分布进行反演，获得反演结果，以所述反演结果作为所述掌子面前方区域的含水率分布，其中反演公式具体为：
基于与第一方面相同的发明构思，本发明第三方面提供了一种电子设备，包括存储器，处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：
获得核磁共振装置的当前探测信号；
根据核磁共振正演计算获得所述核磁共振装置的接收线圈的核函数分布信息；
根据所述当前探测信号、所述核函数分布信息、预先的探测信号和预先获得的含水率分布，获得所述掌子面前方区域的含水率分布。
本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本发明公开的一种核磁共振的超前探测方法，通过获得核磁共振装置的当前探测信号；并根据核磁共振正演计算获得所述核磁共振装置的接收线圈的核函数分布信息；然后根据所述当前探测信号、所述核函数分布信息、预先的探测信号和预先获得的含水率分布，获得所述掌子面前方区域的含水率分布。由于在进行核磁共振超前探测方法中，在计算巷道的含水率分布时，利用了预先获得的探测信号和预先获得的含水率分布，充分考虑了各次探测信号和探测结果之间的关联，并可以综合利用多次测量的重复信息，在不增加探测工作量的情况下，可以提升探测的精确性和有效性，从而得到精确的水体分布情况，解决了现有技术的探测方法存在探测的水体分布情况的精度不高的技术问题。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中一种核磁共振的超前探测方法的流程图；
图2为本发明实施例中一种核磁共振的超前探测系统的结构图；
图3为本发明实施例中核磁共振的超前探测方法的探测模式图；
图4为图3中探测模式中核函数的位置示意图；
图5为本发明提供的一种电子设备的结构图。
具体实施方式
本发明实施例提供一种核磁共振的超前探测方法、系统及电子设备，用以解决现有技术中存在探测的水体分布情况的精度不高的技术问题。
本申请实施例中的技术方案，总体思路如下：
一种核磁共振的超前探测方法，所述方法包括：首先获得核磁共振装置的当前探测信号；并根据核磁共振正演计算获得所述核磁共振装置的接收线圈的核函数分布信息；然后根据所述当前探测信号、所述核函数分布信息、预先的探测信号和预先获得的含水层先验信息，获得所述掌子面前方区域的含水率分布。
上述方法中，由于在进行核磁共振超前探测方法中，在计算巷道的含水率分布时，利用了预先获得的探测信号和预先获得的含水率分布，充分考虑了各次探测信号和探测结果之间的关联，并可以综合利用多次测量的重复信息，在不增加探测工作量的情况下，可以提升探测的精确性和有效性，从而得到精确的水体分布情况，解决了现有技术的探测方法存在探测的水体分布情况的精度不高的技术问题。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
本实施例提供了一种核磁共振的超前探测方法，请参见图1，所述方法包括：
步骤s101：获得核磁共振装置的当前探测信号；
步骤s102：根据核磁共振正演计算获得所述核磁共振装置的接收线圈的核函数分布信息；
步骤s103：根据所述当前探测信号、所述核函数分布信息、预先的探测信号和预先获得的含水率分布，获得所述掌子面前方区域的含水率分布。
上述方法中，由于在进行核磁共振超前探测方法中，在计算巷道的含水率分布时，利用了预先获得的探测信号和预先获得的含水率分布，充分考虑了各次探测信号和探测结果之间的关联，并可以综合利用多次测量的重复信息，在不增加探测工作量的情况下，可以提升探测的精确性和有效性，从而得到精确的水体分布情况，解决了现有技术的探测方法存在探测的水体分布情况的精度不高的技术问题。
需要说明的是上述步骤s101和步骤s102的执行顺序不分先后，可以是先执行步骤s101，也可以是先执行步骤s102。
下面，结合图1对本申请提供的核磁共振的超前探测方法进行详细介绍：
首先，执行步骤s101，获得核磁共振装置的当前探测信号。
在具体的实施过程中，可以采用核磁共振装置进行探测，核磁共振装置采用激发线圈和接收线圈相分离的方式，并且由于探测的空间多为狭窄的巷道或矿井，接收线圈采用较小的线圈。
然后执行步骤s102：根据核磁共振正演计算获得所述核磁共振装置的接收线圈的核函数分布信息。
具体地，所述根据核磁共振正演计算获得所述核磁共振装置的接收线圈的核函数分布信息，包括：
预先获取所述巷道的电阻率环境；
根据所述电阻率环境，采用核磁共振正演计算获得每个接收线圈的核函数分布，正演计算方法具体为：
其中，qi为激发脉冲矩，为发射线圈中电流持续时间t与电流幅值i0的乘积；
将所述每个接收线圈的核函数分布合并，获得合并结果，以所述合并结果作为所述核函数分布信息。
在具体的实现过程中，可以依据现场采样测量的方法或者直接利用前期的探测资料，确定巷道周围的电阻率，然后根据电阻率经核磁共振正演计算得到核函数分布；具体来说，为了得到不同位置的核函数分布，一般采用多个接收线圈，各个接收线圈分布于巷道的不同位置，上述
其中：
其中：
最后执行步骤s103：根据所述当前探测信号、所述核函数分布信息、预先的探测信号和预先获得的含水率分布，获得所述掌子面前方区域的含水率分布。
具体地，所述根据所述当前探测信号、所述核函数分布信息、预先的探测信号和预先获得的含水率分布，获得所述掌子面前方区域的含水率分布，具体包括：
将所述核函数分布信息进行分解，得到分解量；
对所述分解量、所述预先的探测信号和预先获得的含水率分布进行反演，获得反演结果，以所述反演结果作为所述掌子面前方区域的含水率分布，其中反演公式具体为：
可选地，为了进一步提高探测结果的精度，在所述根据所述当前探测信号、所述核函数分布信息、预先的探测信号和预先获得的含水率分布，获得所述掌子面前方区域的含水率分布之前，还包括：
获得预先探测得到的噪声信号；
将所述噪声信号作为预先探测信号的一部分。
在具体的实施过程中，可以采用垂直布置线圈的方式来获得噪声信号。
为了更详细地介绍本发明实施例提供的一种核磁共振的超前探测方法，下面通过具体的例子来进行说明。
请参见图3，掘进头的探测是分段进行的，掘进头前进的距离小于探测深度，而对掘进头获取的信息的计算时，计算区域的长度会大于探测深度，例如，本实施李忠掘进头的探测深度为75m，掘进头前进的距离为25m,计算区域的长度为100m,即掘进头每前进25m，实际计算的长度为100m，这样会导致每次掘进前，掘进头前方的待掘进区域将会被前期多次探测所覆盖到，而现有的方法中无法综合利用各次测量中被重复探测覆区域的信息，导致得到的水体分布情况的精度不高，并造成了勘探工作的冗余和浪费。在本实施例中，掌子面前方0-25m的范围都会被3次测量所覆盖，25-50m的范围会被2次测量覆盖。
对于连续的三次观测，其核函数的计算区域都是以线圈前方100米的区域。如图4所示，该探测方案包括三个线圈：线圈1、线圈2和线圈3，以线圈3为例，将其二维核函数在水平方向分解为k1至k4。对于线圈1至线圈3，由于当地电条件基本相似，则它们的核函数的大小及相对线圈的分布都相同，因此当线圈2激发时，k1至k4位于m2至m5位置；当线圈1激发时，k1至k4位于m1至m4位置，于是可以得到下述公式：
其中，d1为第一次的探测信号，m1-m4为线圈1得出的含水率分布，n1为第一次探测的噪声信号，d2为第二次的探测信号，m2-m5为线圈2得出的含水率分布，n2为第二次探测的噪声信号，d3为第三次的探测信号，即为当前次的探测信号，m3-m6为线圈3得出的含水率分布，n3为第三次探测的噪声信号。
当线圈3进行测量时，由于m1、m2区域已经开挖及勘测，前两次探测的结果为已知，所以上述公式(1)-(3)可整合为如下形式：
然后对核磁共振超前探进行反演，可以得到反演结果：
实施例二
基于与实施例一同样的发明构思，本发明实施例二提供了一种核磁共振的超前探测系统，请参见图2，所述系统包括：
第一获得模,201，用于获得核磁共振装置的当前探测信号；
计算模块202，用于根据核磁共振正演计算获得所述核磁共振装置的接收线圈的核函数分布信息；
第二获得模块203，用于根据所述当前探测信号、所述核函数分布信息、预先的探测信号和预先获得的含水率分布，获得所述掌子面前方区域的含水率分布。
本发明实施例提供的核磁共振的超前探测系统中，所述计算模块202还用于：
预先获取所述巷道的电阻率环境；
根据所述电阻率环境，采用核磁共振正演计算获得每个接收线圈的核函数分布，正演计算方法具体为：
其中，qi为激发脉冲矩，为发射线圈中电流持续时间t与电流幅值i0的乘积；
将所述每个接收线圈的核函数分布合并，获得合并结果，以所述合并结果作为所述核函数分布信息。
本发明实施例提供的核磁共振的超前探测系统中，所述系统还包括处理模块，所述处理模块用于：在所述根据所述当前探测信号、所述核函数分布信息、预先的探测信号和预先获得的含水率分布，获得所述掌子面前方区域的含水率分布之前，
获得预先探测得到的噪声信号；
将所述噪声信号作为预先探测信号的一部分。
本发明实施例提供的核磁共振的超前探测系统中，所述第二获得模块203还用于：
将所述核函数分布信息进行分解，得到分解量；
对所述分解量、所述预先的探测信号和预先获得的含水率分布进行反演，获得反演结果，以所述反演结果作为所述掌子面前方区域的含水率分布，其中反演公式具体为：
实施例一中的核磁共振的超前探测方法的各种变化方式和具体实例同样适用于本实施例的核磁共振的超前探测系统，通过前述对核磁共振的超前探测方法的详细描述，本领域技术人员可以清楚的知道本实施例中中的核磁共振的超前探测系统，所以为了说明书的简洁，在此不再详述。
实施例三
基于与实施例一同样的发明构思，本发明实施例三提供了一种电子设备，请参见图5，包括存储器301，处理器302及存储在存储器301上并可在处理器302上运行的计算机程序，所述处理器302执行所述程序时实现以下步骤：
获得核磁共振装置的当前探测信号；
根据核磁共振正演计算获得所述核磁共振装置的接收线圈的核函数分布信息；
根据所述当前探测信号、所述核函数分布信息、预先的探测信号和预先获得的含水率分布，获得所述掌子面前方区域的含水率分布。
为了便于说明，图5仅示出了与本发明实施例相关的部分，具体技术细节未揭示的，请参照本发明实施例方法部分。其中，存储器301可用于存储软件程序以及模块，处理器302通过运行执行存储在存储器301的软件程序以及模块，从而执行移动终端的各种功能应用以及数据处理。
存储器301可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序等；存储数据区可存储根据电子设备的使用所创建的数据等。处理器302移动通信终端的控制中心，利用各种接口和线路连接整个移动通信终端的各个部分，通过运行或执行存储在存储器301内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器301内的数据，执行移动终端机的各种功能和处理数据，从而对移动终端机进行整体监控。可选的，处理器302可包括一个或多个处理单元。
实施例一中的核磁共振的超前探测方法的各种变化方式和具体实例同样适用于本实施例的电子设备，通过前述对核磁共振的超前探测方法的详细描述，本领域技术人员可以清楚的知道本实施例中的核磁共振的电子设备，所以为了说明书的简洁，在此不再详述。
本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本发明公开的一种核磁共振的超前探测方法，通过获得核磁共振装置的当前探测信号；并根据核磁共振正演计算获得所述核磁共振装置的接收线圈的核函数分布信息；然后根据所述当前探测信号、所述核函数分布信息、预先的探测信号和预先获得的含水率分布，获得所述掌子面前方区域的含水率分布。由于在进行核磁共振超前探测方法中，在计算巷道的含水率分布时，利用了预先获得的探测信号和预先获得的含水率分布，充分考虑了各次探测信号和探测结果之间的关联，并可以综合利用多次测量的重复信息，在不增加探测工作量的情况下，可以提升探测的精确性和有效性，从而得到精确的水体分布情况，解决了现有技术的探测方法存在探测的水体分布情况的精度不高的技术问题。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
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