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申请/专利权人：吉林大学

摘要：本发明属于粮仓水分检测技术领域，为一种基于低场磁共振技术的粮仓水分监测装置与方法，包括：多个磁共振探头，以阵列形式布置在探测粮仓内部不同位置处；系统谱仪，设置在粮仓外部用于产生发射脉冲和采集信号，通过系统谱仪向磁共振探头中的射频线圈通入磁共振脉冲序列，产生射频交变磁场使粮仓水分中氢质子受到激发；停止激发后通过探头采集粮仓水分产生的磁共振信号传递至系统谱仪；所述系统谱仪将采集的磁共振信号实时解析，获取粮仓水分状态。本发明基于低场磁共振技术实现粮仓水分的高精度、快速测定，解决在粮仓外部进行探测导致水分测定精度低的问题。

主权项：1.一种基于低场磁共振技术的粮仓水分监测装置，其特征在于，该装置包括：多个磁共振探头，以阵列形式布置在探测粮仓内部不同位置处，用于产生背景静磁场与射频交变磁场；系统谱仪，设置在粮仓外部用于产生发射脉冲和采集信号，通过所述系统谱仪向磁共振探头中的射频线圈通入磁共振脉冲序列，产生射频交变磁场使粮仓水分中氢质子受到激发，即氢质子的磁化矢量会由原先的背景静磁场方向逐渐发生偏转，在宏观上体现为粮仓水分产生了核磁信号；停止激发后通过探头采集粮仓水分产生的磁共振信号传递至系统谱仪；所述系统谱仪将采集的磁共振信号实时解析，获取粮仓水分状态；所述磁共振探头包括：长方体磁体，两极分布在磁体侧面，并在侧面区域产生均匀静磁场，作为低场磁共振探测所需的背景磁场；两个柔性PCB板，贴合在长方体磁铁的两个平行的弱磁侧表面，在每个柔性PCB板上印刷射频线圈回路，两个射频线圈串联，并使射频线圈的交变磁场与背景磁场方向正交；功率电阻，与所述射频线圈并联，用于吸收射频线圈剩余振荡能量；阻抗匹配模块，连接在功率电阻与系统谱仪之间，将探头的输入阻抗调整至系统谱仪所需的阻抗标准；所述系统谱仪包括总控制器计算机、高速采集卡、带通滤波器、前置放大器、任意信号波形发生器、功率放大器以及切换开关；所述总控制器计算机控制探测时序并设定发射脉冲；任意波形生成器，根据总控制器的时序设定，产生不同波形、不同频率的交流发射信号；功率放大器，将交流发射信号放大至满足射频线圈电压需求；切换开关，与功率放大器和磁共振探头连接，实现导通与关断状态的快速切换；前置放大器，通过切换开关连接磁共振探头，放大微弱的磁共振信号；带通滤波器，与前置放大器连接，将磁共振信号频率设定为中心频率；高速采集卡，与带通滤波器连接，采集磁共振信号，并上传至总控制器计算机；总控制器计算机以分时复用测量方式控制不同的磁共振探头，分时复用测量方式包括：所述总控制器计算机在每一测量时刻只控制一个磁共振探头，向其中一个磁共振探头中的射频线圈通入磁共振脉冲序列，使该磁共振探头附近粮仓水分产生核磁信号；采集粮仓水分产生的磁共振信号并用于实时解析，获取该区域内的粮仓水分状态；前一次测量后，更换其他位置的磁共振探头并再次测量以监测其他粮仓区域；重复多次测量后，获得粮仓多个测点附近区域的水分含量。

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