提高质子旋进类传感器调谐精度和信噪比的方法及系统与流程
技术特征：
1.一种提高质子旋进类传感器调谐精度的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，激励传感器输出第一FID信号；
步骤2，激励完成后等待预设时间，采集所述第一FID信号，生成离散数据；
步骤3，根据所述离散数据构建空间矩阵，并采用SVD算法对所述空间矩阵进行奇异值分解以剔除噪声，获得重构数据；
步骤4，采用FFT算法处理所述重构数据，获取所述第一FID信号频谱中最大峰值电压对应的第一频率值；
步骤5，将所述传感器的电感值和所述第一频率值代入LC谐振公式求解第一电容值，并将与所述传感器并联的调谐电容的容值由零切换为所述第一电容值。
2.根据权利要求1所述一种提高质子旋进类传感器调谐精度的方法，其特征在于，所述步骤3包括如下步骤：
步骤31，根据如下第一公式构建空间矩阵；
所述第一公式如下：
其中，所述Dm为所述空间矩阵，所述{x1,x2,x3…xn,xn+1…xn+m-1}为所述离散数据；
步骤32，采用SVD算法对所述空间矩阵进行奇异值分解以剔除噪声，获得重构数据。
3.根据权利要求1或2所述一种提高质子旋进类传感器调谐精度的方法，其特征在于，还包括步骤6，再次激励传感器输出第二FID信号，激励完成后等待预设时间，获取所述第二FID信号的第二频率值；将所述传感器的电感值和所述第二频率值代入LC谐振公式求解第二电容值，并将所述调谐电容的容值由所述第一电容值切换为所述第二电容值。
4.根据权利要求3所述一种提高质子旋进类传感器调谐精度的方法，其特征在于，所述步骤2具体包括激励完成后等待预设时间，将所述第一FID信号进行放大，采集放大后的所述第一FID信号，生成所述离散数据；
所述步骤6中获取所述第二FID信号的第二频率值具体包括将所述第二FID信号依次进行放大和整形，根据整形后的所述第二FID信号获取所述第二FID信号的第二频率值。
5.一种提高质子旋进类传感器信噪比的方法，其特征在于，采用权利要求4所述一种提高质子旋进类传感器调谐精度的方法，还包括步骤7，再次激励传感器输出第三FID信号，激励完成后等待预设时间，对所述第三FID信号进行放大，以所述第二频率值作为中心频率对放大后的所述第三FID信号进行滤波，并对滤波后的所述第三FID信号进行整形，获取整形后的所述第三FID信号的第三频率值，将所述第三频率值作为所述传感器探测到的FID信号的频率。
6.一种提高质子旋进类传感器调谐精度的系统，其特征在于，包括控制器、激励电路、采集器和调谐电路；
所述控制器，其用于驱动激励电路激励传感器输出第一FID信号；激励完成后等待预设时间，驱动采集器采集所述第一FID信号，生成离散数据；根据所述离散数据构建空间矩阵，并采用SVD算法对所述空间矩阵进行奇异值分解以剔除噪声，获得重构数据；采用FFT算法处理所述重构数据，获取所述第一FID信号频谱中最大峰值电压对应的第一频率值；将所述传感器的电感值和所述第一频率值代入LC谐振公式求解第一电容值，并驱动调谐电路将与所述传感器并联的调谐电容的容值由零切换为所述第一电容值；
所述激励电路，其用于在所述控制器的驱动下激励传感器输出第一FID信号；
所述采集器，其用于在所述控制器的驱动下采集所述第一FID信号，生成离散数据；
所述调谐电路，其用于在所述控制器的驱动下将与所述传感器并联的调谐电容的容值由零切换为所述第一电容值。
7.根据权利要求6所述一种提高质子旋进类传感器调谐精度的系统，其特征在于，所述控制器包括空间矩阵生成模块和SVD去噪模块；
所述空间矩阵生成模块，其用于根据如下第一公式构建空间矩阵；
所述第一公式如下：
其中，所述Dm为所述空间矩阵，所述{x1,x2,x3…xn,xn+1…xn+m-1}为所述离散数据；
所述SVD去噪模块，其用于采用SVD算法对所述空间矩阵进行奇异值分解以剔除噪声，获得重构数据。
8.根据权利要求6或7所述一种提高质子旋进类传感器调谐精度的系统，其特征在于，还包括FPGA；
所述控制器，其还用于再次驱动激励电路激励传感器输出第二FID信号，激励完成后等待预设时间，驱动FPGA测量所述第二FID信号的第二频率值；将所述传感器的电感值和所述第二频率值代入LC谐振公式求解第二电容值，并驱动调谐电路将所述调谐电容的容值由所述第一电容值切换为所述第二电容值；
所述激励电路，其还用于在所述控制器的驱动下激励传感器输出第二FID信号；
所述FPGA，其用于在所述控制器的驱动下测量所述第二FID信号的第二频率值；
所述调谐电路，其还用于在所述控制器的驱动下将所述调谐电容的容值由所述第一电容值切换为所述第二电容值。
9.根据权利要求8所述一种提高质子旋进类传感器调谐精度的系统，其特征在于，还包括放大电路和比较电路；
所述放大电路，其用于激励完成后等待预设时间，将所述第一FID信号进行放大，用于所述采集器采集；其还用于激励完成后等待预设时间，将所述第二FID信号进行放大，用于所述比较电路整形；
所述比较电路，其用于将放大后的所述第二FID信号进行整形，用于所述FPGA测量；
所述控制器为STM32，所述采集器为ADC采集器。
10.一种提高质子旋进类传感器信噪比的系统，其特征在于，包括权利要求9所述一种提高质子旋进类传感器调谐精度的系统，还包括窄带滤波电路；
所述控制器，其还用于再次驱动激励电路激励传感器输出第三FID信号；其还用于将所述窄带滤波电路的中心频率设置为所述第二频率值；其还用于驱动FPGA测量整形后的所述第三FID信号的第三频率值，并将所述第三频率值作为所述传感器探测到的FID信号的频率输出；
所述放大电路，其还用于激励完成后等待预设时间，对所述第三FID信号进行放大，用于所述窄带滤波电路滤波；
所述窄带滤波电路，其用于以所述第二频率值作为中心频率对放大后的所述第三FID信号进行滤波，用于所述比较电路整形；
所述比较电路，其还用于对滤波后的所述第三FID信号进行整形，用于所述FPGA测量；
所述FPGA，其还用于在所述控制器的驱动下测量整形后的所述第三FID信号的第三频率值。
技术研发人员：董浩斌,刘欢,葛健,张艳丽
技术所有人：中国地质大学（武汉）
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