5.7.2.1 NMR找水儀的類型
目前，世界上有兩種類型的NMR找水儀：前蘇聯研制、俄羅斯仍在使用的NMR找水儀（hydroscope），法國與俄羅斯合作研制、由法國IRIS公司生產的NUMIS和NUMIS+。NUMIS系統是hydroscope的改進型，儀器的原理沒有改變，在制造工藝和抗干擾能力方面均有提高。商品型NUMIS系統于1996年春問世，在探查地下水方面效果十分明顯，其勘探深度僅在100 m左右，整個系統重量達300 kg。為了加大勘探深度和儀器輕便化，在NUMIS的基礎上升級為NUMIS+。
NUMIS+具有NUMIS全部功能，是一套比NUMIS系統具有更大的發射功率（瞬時最大輸出為450A、4000V）、模塊式的找水設備。該設備每個部分的重量都在25 kg以內，便于一個人搬運。
NUMIS和NUMIS+均是輸出功率高（瞬時最大輸出分別為：300A、3000V；450A、4000V）、接收靈敏度高（接受納伏級信號）并由PC機控制的直接探測地下水的儀器。
5.7.2.2 儀器的組成及其功能
圖5.7.5 NUMIS系統組成框圖
現以NUMIS系統為例，簡要說明NMR找水儀器組成及其功能（見圖5.7.5）。
NUMIS系統各組成部分的主要功能如下。
a.直流電源——蓄電瓶（12 V×2，每個大于6 A·h）提供的24V電壓。
b.DC/DC變換器將電源提供的24V電壓變成400V電壓，供發送機的交變電流發生器使用。
c.發送／接收天線（或回線），用同一天線分別作為發射激發電流脈沖和接收NMR信號裝置。
d.切換開關將外接回線在發射回路和接收回路之間進行切換。
e.微處理器控制各部分協調工作，并通過RS-232接口接收PC計算機送來的數據指令，并將所測得的數據傳給PC機進一步處理、顯示。
f.發送機和接收機。在PC機控制下發送機以拉莫爾頻率向天線供入脈沖電流，形成激發磁場；在發射脈沖間歇期間，接收機觀測NMR信號。
此外，NUMIS系統配備的高精度磁力儀用來觀測測點及其附近地磁場強度及其變化。
NUMIS系統的軟件主要有測試軟件、數據采集、處理、解釋軟件，進行一維解釋。
5.7.2.3 NMR方法找水的工作過程
前已述及，NMR找水方法的原理是利用了NMR效應，觀測和研究表征NMR效應的參數的變化規律，進而確定地下水的賦存狀態。NMR找水方法的工作過程如下。
a.確定地磁場強度B0，計算出拉莫爾頻率f0
環境地球物理學概論
b.選擇天線類型、敷設天線。根據工作任務，結合當地的水文地質條件和電磁干擾環境，選擇天線類型（大圓或大方，或圓8字型或方8字形天線），將其平鋪在地面上。
c.形成激發磁場。在PC機控制下，發射機向天線供入頻率為f0的交變電流脈沖，形成激發磁場。如圖5.7.2（a）所示，交變電流脈沖的包絡線為矩形。發射電流可表示為
環境地球物理學概論
式中：ω0=2πf0，f0為拉莫爾頻率，I0、τ分別為激發電流脈沖幅度和持續時間。
d.測量NMR信號。在脈沖電流間歇時間，利用同一天線，接收機可靈敏地測出NMR信號，NMR找水方法觀測的參數有E0、φ0、T2*。
e.定量解釋。將測量結果存儲在PC機內。利用NUMIS系統提供的軟件，對測量信號進行數據處理、反演計算后，可以獲得如下定量解釋結果：地下各含水層的深度、厚度、含水量和衰減時間（以NMR信號直方圖和表的形式輸出）。
實踐表明，直徑為100 m的大圓天線，其探測深度可達100 m。在100 m以內可獲得含水層的定量解釋結果。同時，可定性預示100～130 m內含水層的存在。