地磁GSM-19T标准磁力仪

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前言 GSM-19T 是轻便的、高灵敏度的、可手持，拖带和基站使用的磁力/梯度仪器。它主要应用 在：地球物理、土木技术、考古的勘探，地磁观测站、火山和地震等的长期监测。 应用范围 1) 矿产勘察，根据矿石中有用矿物质具有磁性或有磁性矿物与之共生的特点，进行 直接找矿，或根据矿体在成因 或空间上与某些磁性地质体构造有关的特点，进行间接找 矿。这些矿包括铁矿、铅锌矿、铜矿等 。 2) 配合矿区勘探，研究矿体的埋深、产状和连续性，研究矿体的形状、大小，估计 矿床规模 、 石油、天然气勘察，研究与油气有关的地质构造及大地构造等问题 3) 地震前兆监测，火山观测以及其它环境及灾害地质工作 4) 配合基础地质调查，进行地质填图 5) 对铁桶、铁罐等铁制品埋藏物定位 6) 探测与磁性相关的地质构造 7) 铁制军火侦测 8) 断层定位 9) 工程勘察 10) 管线探测 11) 环境勘探 12) 考古 13) 水文 图 1: 质子旋进传感器, 传感器棒和控制台. (GSM-19T标准质子磁力仪)GMS-19是进行地磁场测量的第二代标准，分辨率为0.01 nT，在全温度范围内，精度达 到0.2 nT。系统特点： ? 微处理器控制，存储量（可扩展到32 Mbytes）。 ? 与基点站保持同步，并对磁场的偏差自动进行日校正。 ? 采集的数据与计算机之间的数据读取采用RS-232-C串行口。 ? 在线实时传输（RTT）和后操作传输。 ? 梯度方式对两个磁场的间隔测量和同时测量进行精密的控制。 ? 兼容磁力和梯度仪的VLF测量，要选择VLF测量时需要选择VLF（超低频）传感器。 GMS-19系列磁力仪包括几个模式，各有自己的特点和选择。而且每种方式和选择可以用不 同的方法，从而得到不同的组合结果。 GSM-19质子旋进系统技术指标 分辨率：0.01nT伽玛磁场强度和梯度 精度：工作范围优于0.2nT 范围：20000到120000nT 梯度误差：≥7000nT/m 工作间隔：选择快速时小3秒。开始从键盘读数外触发或经由RS-232后回来 输入/输出：6芯防水连接器，RS-232C和模拟输出（任选的） 电源要求：12V，200mA峰值（极化期间）等待时30mA，梯度模式时300mA 峰值。 电源：内部12V，2.6安时密封的标准的铝酸电池，其它任选，外部12V电源也可使用 电池充电器：输入：110V交流，60Hz，可选110/220V交流50/60Hz 输出：双电平 工作范围：温度：-40?C到 60?C 电池电压：小10V到大15V 湿度：相对湿度可到90%，不冷凝 贮藏温度：-50?C到 65?C 显示：LCD：240?64像素或8?32字符，工作在-20?C以下，内装加热器 尺寸：控制台：223?69?240mm 传输器杆：4?450mm 传感器：170?71mm (直径) 重量：控制台2.1Kg 杆0.9Kg 传感器1Kg 超低频范围：15-30KHz 参数测量：垂直同相位和异相位分量，按总磁场的百分比，水平场的两个相关分量，总 磁场的幅度。 分辨率：0.1% 站数：一次多3个  存贮：自动存贮时间，坐标，磁场/梯度，倾斜，电磁场，频率，垂直的同相，异相和 每次选择站的两个水平分量。 地形的倾斜范围：0?-90?（手动键入） 传感器尺寸：140?150?90mm（5.5?6?3英寸） 传感器重量：1.0Kg（2.2磅） 2. 理论描述 磁场的测量过程包括以下步骤： ? 极化：在传感器中所富含质子的液体被通过的电流而被极化。 ? 暂停：暂停允许电子瞬间消失，大于噪声电平的质子旋进信号缓慢衰减。 ? 计算：质子旋进频率被测量并转换成磁场强度单位。 ? 存储：其测量结果与日期、时间、测量坐标一起存储到存储器里。在基站方式，只有时 间和总的场强被存储。 图 2: 控制台和两个传感器– Gradiometer 配置，传感器完成连接（见图1）， 第二个传感器需要额外的传感器棒. 3. 地磁场 附录A中A1是地球磁场强度分布图，A2是赤道和极域的分布图。极域磁场矢量的磁倾角近 乎垂直，赤道区近乎水平。通常，传感器的轴线必须与磁场方向近似于直角才能获得好的 信号。为此，传感器必须在赤道区中定位成东西方向。 开始时，对有的区域磁力仪应该调整到磁场的标准值或期望值（看在附录A中的图A1）。你 可以设置成自动调谐或使用tune initialize功能，之后每次读数仪器可以自动调谐。 如果在顺序读数过程中遇到磁场值巨大的变化时，将会发出警告，此时必须从新读数以便获 得的结果。 随身携带的铁磁性物质（如改锥、口袋中的小刀、手表、其他工具等）会使纪录质量降低， 严重时可导致质子旋进信号模糊不佳。 注意： 为了获得佳的观测结果，传感器必须远离磁性物质。 通常情况下，只要保持传感器和操作员、控制台之间的距离大于一个手臂的长度，就可以避 免对测量结果所产生的影响。 4 仪器装配 GSM-19TG标准质子梯度仪，下图表示的是在梯度及行走时传感器安装在背架上的情景。 图 3: 梯度测量和行走背架 GSM-19T GPS标准质子磁力仪（GPS）, 用操作台来操作传感器和GPS  图 4. 用操作台来操作传感器和GPS GSM－19T 磁力仪系列 ● GSM－19T 标准磁力仪 ● GSM－19TW 标准质子“Walking”磁力仪 ● GSM－19TV 标准质子磁力仪＋甚低频 ● GSM－19TG 标准质子梯度仪 ● GSM－19TGW 标准质子“Walking”梯度仪 ● GSM－19TGV 标准质子梯度仪＋甚低频 ● GSM－19TGWV 标准质子“Walking”梯度仪＋甚低频 GSM－19T 质子磁力仪和梯度仪系列 3质子磁力仪长期以来一直是使用普遍、价格便宜的磁力仪，其用途包括金属矿产资源勘探， 矿产资源勘探，环境和工程勘探以及监测磁场变化等。 GSM－19T 标准磁力仪 1.工作原理 磁力仪利用富含质子氢的液体产生旋进信号。它使用的液体可以提供非常高的氢密度， 并且在操作时没有危险。 让极化直流电流通过绕在富含质子氢液体探头的线圈上，便会产生 100 高斯（Gauss）的辅 助磁通密度。质子被极化至较强的净磁化强度，与较强的磁通密度达到热平衡。 当辅助磁通终止时，被“极化“的质子即发生旋进而重排恢复为正常的磁通密度状态。根据 以下公式，质子的旋进频率 f0 与磁通密度 B（单位为特斯拉—Teslas,T）有直接关系： f0=(γp/2π)Bγp/2π=42.5763751MHz/T 对质子旋进的测量必须按序进行，即先有一个初始极化，接着进行频率测量，然后这个循 环不断重复。这不同于在氢核被极化的同时进行旋进测量的连续测量法。 2．GSM－19T 标准磁力仪主要优点 GSM－19T 采用了大量新技术，因而不同于其它磁力仪，例如： ● 它集成了高精度 GPS（可选）。 ● 在主机屏幕上实时显示观测磁场图像。 ● 通过 RS232 接口，快速下载观测数据，下载速率高达 115 千波特。 ● 分辨率高达 0.01nT,灵敏度达 0.1nT。