三、磁测仪器.ppt

应用地磁学 磁法勘探 姚长利中国地质大学地球物理学院 第三章磁测仪器 1 概述 2 机械式磁力仪 3 其他磁力器 磁力仪 1 能准确测定所选择的地磁要素或其相对变化 不受其它要素的影响 Z H 2 能测出强弱不等的磁异常 灵敏度 稳定度 测程 3 抗干扰能力 温度 磁性材料 地磁纬度变化 4 条件 野外 轻便 航空 连续 运动状态 对磁力仪性能的要求 1 概述 按照发展历史 分三代第一代磁力仪 利用永久磁铁与地磁场之间相互力矩作用原理 或者利用感应线圈加上辅助机械装置 机械式磁力仪 感应式航空磁力仪等 1 概述 按照发展历史 分三代第二代磁力仪 利用核磁共振特性 质子磁力仪 利用高磁导率软磁合金材料 磁通门磁力仪 辅以复杂的电子线路 还有光泵磁力仪等 1 概述 按照发展历史 分三代第三代磁力仪 利用低温量子效应 超导磁力仪 1 概述 按照内部结构与物理原理 分两种机械式磁力仪 悬丝式磁力仪 刃口式磁力仪电子式磁力仪 质子磁力仪 磁通门磁力仪 光泵磁力仪 超导磁力仪等 1 概述 按照测量地磁场参数及其量值 分两类相对测量仪器 悬丝式磁力仪 Z 刃口式磁力仪 Z H 绝对测量仪器 质子磁力仪 磁通门磁力仪 光泵磁力仪 超导磁力仪等 地磁场总强度T 1 概述 按照工作领域 地面磁力仪 航空磁力仪 海洋磁力仪 井中磁力仪 卫星磁力仪等 2 机械式磁力仪 一 CS2 61型垂直磁力仪 2 机械式磁力仪 一 CS2 61型垂直磁力仪 一 CS2 61型垂直磁力仪 一 CS2 61型垂直磁力仪 一 CS2 61型垂直磁力仪 o S N P 上 下 地面 磁系工作原理 S S0 西 东 2 机械式磁力仪 f 当平衡时 有平衡方程 磁棒磁矩 地磁场垂直分量 磁棒的偏转角 磁系所受重力 重力与支点距离 d与磁棒轴夹角 悬丝的扭力系数 2 机械式磁力仪 2 机械式磁力仪 为光系物镜的焦距 或光臂 此处 角很小 2 机械式磁力仪 格值 相对测量中 在基点上读一数S1 对应垂直分量Z1 在测点上读S2 对应Z2 则差值 2 机械式磁力仪 式中为格值 格值的倒数是灵敏度 调节仪器的灵敏 如使分子减小 或使分母增大可以提高灵敏度 2 机械式磁力仪 度 二 质子磁力仪 2 电子式磁力仪 1 水 H2O 的 核子顺磁性 在外磁场作用下 轨道电子受到磁力作用 发生微弱运动 显示出水的抗磁性 质子自旋磁矩方向 逐渐转到外磁场方向 表现出 核子顺磁性 2 质子磁力仪 质子磁力仪 质子自旋磁矩 无外磁场 质子磁力仪 质子磁力仪 有外磁场 质子磁力仪 有外磁场 质子旋进现象 质子磁力仪 质子磁力仪 有外磁场 质子磁力仪 T 有外磁场 核子顺磁性 质子磁力仪 T 仪器原理 T 质子磁力仪 H 仪器原理 T 质子磁力仪 T 质子磁力仪 T 1s 1 T 质子磁力仪 nT 质子磁力仪 在线圈内感应电压 希望 大 圆频率 质子磁力仪 3 其它磁力仪 1 光泵磁力仪 光泵作用 用光 可见光或红外线 照射工作物质 He Cs等 使其原子能级由低跃迁到高 塞曼分裂 在外磁场作用下 同一能 磁次能级 其相邻磁 提供测量 1 光泵磁力仪 次能级差与外磁场成正比 级发生分裂 磁场的可能 3 其它磁力仪 2 磁通门磁力仪 磁通门是一种磁测量传感器 磁通门主要由高导磁率铁芯及两种线圈构成 磁通门是一种磁测量传感器 磁通门主要由高导磁率铁芯及两种线圈构成 磁通门结构原理草图 铁芯 测量线圈 激励线圈 铁 钴 镍及其合金 某些锰 银 铝合金均属高导磁材料 在铁芯外面总共有两组线圈 一组沿两根铁芯 或环状铁芯两半