3.磁法仪器分解.ppt

磁力仪、工作方法和成果图示 一 、常用磁力仪名称 分为机械式磁力仪和电子式磁力仪两大类。 在国内，机械式磁力仪主要有: 悬丝式垂直磁力仪、水平磁力仪。 电子类仪器中有磁通门饱和式磁力仪、质子旋进式磁力仪、光泵式磁力仪，超导式磁力仪， 但应用普遍的是地面质子旋进式磁力仪。 由于电子仪器性能上的优势，有逐步取代机械式磁力仪的趋势。 二、悬丝式垂直磁力仪基本工作原理 磁力仪光系结构图①目镜组②采光镜③三棱镜④玻璃⑤调焦镜⑥物镜⑦反光镜 正丝读数加30格 如 58+30=88格负丝读数减30格 如 7-30=-23格 格值测定 仪器读的是磁棒偏转的格数，现在要测定每格相当的场值。 测定的方法是有专门的格值仪，其原理是用一组线圈，通上已知电流，产生一个均匀磁场，磁力仪置于其中，测出仪器的读数（格），由于电流值为已知，则线圈中的磁感应强度为已知。那么仪器偏转格数与磁感应强度的比值，即为仪器的格值。用四个不同电流档，测得四个档次的格值，取其均值即可。 扭鼓 在靠近悬丝一端的仪器外壳上有一个圆形旋钮，并有刻度，可以正反向扭转悬丝，产生扭力矩，使磁棒调正到近水平状态，设计的扭鼓要求正反方向每转一圈所引起磁系偏转量是一致的。即偏转一圈的场值是一个常量，称扭鼓常数。其磁场值也是格值仪标定的。在两种情况下要使用扭鼓：仪器从甲地转到乙地工作时，两地磁场差值大于仪器可读的测程范围，此时已看不到读数了。需要动扭鼓，使磁棒近于水平；另一种情况是工作区遇到强磁异常，其变化超出了测程范围，此时要动扭鼓，但要记下正向或负向扭动的圈数，对测点场值进行扭鼓改正。 附属设备：仪器脚架、罗盘、格值仪 脚架放置仪器进行测量时用的，是无磁性平台，有调平水泡，可大致调平平台，平台上有固定仪器和罗盘的插孔，设计原理是当罗盘底脚插入洞眼后转动罗盘使指向南北后，锁定位置,以使磁力仪嵌入平台时，磁系保证可在东西方向180°范围内自由转动。因为作垂直分量测量时，对于东西向平面内转动的磁棒，水平分量（H）对它不起作用。磁棒则可在此范围内可取得N极指东和N极指西两次或多次读数。 格值仪专用于测定仪器格值。 CZM-3质子磁力仪工作原理简介 野外仪器系统由质子旋进式磁力仪和微处理机两部分组成。除主机外，也有探头和电源。并带有微处理机系统，能够对磁力仪测得的地磁场数据连同有关的其他参数能自动收录。最后将收录的数据回室内与室内计算机连接作最后处理。 质子磁力仪工作原理简介 1 测量原理 该磁力仪是利用煤油、水或酒精等含氢原子中的质子自旋的磁矩，经人工磁场HO磁化后，沿HO方向排列而产生磁矩mP，在人工磁场切断后，其磁矩的方向由人工场方向逐渐趋向地磁场方向，在这个过程中，它是以围绕T旋进中趋向T方向的，这种旋进称拉莫尔旋进，其旋进频率与地磁场强度成正比。其表达式：T=23.4874?，由此可知，我们只要测得其旋进频率（?）就可测得T,因此磁力仪就是一个频率测定器。 2.频率测量 接收讯号的探头是装满煤油的罐状无磁性玻璃钢瓶，并绕上一组人工磁场激励和接收频率讯号的共用线圈。工作时，先产生一个人工磁场H0（H0＞＞T）,工作时,H0方向垂直于地磁场。切断后，质子磁矩在拉莫尔旋进中切割讯号线圈，由此产生感应电动势。感应电动势是在mP旋进一周时，其方向因与线圈圆截面每转90°而呈垂直(后斜交)→平行→反向→又平行→回原方向变化，电动势相应由极大→零→负极大→零→极大（回原点）的变化，周而复始，形成图2－13中所示的振幅不断减小的正弦波图形。 图2-13 电感应讯号随t的衰减 由于往後mp渐趋T0方向,电动势渐减小而至零。我们的任务是测定在t秒之内的脉冲数。由于讯号从产生到衰竭仅2—3秒，故测定要快。 由前面公式可知，地磁场强度改变1nT，频率仅改变0.016周,这是很难实现高精度测量的，为此，仪器采用多级二分频的办法，倍频128倍以上。其次是电子门的控制.时间要绝对的准，故用石英振荡器提供标准频率，精确控制门时间。最后是如何将拉莫尔旋进频率数转换成地磁场强度读数,根据：T=23.4874×N /?(nT).关系式，选择倍频数（n）与门时间t的乘积加以调节，使T=N（仪器读数值）。 仪器操作方法简介 1 仪器包括主机、探头、充电器。仪器系统框图(见图2-14)。 2 仪器主机上有一个键盘和显示器（窗口）。 3 仪器系统框图：(图2-14) (图2-14)CZM-3质子磁力仪 键盘布局如下表，有16个操作键，一个电源开关， 共17个键(图2-15)。每次按键有声音提示。 操作部分 操作是在键盘上进行的, 根据屏幕提示，逐项操作即可。操作分四部分：参数设置、显示测量、数据查询、数据发送。开机后，有屏幕显示，点击任一键，显示系统菜单( 图2-14)：1、参数设