- 產(chǎn)品品牌：
- GEM
- 產(chǎn)品型號(hào)：
- GSM-19T
| GSM－19T標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)子旋進(jìn)磁力儀和梯度儀 |
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GSM－19T標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)子旋進(jìn)磁力儀和梯度儀 GSM-19高Overhauser磁力儀和梯度儀 dIdD三分量磁力儀 一．序言 加拿大GEM公司是專(zhuān)門(mén)研發(fā)和生產(chǎn)磁力儀的公司，已有三十多年歷史。其生產(chǎn)的磁力儀被公認(rèn)為磁力儀的標(biāo)準(zhǔn)系列。該公司研發(fā)和生產(chǎn)的磁力儀共有七個(gè)系列，每個(gè)系列中都有多個(gè)品種。GEM磁力儀銷(xiāo)往世界各國(guó)。自2005年以來(lái)，僅一年10個(gè)月時(shí)間，國(guó)內(nèi)有關(guān)單位就購(gòu)買(mǎi)了近300臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)子旋進(jìn)磁力儀和40多臺(tái)高OVERHAUSER磁力儀以及多臺(tái)三分量磁力儀。 GEM公司生產(chǎn)的磁力儀系列： ● 標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)子磁力儀和梯度儀系列 ● 高OVERHAUER磁力儀和梯度儀系列 ● dIdD三分量磁力儀系列 ● 鉀光泵磁力儀系列 ● Overhauser航空磁力儀 ● 鉀光泵航空磁力儀 ● 超高磁力儀 二．GSM－19T標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)子旋進(jìn)磁力儀和梯度儀系列 質(zhì)子旋進(jìn)磁力儀長(zhǎng)期以來(lái)一直是使用普遍、價(jià)格便宜的磁力儀，其用途包括礦產(chǎn)資源勘探，環(huán)境和工程勘探以及監(jiān)測(cè)磁場(chǎng)變化等。 圖1 GSM－19T標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)子旋進(jìn)磁力儀 1.工作原理 質(zhì)子旋進(jìn)磁力儀利用富含質(zhì)子氫的液體產(chǎn)生旋進(jìn)信號(hào)。它使用的液體可以提供非 常高的氫密度，并且在操作時(shí)沒(méi)有危險(xiǎn)。 讓極化直流電流通過(guò)繞在富含質(zhì)子氫液體探頭的線圈上，便會(huì)產(chǎn)生100高斯（Gauss）的輔助磁通密度。質(zhì)子被極化至較強(qiáng)的凈磁化強(qiáng)度，與較強(qiáng)的磁通密度達(dá)到熱平衡。 當(dāng)輔助磁通終止時(shí)，被“極化“的質(zhì)子即發(fā)生旋進(jìn)而重新恢復(fù)為正常的磁通密度狀態(tài)。根據(jù)以下公式，質(zhì)子的旋進(jìn)頻率f0與磁通密度B（單位為特斯拉—Teslas,T）有直接關(guān)系： f0=(γp/2π)Bγp/2π=42.MHz/T 對(duì)質(zhì)子旋進(jìn)的測(cè)量必須按序進(jìn)行，即先有一個(gè)初始極化，接著進(jìn)行頻率測(cè)量，然后這個(gè)循環(huán)不斷重復(fù)。這不同于在氫核被極化的同時(shí)進(jìn)行旋進(jìn)測(cè)量的連續(xù)測(cè)量法。 2．GSM－19T標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)子旋進(jìn)磁力儀主要優(yōu)點(diǎn) GSM－19T采用了大量新技術(shù)，因而不同于其它質(zhì)子旋進(jìn)磁力儀，例如： ● 它集成了高GPS（可選）。 ● 在主機(jī)屏幕上實(shí)時(shí)顯示觀測(cè)磁場(chǎng)圖像。 ● 通過(guò)RS232接口，快速觀測(cè)數(shù)據(jù)，速率高達(dá)115千波特。 ● 分辨率高達(dá)0.01nT,靈敏度達(dá)0.1nT。 ● 標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)存為4MB，可存儲(chǔ)209715個(gè)野外讀數(shù)或600000個(gè)基點(diǎn)臺(tái)讀數(shù)，根據(jù)用戶(hù)要求，內(nèi)存量可按4MB增量擴(kuò)展。 ● 具有的可程序化的基點(diǎn)站觀測(cè)功能 例如：野外磁力儀與基點(diǎn)站連接自動(dòng)校正日變；靈活設(shè)置觀測(cè)時(shí)間表和采樣率系列；當(dāng)你長(zhǎng)時(shí)間離開(kāi)基點(diǎn)臺(tái)時(shí)，該功能就顯得特別重要。 ● 使用GSM－19T的Walking Mag采集模式，可保證操作員在野外隨走隨采集磁場(chǎng)數(shù)據(jù)，從而獲得連續(xù)的觀測(cè)剖面。 ● GSM－19T的另一項(xiàng)創(chuàng)新是，用戶(hù)可以在辦公室內(nèi)把設(shè)計(jì)好的觀測(cè)路線和點(diǎn)位輸入給GPS（可選），然后由GPS指揮操作員在野外按設(shè)計(jì)進(jìn)行觀測(cè)。 ● 基點(diǎn)臺(tái)觀測(cè)和野外流動(dòng)觀測(cè)之間具有高的時(shí)間同步，這對(duì)于在磁干擾地區(qū)和保證高的觀測(cè)結(jié)果是非常重要的。 ● 具有觀測(cè)質(zhì)量監(jiān)控功能，在測(cè)量過(guò)程中如果發(fā)觀某個(gè)觀測(cè)值質(zhì)量低劣，操作員將聽(tīng)到警告信號(hào)。 圖3 3．技術(shù)指標(biāo)和配置 技術(shù)指標(biāo)： ● 靈敏度：0.05nT ● 分辨率：0.01nT ● ：±0.2nT ● 動(dòng)態(tài)范圍：20000到120000nT ● 梯度容差：>7000nT/m ● 采樣率： 3秒至60 秒可選 ● 溫飄：0.0025nT/°C（環(huán)境溫度為0到-40°C）； 0.0018nT/°C（環(huán)境溫度為0到+55°C） ● 工作溫度：-40℃—+55℃ ● 存儲(chǔ)4M字節(jié) 對(duì)流動(dòng)站可存209715個(gè)讀數(shù) 對(duì)基點(diǎn)站可存699050個(gè)讀數(shù) 對(duì)梯度測(cè)量可存174762個(gè)讀數(shù) 對(duì)步行磁測(cè)可存299593個(gè)讀數(shù) ● 尺寸及重量： 主機(jī)223×69×240mm,重2.1Kg 傳感器170mm(長(zhǎng))×75mm(直徑)， 重2.2Kg ● 工作模式： 流動(dòng)站：每3秒－60秒自動(dòng)采樣存儲(chǔ)觀測(cè)值以及時(shí)間和日期 基點(diǎn)站：觀測(cè)值，時(shí)間，日期，每3到60秒讀、存數(shù)據(jù) 遙控：可選擇RS232接口進(jìn)行遙控測(cè)量 ● 輸入與輸出： RS232接口數(shù)字輸出或應(yīng)用6針?lè)浪孱^（選項(xiàng)）作模擬輸出 標(biāo)準(zhǔn)配置 GSM－19T主機(jī)，GEMLinkw軟件，內(nèi)部可充電電池，充電器，探頭和電纜以及探頭支桿，RS232電纜，運(yùn)輸箱，中文操作手冊(cè)。 保修期：兩年，終身服務(wù)。 4．GSM－19T質(zhì)子旋進(jìn)磁力儀系列 ● GSM－19T標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)子旋進(jìn)磁力儀 ● GSM－19TW標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)子“Walking”磁力儀 ● GSM－19TV標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)子磁力儀＋甚低頻 ● GSM－19TG標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)子梯度儀 ● GSM－19TGW標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)子“Walking”梯度儀 ● GSM－19TGV標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)子梯度儀＋甚低頻 ● GSM－19TGWV標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)子“Walking”梯度儀 ＋甚低頻 圖 4 三．GSM－19高Overhauser磁力儀和梯度儀系列 圖5 GSM高Overhauser磁力儀 1．應(yīng)用領(lǐng)域 Overhauer磁力儀是運(yùn)用GEM公司的獨(dú)特技術(shù)開(kāi)發(fā)出來(lái)的高磁力儀，它具有一系列獨(dú)有的優(yōu)點(diǎn)，已成為高的標(biāo)準(zhǔn)磁力儀觀測(cè)系統(tǒng)，它主要應(yīng)用于： ● 高礦產(chǎn)資源探測(cè) ● 含油、氣盆地構(gòu)造探測(cè) ● 工程和環(huán)境勘探 ● 地下埋藏物和管線探測(cè) ● 地震和火山前兆觀測(cè) ● 考古 ● 對(duì)物質(zhì)磁性的高測(cè)量 2．工作原理 當(dāng)把特殊的含有不成對(duì)電子的液體與氫原子結(jié)合起來(lái)、并在射頻（RF）磁場(chǎng)的極化下便產(chǎn)生Overhauser效應(yīng)。也即，不成對(duì)的電子將其自身的極化強(qiáng)度傳輸給氫原子后，就產(chǎn)生了很強(qiáng)的進(jìn)動(dòng)信號(hào)這種進(jìn)動(dòng)信號(hào)對(duì)總磁場(chǎng)強(qiáng)度值具有很高的靈敏度，并可用簡(jiǎn)單的方程式表達(dá)。于是通過(guò)測(cè)量進(jìn)動(dòng)信號(hào)，便可測(cè)出總磁場(chǎng)強(qiáng)度。此種磁力儀稱(chēng)為Overhause磁力儀。 由于產(chǎn)生射頻（RF）磁場(chǎng)所需的能量很小，并且其頻段處于進(jìn)動(dòng)信號(hào)頻率之外，從而消除了測(cè)量噪聲，所以O(shè)verhauser磁力儀功耗特別低，很高。 此外，射頻磁化過(guò)程和進(jìn)動(dòng)信號(hào)的測(cè)量過(guò)程可以同步進(jìn)行，因此觀測(cè)效率高，可以高速采樣。 3．Overhauser磁力儀探頭 Overhauser磁力儀探頭是性創(chuàng)新產(chǎn)品，它是電子學(xué)設(shè)計(jì)和量子磁力化學(xué)的結(jié)合。 在電子學(xué)方面，探頭內(nèi)含有反向串聯(lián)的雙拾取線圈，以壓制環(huán)境噪聲干擾，例如大氣噪聲等。在量子磁力化學(xué)方面，探頭內(nèi)充填屬于公司的溶有自由電子的富氫液體，從而增加了在射頻極化磁場(chǎng)作用下所產(chǎn)生的進(jìn)動(dòng)信號(hào)強(qiáng)度。 在材質(zhì)方面探頭尺寸很小，很輕又牢固。探頭的所有材質(zhì)都是經(jīng)過(guò)仔細(xì)選擇的非磁性物，以的提高信噪比。探頭方向性很小，在赤道附近也可對(duì)磁場(chǎng)進(jìn) 行地測(cè)量，在野外測(cè)量時(shí)可以不必注意探頭的放置方向。 4．Overhauser磁力儀主機(jī) 主機(jī)包括微型鍵盤(pán)，內(nèi)置固化件的顯 示界面，系統(tǒng)控制電路和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以及數(shù) 據(jù)檢索等。為了操作方便，顯示界面具有 單色文本和實(shí)時(shí)剖面顯示雙重功能，并可 交互使用?？梢酝ㄟ^(guò)GEMLinkw軟件網(wǎng)頁(yè) 對(duì)內(nèi)置固化件中的軟件進(jìn)行升級(jí)，因此可 使你的磁力儀永遠(yuǎn)保持水平，而又不 必返回廠家升級(jí)。 圖 6 Overhauser磁力儀探頭支桿和主機(jī) 5．Overhauser磁力儀主要優(yōu)點(diǎn) Overhauser磁力儀把高的數(shù)據(jù)采集，工作效率和高度穩(wěn)定性有效地結(jié)合 在一起。它的觀測(cè)與昂貴的銫光泵一致，但在穩(wěn)定性和功耗方面具有獨(dú)到的優(yōu)點(diǎn)： ● 高靈敏度、高分辨率和高觀測(cè) ● 超級(jí)全方位傳感器 ● 測(cè)量之前無(wú)需預(yù)熱，易于野外操作 ● 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)達(dá)4M字節(jié)，可擴(kuò)展到32M字節(jié) ● 可編程基點(diǎn)站 ● 快速數(shù)據(jù)傳輸 ● 置于磁力儀內(nèi)的、集成式GPS用于定位測(cè)量（可選）， 分辨率可達(dá)5米或1米 ● 寬的溫度范圍（標(biāo)準(zhǔn)型從-40到＋55攝氏度；可選 型從-55到60攝氏度），可在極端的氣候條件下使用 ● 堅(jiān)固可靠的設(shè)計(jì)。使用壽命長(zhǎng)，適應(yīng)性強(qiáng) ● 幾乎無(wú)須保養(yǎng)，確保了更低的使用成本 ● 從網(wǎng)站上更新軟件 其他優(yōu)點(diǎn)包括：高、操作速度快（每秒多達(dá)5個(gè)讀數(shù)），能耗非常低 6．Overhauser磁力儀技術(shù)指標(biāo)和配置 技術(shù)指標(biāo)： ● 靈敏度：<0.015nT ● 分辨率：0.01nT ● ： 0.1nT ● 動(dòng)態(tài)范圍：10000到120000nT ● 梯度容限：>10000nT/m ● 采樣率：60+,5,3,2,1,0.5,0.2秒 ● 溫飄：0.0025nT/℃（環(huán)境溫度為 0到-40℃情況下）；0.0018nT/°C （環(huán)境溫度為0到+55°C情況下） ● 工作溫度：-40℃--+55℃ ● 存儲(chǔ)4M字節(jié)，這意味著： 對(duì)流動(dòng)觀測(cè)有209715個(gè)讀數(shù) 對(duì)基點(diǎn)站有699050個(gè)讀數(shù) 對(duì)梯度測(cè)量有174762個(gè)讀數(shù) 對(duì)Walking Map模式有299593個(gè)讀數(shù) ● 尺寸及重量： 主機(jī)223×69×240mm，重2.1Kg 探頭175mm(長(zhǎng))×75mm（直徑），重1.0Kg ● 工作模式： 流動(dòng)站：每3秒鐘自動(dòng)讀取和存儲(chǔ)觀 測(cè)值，測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)值，以及時(shí)間和日期。 基點(diǎn)站：每3到60秒自動(dòng)存儲(chǔ)觀測(cè)值， 時(shí)間和日期 遙控：可選擇RS232接口進(jìn)行遙控測(cè)量 ● 輸入與輸出： RS232接口數(shù)字輸出或應(yīng)用6針?lè)浪孱^（選項(xiàng)） 作模擬輸出 標(biāo)準(zhǔn)配置 GSM-19主機(jī)，GEMLinkW軟件，內(nèi)部可充電電池，充電器，探頭和電纜以及探頭支桿，RS232電纜運(yùn)輸箱，中文操作手冊(cè)。 保修期 兩年，終身服務(wù)。 7．高Overhauser磁力儀系列 ● GSM－19 Overhauser標(biāo)準(zhǔn)磁力儀，快讀數(shù)3秒 ● GSM－19V Overhauser標(biāo)準(zhǔn)磁力儀＋甚低頻 ● GSM－19G Overhauser標(biāo)準(zhǔn)磁力梯度儀（快讀數(shù)3秒） ● GSM－19GV Overhauser標(biāo)準(zhǔn)梯度儀＋甚低頻 ● GSM－19W Overhauser Walking磁力儀（快讀數(shù)0.2秒） ● GSM－19WV Overhauser Walking磁力儀＋甚低頻 ● GSM－19GW Overhauser Walking磁力梯度儀（快讀數(shù)2秒） ● GSM－19GWV Overhauser Walking磁力梯度儀＋甚低頻 ● GSM－19GW4 Overhauser 4個(gè)探頭Overhauser Walking磁力梯度儀 四.dIdD三分量磁力儀 1. dIdD測(cè)量原理 在Overhause探頭上安裝兩個(gè)互相垂直的線圈，線圈懸掛在由皮青銅做成的彈簧懸絲上。 其中一個(gè)線圈平面垂直全磁場(chǎng)矢量F，另一個(gè)線圈平面平行全磁場(chǎng)矢量F。 首先向垂直F的線圈，即磁場(chǎng)傾角（I）線圈內(nèi)，依次輸入大小相等，方向相反的偏置電流，這兩個(gè)偏置電流所產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)由Overhause探頭接收，并記錄下來(lái)，稱(chēng)之為Ip和Im，同時(shí)也記錄下來(lái)未加偏量電流時(shí)的全磁場(chǎng)F。 同樣，在向平行F的線圈，即磁偏角（D）線圈內(nèi)，依次輸入大小相等，方向相反的偏置電流，這兩個(gè)偏置電流所產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)由Overhause探頭接收，并記錄下來(lái)，稱(chēng)為Dp和Dm，同時(shí)也記錄下來(lái)未加偏置電流時(shí)的全磁場(chǎng)F。 應(yīng)用簡(jiǎn)單算法就可以確定全磁場(chǎng)F的傾角（I）和偏角（D）的瞬時(shí)變化dI和Dd。 如果我們知道觀測(cè)地區(qū)的地磁場(chǎng)傾角（I）和磁場(chǎng)偏角（D），我們把dI和dD與它們相加便可知道該地區(qū)的地磁場(chǎng)傾角和地磁場(chǎng)偏角的瞬時(shí)變化。 2. dIdD技術(shù)指標(biāo) ● 靈敏度：0.01nT@5秒 ● 分辨率：0.01nT ● ：0.2nT ● 動(dòng)態(tài)范圍：20000到120000 nT ● 梯度容差＞10000 nT/m ● 工作溫度：－40℃—+55℃ ● 溫度飄移： ＜0.1nT/℃ ● 長(zhǎng)時(shí)間漂移： ＜2nT/年 ● 功耗：1.5W，12V供電 ● 采樣率： ① 1.0秒---5.0秒 ② 0.5秒—2.5秒 ③ 0.2秒—1.0秒 ● 測(cè)量范圍：磁傾角I?！堋?00，磁偏角D0≤1800 ● 操作模式：自動(dòng)或遠(yuǎn)程控制 ● 尺寸和重量：223×69×240mm（主機(jī)） 直徑250mm（探頭） 3.dIdD標(biāo)準(zhǔn)配置 GSM- 90主機(jī)；dIdD探頭及電纜；dIdD軟件；12VDC電瓶；RS-232電纜；手冊(cè)。 可選件：GPS給出的時(shí)間值。 4. dIdD的安裝 ● 實(shí)時(shí)接收D+，D-，I+，I-和F的原始圖像。 ● 應(yīng)用1分鐘高斯濾波器處理原始數(shù)據(jù)。 ● 從處理后的數(shù)據(jù)計(jì)算△I，△D和x,y,z。 進(jìn)一步平均化或者深加工可以從存儲(chǔ)的文件中操作： ● 在屏幕上顯示原始數(shù)據(jù)的值并計(jì)算 ● 顯示全磁場(chǎng) F，x,y,z傾角和偏角的圖表 GSM-19FD dIdD Installation illustration 圖7 dIdD安裝圖 |
