地磁測(cè)量原理及海洋磁力儀應(yīng)用

海洋磁力儀工作原理及應(yīng)用勞雷工業(yè)公司2014年4月內(nèi)容提要1.地磁測(cè)量基礎(chǔ)1.1地磁場(chǎng)及其要素1.2地磁場(chǎng)分布和變化規(guī)律1.3地磁場(chǎng)測(cè)量表示2.海洋磁力儀工作原理和應(yīng)用2.1海洋磁力儀光泵技術(shù)原理2.2G882海洋磁力儀2.3海洋磁力儀磁測(cè)實(shí)例2.4數(shù)據(jù)采集和典型異常體解釋3.附錄（用戶名單）內(nèi)容提要1.地磁測(cè)量基礎(chǔ)1.1地磁場(chǎng)及其要素1.2地磁場(chǎng)分布和變化規(guī)律1.3地磁場(chǎng)測(cè)量表示2.海洋磁力儀工作原理和應(yīng)用2.1海洋磁力儀光泵技術(shù)原理2.2G882海洋磁力儀2.3海洋磁力儀磁測(cè)實(shí)例2.4數(shù)據(jù)采集和典型異常體解釋3.附錄（用戶名單）地球的磁場(chǎng)模型?地球周圍存在地磁場(chǎng)?是復(fù)雜的矢量場(chǎng)?近似于一個(gè)磁棒的磁場(chǎng)?地磁場(chǎng)的南北極與地理南北極不一致地磁三要素磁場(chǎng)強(qiáng)度F地磁傾角I地磁偏角D

地磁偏角東偏為正西偏為負(fù)內(nèi)容提要1.地磁測(cè)量基礎(chǔ)1.1地磁場(chǎng)及其要素1.2地磁場(chǎng)分布和變化規(guī)律1.3地磁場(chǎng)測(cè)量表示2.海洋磁力儀工作原理和應(yīng)用2.1海洋磁力儀光泵技術(shù)原理2.2G882海洋磁力儀2.3海洋磁力儀磁測(cè)實(shí)例2.4數(shù)據(jù)采集和典型異常體解釋3.附錄（用戶名單）地磁場(chǎng)隨時(shí)間的變化長(zhǎng)期變化：以年為單位的變化，由地球 內(nèi)部引起短期變化：按日或更短的變化，由太陽(yáng) 風(fēng)引起微脈動(dòng)：周期為0.001到600秒，強(qiáng)度 為千分之幾到幾nT

全球地磁場(chǎng)強(qiáng)度圖極區(qū)的強(qiáng)度為60000nT赤道區(qū)的強(qiáng)度為30000nT全球地磁傾角圖等傾線與緯線不平行0~30度為低緯區(qū)30~70度為中緯區(qū)70~90度為高緯區(qū)中國(guó)的磁傾角范圍約為-10~+70度太陽(yáng)風(fēng)示意圖地磁場(chǎng)的日變地磁場(chǎng)強(qiáng)度在一天內(nèi)連續(xù)且比較有規(guī)律地變化平均幅度為幾nT到幾十nT

典型的磁日變圖中緯度地區(qū)赤道地區(qū)磁暴不規(guī)則的短期的劇烈變化典型的磁暴圖地磁場(chǎng)的微脈動(dòng)典型的地磁場(chǎng)微脈動(dòng)圖內(nèi)容提要1.地磁測(cè)量基礎(chǔ)1.1地磁場(chǎng)及其要素1.2地磁場(chǎng)分布和變化規(guī)律1.3地磁場(chǎng)測(cè)量表示2.海洋磁力儀工作原理和應(yīng)用2.1海洋磁力儀光泵技術(shù)原理2.2G882海洋磁力儀2.3海洋磁力儀磁測(cè)實(shí)例2.4數(shù)據(jù)采集和典型異常體解釋3.附錄（用戶名單）感應(yīng)磁化任何鐵磁物質(zhì)在地磁場(chǎng)作用下都會(huì)被磁化感應(yīng)磁化強(qiáng)度的大小為：

I=kF 其中：I為感應(yīng)磁化強(qiáng)度 k為物體的磁化系數(shù) F為地磁場(chǎng)強(qiáng)度總磁場(chǎng)強(qiáng)度實(shí)測(cè)的總磁場(chǎng)強(qiáng)度Ｔ為標(biāo)量，它是正常地磁場(chǎng)與局部異常及各變化磁場(chǎng)之和T=|F正常+dF

異常+T’變化|內(nèi)容提要1.地磁測(cè)量基礎(chǔ)1.1地磁場(chǎng)及其要素1.2地磁場(chǎng)分布和變化規(guī)律1.3地磁場(chǎng)測(cè)量表示2.海洋磁力儀工作原理和應(yīng)用2.1海洋磁力儀光泵技術(shù)原理2.2G882海洋磁力儀2.3海洋磁力儀磁測(cè)實(shí)例2.4數(shù)據(jù)采集和典型異常體解釋3.附錄（用戶名單）光泵原理

原子的能級(jí)及躍遷電子在量子化的軌道（能級(jí)）上繞核運(yùn)動(dòng)除受到滿足玻爾頻率的光照發(fā)生躍遷外，電子運(yùn)行軌道很穩(wěn)定。（玻而理論）塞曼（1902諾貝爾獎(jiǎng)）磁次能級(jí)：在外磁場(chǎng)中每個(gè)電子能級(jí)將分裂成n個(gè)能級(jí)差相等且與外磁場(chǎng)成正比的磁次能級(jí)光泵技術(shù):電子躍遷電子受到滿足一定頻率的光照后發(fā)生躍遷光泵技術(shù)：電子躍遷后將很快隨機(jī)返回，經(jīng)多次躍遷、返回后所有電子將處于同一能級(jí)且不能再躍遷。光泵磁力儀原理先用光泵使所有電子處于同一能級(jí)H1線圈加拉莫頻率的電磁場(chǎng)時(shí)，電子在塞曼磁次能級(jí)間重新發(fā)生躍遷，致使光電信號(hào)隨之變化。產(chǎn)生拉莫信號(hào)。銫原子的拉莫頻率為 f=3.498572*T(nT)光源透鏡濾鏡偏振鏡片光電管透鏡H1線圈吸收室地磁場(chǎng)自激振蕩式光泵磁力儀原理跟蹤式光泵磁力儀：改變跟蹤頻率，尋找光電信號(hào)最弱的點(diǎn)。自激振蕩式光泵磁力儀：將光電信號(hào)正反饋回H1線圈，尋找使H1回路發(fā)生自激振蕩的頻率（70~350KHz對(duì)應(yīng)20k~90KnT)。光源透鏡濾鏡偏振鏡片光電管透鏡H1線圈吸收室地磁場(chǎng)磁探頭的取向?yàn)楸ＷC信噪比，地磁場(chǎng)與光軸夾角應(yīng)大于15度小于75度磁探頭盲區(qū)光軸75度60度有效區(qū)磁力線光泵磁力儀的優(yōu)點(diǎn)將測(cè)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)為測(cè)頻率，可達(dá)很高精度沒(méi)有溫度和零點(diǎn)漂移影響對(duì)外磁場(chǎng)變化響應(yīng)快可連續(xù)測(cè)量，實(shí)現(xiàn)海洋航空磁力測(cè)量不需要嚴(yán)格定向內(nèi)容提要1.地磁測(cè)量基礎(chǔ)1.1地磁場(chǎng)及其要素1.2地磁場(chǎng)分布和變化規(guī)律1.3地磁場(chǎng)測(cè)量表示2.海洋磁力儀工作原理和應(yīng)用2.1海洋磁力儀光泵技術(shù)原理2.2G882海洋磁力儀2.3海洋磁力儀磁測(cè)實(shí)例2.4數(shù)據(jù)采集和典型異常體解釋3.附錄（用戶名單）GeometricsG882高分辨高采樣率光泵磁力儀

傳感器耐壓殼體深水附加配重姿態(tài)配重高度計(jì)倉(cāng)電纜蓋板手柄/重心拖掛點(diǎn)G-882海洋銫光泵磁力儀主要技術(shù)指標(biāo)G882銫光泵磁力儀的優(yōu)點(diǎn)極高的靈敏度(0.004nT/Hzrms)–相隔很遠(yuǎn)就能測(cè)到很小的目標(biāo)物很高的采樣率(最大到10Hz)-高速航行時(shí)仍可有效地發(fā)現(xiàn)小目標(biāo)在高梯度區(qū)域仍可有效工作(高于5000nT/ft)-在具有大體積的鐵器周圍仍可有效工作儀器非常輕便-可電瓶供電，無(wú)需絞車作業(yè)方式非常靈活可現(xiàn)場(chǎng)選擇拖掛拖魚(yú)的鼻子或重心點(diǎn)-對(duì)不同水深都適應(yīng)可掛在側(cè)掃聲吶拖魚(yú)后同時(shí)工作可組合成垂向或橫向梯度儀-在環(huán)境干擾較大時(shí)可更有效地發(fā)現(xiàn)目標(biāo)拖魚(yú)的投放和回收在甲板上將各接頭抹一點(diǎn)硅脂后接好，將拖魚(yú)墊高一米，開(kāi)機(jī)，信號(hào)強(qiáng)度合格后，保持開(kāi)機(jī)投放；船以最慢的速度直線航行；將拖魚(yú)投放約50米，觀察一段時(shí)間，注意電壓電流值、信號(hào)強(qiáng)度及磁場(chǎng)值和深度及高度計(jì)值；注意：淺水水域投放注意保護(hù)（加浮體等），有漁網(wǎng)等障礙物水域要慎重投放，并且派人值守和瞭望；有暗礁、礁石等障礙物水域要特別注意磁力儀的安全

拖魚(yú)的投放和回收各信號(hào)正常后，繼續(xù)投放電纜至約3倍船長(zhǎng)，在此過(guò)程中要始終檢測(cè)各信號(hào)并保持慢航速至確認(rèn)系統(tǒng)工作正常；逐步升高航速至正常測(cè)量航速（一般6~8節(jié)左右）；測(cè)量過(guò)程中要注意監(jiān)測(cè)電纜線的“彈撥聲”和張力應(yīng)為恒定值，發(fā)現(xiàn)異常立即減速，回收拖魚(yú)；測(cè)量過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)信號(hào)中斷要立即減速，回收拖魚(yú)。拖魚(yú)的投放和回收采集數(shù)據(jù):系統(tǒng)裝置典型的單探頭和雙探頭（梯度）海洋磁力儀裝置多路調(diào)制解調(diào)器單探頭或從探頭沒(méi)有或主探頭船實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)記錄和處理GPS磁性體光泵磁力儀對(duì)常見(jiàn)目標(biāo)的典型探測(cè)范圍

內(nèi)容提要1.地磁測(cè)量基礎(chǔ)1.1地磁場(chǎng)及其要素1.2地磁場(chǎng)分布和變化規(guī)律1.3地磁場(chǎng)測(cè)量表示2.海洋磁力儀工作原理和應(yīng)用2.1海洋磁力儀光泵技術(shù)原理2.2G882海洋磁力儀2.3海洋磁力儀磁測(cè)實(shí)例2.4數(shù)據(jù)采集和典型異常體解釋3.附錄（用戶名單）磁測(cè)實(shí)例:

復(fù)雜的管道磁場(chǎng)Maricaibo油田L(fēng)akeMaricaibo,Venezuela用銫光泵磁力儀在水深6-10米處測(cè)得的總磁場(chǎng)磁測(cè)實(shí)例:

沉船的磁場(chǎng)沉沒(méi)的貨船(1903),波士頓港用銫光泵磁力儀在水深約20米處測(cè)得的總磁場(chǎng)HIGHLOW磁測(cè)實(shí)例:

斯坦福大學(xué)環(huán)境測(cè)試場(chǎng)磁場(chǎng)圖像磁測(cè)實(shí)例:

斯坦福大學(xué)環(huán)境測(cè)試場(chǎng)磁場(chǎng)圖像模型體磁場(chǎng)埋藏的鐵桶的磁場(chǎng)19世紀(jì)用于灌溉的用鐵絲捆扎的木管陰影浮雕圖清晰地顯示出小的和大的磁測(cè)實(shí)例:

磁測(cè)用于考古法國(guó)LaSalle 18世紀(jì)早期的考古場(chǎng)地內(nèi)容提要1.地磁測(cè)量基礎(chǔ)1.1地磁場(chǎng)及其要素1.2地磁場(chǎng)分布和變化規(guī)律1.3地磁場(chǎng)測(cè)量表示2.海洋磁力儀工作原理和應(yīng)用2.1海洋磁力儀光泵技術(shù)原理2.2G882海洋磁力儀2.3海洋磁力儀磁測(cè)實(shí)例2.4數(shù)據(jù)采集和典型異常體解釋3.附錄（用戶名單）采集數(shù)據(jù)Maglog一、設(shè)置G882配置參數(shù)運(yùn)行“測(cè)量向?qū)А?/p>

采集數(shù)據(jù)Maglog一、設(shè)置G882配置參數(shù)運(yùn)行“測(cè)量向?qū)А陛斎霚y(cè)量文件名設(shè)置GPS串口參數(shù)

采集數(shù)據(jù)Maglog一、設(shè)置G882配置參數(shù)運(yùn)行“測(cè)量向?qū)А陛斎霚y(cè)量文件名設(shè)置GPS串口參數(shù)設(shè)置磁力儀串口參數(shù)注意硬件類型與實(shí)際一致采樣間隔為0.1~1秒

采集數(shù)據(jù)Maglog一、設(shè)置G882配置參數(shù)運(yùn)行“測(cè)量向?qū)А陛斎霚y(cè)量文件名設(shè)置GPS串口參數(shù)設(shè)置磁力儀串口參數(shù)注意硬件類型與實(shí)際一致采樣間隔為0.1~1秒將設(shè)置參數(shù)送往磁力儀運(yùn)行MaglogNT采集數(shù)據(jù)一、設(shè)置G882配置參數(shù)運(yùn)行“測(cè)量向?qū)А陛斎霚y(cè)量文件名設(shè)置GPS串口參數(shù)設(shè)置磁力儀串口參數(shù)注意硬件類型與實(shí)際一致采樣間隔為0.1~1秒將設(shè)置參數(shù)送往磁力儀需要實(shí)時(shí)計(jì)算拖魚(yú)位置時(shí)輸入改正參數(shù)采集數(shù)據(jù)Maglog一、設(shè)置G882配置參數(shù)運(yùn)行“測(cè)量向?qū)А陛斎霚y(cè)量文件名設(shè)置GPS串口參數(shù)設(shè)置磁力儀串口參數(shù)注意硬件類型與實(shí)際一致采樣間隔為0.1~1秒將設(shè)置參數(shù)送往磁力儀需要實(shí)時(shí)計(jì)算拖魚(yú)位置時(shí)輸入改正參數(shù)輸入打印機(jī)設(shè)置參數(shù)

采集數(shù)據(jù)Maglog采集數(shù)據(jù)Maglog開(kāi)始記錄數(shù)據(jù)停止記錄數(shù)據(jù)開(kāi)始打印數(shù)據(jù)停止打印數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)解釋：

單個(gè)物體的磁場(chǎng)a鐵球模型總磁場(chǎng)東西向剖面圖鐵球重一噸球心距測(cè)量面10米磁傾角60度數(shù)據(jù)解釋：

單個(gè)物體的磁場(chǎng)b鐵球模型總磁場(chǎng)南北向剖面圖北部為負(fù)異常，南部為正異常數(shù)據(jù)解釋：

單個(gè)物體的磁場(chǎng)c鐵球模型總磁場(chǎng)T平面圖鐵球重一噸球心距測(cè)量面10米磁傾角60度采集數(shù)據(jù):

單個(gè)磁性體的磁場(chǎng)MAGNETICBODY模型體磁場(chǎng)300米深鐵磁體的典型磁場(chǎng)模型體尺寸20x4x4m,500噸重磁場(chǎng)強(qiáng)度-0.7到0.8nT.Distance(m)MapviewmodelofmagneticanomalyassociatedwithferrousbodyLOWHIGH數(shù)據(jù)處理:濾波,去跳點(diǎn),圓滑濾波,去跳點(diǎn)和圓滑

的目的是增加信噪比，剔除假數(shù)據(jù)尖峰點(diǎn)及圓滑高頻噪聲濾波處理的例子：海底電纜的異常-沒(méi)濾波的總場(chǎng)（小黑框中的內(nèi)容將在下面的片子中詳細(xì)顯示）數(shù)據(jù)處理:濾波改進(jìn)結(jié)果的例子海底電纜的異常-3km濾波

（小黑框中的內(nèi)容將在下面的片子中詳細(xì)顯示）數(shù)據(jù)處理:濾波改進(jìn)結(jié)果的例子D