高精度地磁矢量野外測(cè)量方法及其裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種高精度地磁矢量野外測(cè)量方法及其裝置，用三角架、垂直線圈及總場磁力儀測(cè)量無附加磁場時(shí)的正常地磁場TO、地磁場附加垂直向上磁場Tf和附加兩倍垂直向上磁場2Tf的2個(gè)合成磁場值T-1、T-2，計(jì)算磁場垂直分量Z、水平分量H、地磁傾角I，計(jì)算方法如下：。設(shè)置水平線圈，使垂直線圈與水平線圈的幾何中心重合，用總場磁力儀測(cè)量地磁場附加水平正向磁場和水平反向磁場后的2個(gè)合成磁場值T+∥、T-∥，計(jì)算地磁偏角，計(jì)算方法如下：其中：DO=水平線圈軸線與地理北方向的夾角，為已知的預(yù)先設(shè)定值。本發(fā)明在觀測(cè)前僅需對(duì)線圈作水平調(diào)整，適用于地球物理勘查野外普查工作中的大面積快速測(cè)量。
【專利說明】高精度地磁矢量野外測(cè)量方法及其裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及地球物理地磁場精細(xì)測(cè)量【技術(shù)領(lǐng)域】，是一種高精度地磁矢量野外測(cè)量方法及其裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]地磁矢量測(cè)量可有效減少地球物理勘查反演中的多解性，有助于對(duì)磁性體的定性及定量解釋。目前，國內(nèi)外地球物理探礦工作者普遍使用的地磁野外測(cè)量儀器是普通質(zhì)子磁力儀、光泵磁力儀或overhauser質(zhì)子磁力儀。這些磁力儀在野外使用方便，測(cè)量精度已經(jīng)達(dá)到或優(yōu)于InT，可測(cè)量地磁總場強(qiáng)度標(biāo)量值，但是，總場磁力儀不能測(cè)量地磁場矢量，在進(jìn)行地磁矢量野外測(cè)量時(shí)，只能使用精度較低、測(cè)量誤差達(dá)數(shù)IOnT的磁通門三分量磁力儀，這種磁力儀不能滿足專業(yè)地球物理勘查工作的需要。目前市場銷售的加拿大CEM公司didD矢量磁力儀代表了地磁矢量測(cè)量的國際先進(jìn)水平，采用的測(cè)量方法是:在高精度總場磁力儀探頭上安裝兩組互相正交的線圈，正交線圈的軸線在水平面和子午面內(nèi)與地磁場矢量F正交。首先記錄未加偏置電流時(shí)的全磁場T，然后向在子午面內(nèi)軸線垂直T的線圈，即磁場傾角(D)線圈內(nèi)，依次輸入大小相等，方向相反的偏置電流，記錄這兩個(gè)偏置電流所產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)磁場與地磁場的合成磁場，稱之為Ip和Im，同樣，再向在水平面內(nèi)軸線垂直T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，記錄這兩個(gè)偏置電流所產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)磁場與地磁場的合成磁場，稱為Dp和Dm,然后經(jīng)計(jì)算確定磁場T的傾角(I)和偏角(D)的變化 dl 和 dD (http://www.gemsys.ca/products/vecrot_magneromerets/).GME公司didD矢量磁力儀測(cè)量時(shí)無需對(duì)地磁分量做完全補(bǔ)償，設(shè)備比較輕便。但是需要將探頭上的正交線圈軸線預(yù)先分別在水平面和子午面內(nèi)調(diào)整到與待測(cè)地磁場矢量T正交的方位，儀器的安裝調(diào)整準(zhǔn)備工作復(fù)雜繁瑣，只能用于在地磁場傾角I和磁場偏角D已知的固定式地震地磁觀測(cè)臺(tái)站，測(cè)量地磁傾角I和偏角D隨時(shí)間的偏移變化量。因此，現(xiàn)有的地磁矢量測(cè)量設(shè)備和技術(shù)均不適合在野外找礦環(huán)境中進(jìn)行高精度測(cè)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種高精度地磁矢量野外測(cè)量方法及其裝置。
[0004]本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):高精度地磁矢量野外測(cè)量方法，用三角架、垂直線圈及總場磁力儀測(cè)量無附加磁場時(shí)的正常地磁場Ttj、地磁場附加垂直向上磁場Tf和附加兩倍垂直向上磁場2Tf的2個(gè)合成磁場值TfTf計(jì)算磁場垂直分量ZdK平分量H、地磁傾角I，計(jì)算方法如下:
【權(quán)利要求】
1.高精度地磁矢量野外測(cè)量方法，其特征在于:用三角架、垂直線圈及總場磁力儀測(cè)量無附加磁場時(shí)的正常地磁場Ttj、地磁場附加垂直向上磁場Tf和附加兩倍垂直向上磁場2乙的2個(gè)合成磁場值Tf1L2，計(jì)算磁場垂直分量Z、水平分量H、地磁傾角I，計(jì)算方法如下:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度地磁矢量野外測(cè)量方法，其特征在于:設(shè)置水平線圈，使垂直線圈與水平線圈的幾何中心重合，用總場磁力儀測(cè)量地磁場附加水平正向磁場和水平反向磁場后的2個(gè)合成磁場值T+ 〃、T_ 〃，計(jì)算地磁偏角，計(jì)算方法如下:
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度地磁矢量野外測(cè)量方法，其特征在于:步驟如下: ①將總場磁力儀探頭置于垂直線圈中部，垂直線圈安裝在三角架上，垂直線圈為亥姆霍茨線圈； ②將垂直線圈通過導(dǎo)線與激磁電源連接，激磁電源上設(shè)置波段開關(guān)； ③調(diào)整激磁電源開關(guān)，使激磁電源對(duì)垂直線圈不加電，用總場磁力儀測(cè)量無附加磁場的地磁場T。； ④調(diào)整激磁電源開關(guān)，使激磁電源對(duì)垂直線圈反向加電，電流強(qiáng)度為I，垂直線圈產(chǎn)生垂直向上的磁場Tf ,用總場磁力儀測(cè)量磁場Tf與地磁場的合成磁場iL1 ; ⑤調(diào)整激磁電源開關(guān)，使激磁電源對(duì)垂直線圈反向加電，電流強(qiáng)度為21，垂直線圈產(chǎn)生垂直向上的磁場2Tf，用總場磁力儀測(cè)量磁場2Tf與地磁場的合成磁場T_2，用計(jì)算磁場垂直分量Ζ、水平分量H和地磁傾角I，計(jì)算方法如下:
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的高精度地磁矢量野外測(cè)量方法，其特征在于:在垂直線圈上安裝水平線圈，使垂直線圈和水平線圈的幾何中心重合，將總場磁力儀探頭置于兩線圈的幾何中心重合處，水平線圈為亥姆霍茨線圈，用總場磁力儀測(cè)量地磁場附加水平正向磁場T+〃和水平反向磁場Τ_ 〃后的合成磁場，計(jì)算地磁偏角，計(jì)算方法如下:
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度地磁矢量野外測(cè)量方法，其特征在于:步驟如下: ①將總場磁力儀探頭置于垂直線圈中部，垂直線圈安裝在三角架上，垂直線圈為亥姆霍茨線圈； ②將垂直線圈通過導(dǎo)線與激磁電源連接，激磁電源上設(shè)置波段開關(guān)； ③調(diào)整激磁電源開關(guān)，使激磁電源對(duì)垂直線圈不加電，用總場磁力儀測(cè)量無附加磁場的地磁場T。； ④調(diào)整激磁電源開關(guān)，使激磁電源對(duì)垂直線圈反向加電，電流強(qiáng)度為I，垂直線圈產(chǎn)生垂直向上的磁場Tf ,用總場磁力儀測(cè)量磁場Tf與地磁場的合成磁場iL1 ; ⑤調(diào)整激磁電源開關(guān)，使激磁電源對(duì)垂直線圈反向加電，電流強(qiáng)度為21，垂直線圈產(chǎn)生垂直向上的磁場2Tf，用總場磁力儀測(cè)量磁場2Tf與地磁場的合成磁場T_2，用計(jì)算磁場垂直分量Z、水平分量H和地磁傾角I，計(jì)算方法如下:
6.高精度地磁矢量野外測(cè)量方法使用的裝置，其特征在于:包括三角架(1)，三角架(I)上安裝水平刻度盤(3)，刻度盤(3)上安裝轉(zhuǎn)筒(6)，轉(zhuǎn)筒(6)內(nèi)安裝固定柱(9)，固定柱(9)上安裝線圈座(8)，線圈座(8)上安裝兩個(gè)半軸支架，兩個(gè)半軸支架頂部安裝相應(yīng)的半軸，半軸通過連接板與垂直線圈骨架(12)連接，垂直線圈骨架(12)與水平線圈骨架(11)連接，沿水平線圈骨架(11)纏繞水平線圈(21)，沿垂直線圈骨架(12)纏繞垂直線圈(20)，垂直線圈(20)與水平線圈(21)的幾何中心重合，垂直線圈(20)和與水平線圈(21)均通過導(dǎo)線與線圈激磁電源相連，在垂直線圈與水平線圈的幾何中心重合處安裝總場磁力儀探頭(14)，總場磁力儀探頭(14)通過導(dǎo)線與總場磁力儀(22)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高精度地磁矢量野外測(cè)量方法使用的裝置，其特征在于:水平線圈骨架(11)上安裝支撐板(16)，支撐板(16)上安裝相互正交的兩個(gè)玻璃長水準(zhǔn)泡(23)、(24)，兩個(gè)玻璃長水準(zhǔn)泡的水平面與垂直線圈平面平行。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高精度地磁矢量野外測(cè)量方法使用的裝置，其特征在于:水平刻度盤(3)的上端、轉(zhuǎn)筒(6)外周安裝旋轉(zhuǎn)座(5)，旋轉(zhuǎn)座(5)上端面與線圈座(8)連接，旋轉(zhuǎn)座(5)的側(cè)面上安裝鎖緊螺栓(10)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高精度地磁矢量野外測(cè)量方法使用的裝置，其特征在于:垂直線圈骨架(12)與水平線圈骨架(11)正交安裝在線圈座(8)的兩個(gè)半軸上，線圈骨架可繞水平半軸豎向180°轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈座(8)可繞固定柱(9)水平180°轉(zhuǎn)動(dòng)。
10.一種高精度地磁矢量野外測(cè)量方法，其特征在于:包括下述步驟: ①在擬觀測(cè)位置安裝三角架(I)，三角架(1)上安裝水平刻度盤(3)，刻度盤(3)上安裝轉(zhuǎn)筒(6)，轉(zhuǎn)筒(6)內(nèi)安裝固定柱(9)，固定柱(9)上安裝線圈座(8)，線圈座(8)上安裝兩個(gè)半軸支架，兩個(gè)半軸支架頂部安裝相應(yīng)的半軸，半軸通過連接板與垂直線圈骨架(12)連接，垂直線圈骨架(12)與水平線圈骨架(11)連接，沿水平線圈骨架(11)纏繞水平線圈(21)，沿垂直線圈骨架(12 )纏繞垂直線圈(20 )，垂直線圈(20 )與水平線圈(21)的幾何中心重合，垂直線圈(20)和與水平線圈(21)均通過導(dǎo)線與線圈激磁電源相連，在線圈幾何中心重合處安裝總場磁力儀探頭(14)，總場磁力儀探頭(14)通過導(dǎo)線與總場磁力儀(22)連接； ②調(diào)整三角架使垂直線圈處在垂直狀態(tài)，水平線圈處在水平狀態(tài)，水平線圈方位角為D0，垂直線圈和水平線圈均采用亥姆霍茨線圈； ③調(diào)整激磁電源開關(guān)，使激磁電源對(duì)垂直線圈不加電，用總場磁力儀測(cè)量無附加磁場的地磁場T。； ④調(diào)整激磁電源開關(guān)，使激磁電源對(duì)垂直線圈反向加電，電源強(qiáng)度為I，垂直線圈產(chǎn)生垂直向上的磁場Tf ,用總場磁力儀測(cè)量磁場Tf與地磁場的合成磁場iL1 ; ⑤調(diào)整激磁電源開關(guān)，使激磁電源對(duì)垂直線圈反向加電，電源強(qiáng)度為21，垂直線圈產(chǎn)生垂直向上的磁場2Tf，用總場磁力儀測(cè)量磁場2Tf與地磁場的合成磁場T_2，用計(jì)算磁場垂直分量Z、水平分量H和地磁傾角I，計(jì)算方法如下:
【文檔編號(hào)】G01V3/40GK103941299SQ201410154432
【公開日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年4月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月30日
【發(fā)明者】高建東 申請(qǐng)人:中國冶金地質(zhì)總局山東正元地質(zhì)勘查院