本發(fā)明涉及一種地磁觀測(cè)的磁通門(mén)臺(tái)陣裝置，屬于地磁學(xué)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
地磁觀測(cè)是地磁學(xué)科研究和發(fā)展的基礎(chǔ)，是人們獲得和應(yīng)用地磁場(chǎng)信息的來(lái)源。地磁觀測(cè)的任務(wù)是保證連續(xù)完整、準(zhǔn)確可靠地記錄各種地磁現(xiàn)象，即地磁場(chǎng)的各種時(shí)間變化和空間分布規(guī)律，包括變化量極小和區(qū)域性極強(qiáng)的震磁信息(中國(guó)地震局監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)司，2002)。為了監(jiān)測(cè)大背景的地磁場(chǎng)變化規(guī)律，我國(guó)建立了常規(guī)的地磁臺(tái)網(wǎng)，但相對(duì)于地震地磁前兆異常監(jiān)測(cè)工作的需要來(lái)說(shuō)臺(tái)站間距太大。因此，在小區(qū)域內(nèi)建設(shè)地磁臺(tái)陣，加密布設(shè)高靈敏度三分量磁通門(mén)磁力儀以監(jiān)測(cè)地震危險(xiǎn)區(qū)的地磁場(chǎng)變化，及時(shí)發(fā)現(xiàn)地震地磁前兆異常，為準(zhǔn)確預(yù)報(bào)地震的發(fā)生提供基礎(chǔ)信息，對(duì)實(shí)現(xiàn)地震的短臨預(yù)測(cè)是非常必要的。
現(xiàn)有的地磁臺(tái)站(基準(zhǔn)、基本臺(tái))網(wǎng)絡(luò)、流動(dòng)地磁監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)模式各有其特點(diǎn)。地磁臺(tái)站可以產(chǎn)出連續(xù)的地磁場(chǎng)三分量絕對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)，時(shí)間分辨率較高，但地磁臺(tái)站間距較大，一般在200km以上，其空間分辨率相對(duì)較弱，對(duì)于中強(qiáng)地震孕震區(qū)內(nèi)巖石圈局部異常的分布和變化無(wú)法進(jìn)行準(zhǔn)確描述。作為地磁臺(tái)站網(wǎng)絡(luò)空間補(bǔ)充的流動(dòng)地磁(地磁矢量觀測(cè))監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的測(cè)點(diǎn)間距約70km左右，有效地提高了對(duì)地磁場(chǎng)的空間分辨率，但復(fù)測(cè)周期較長(zhǎng)，通常為數(shù)月、乃至數(shù)年，從而使其時(shí)間分辨率遠(yuǎn)不及地磁臺(tái)站網(wǎng)絡(luò)。地震地磁監(jiān)測(cè)與相關(guān)研究的基礎(chǔ)是獲取特定區(qū)域內(nèi)具有足夠分辨率的地磁場(chǎng)時(shí)空變化過(guò)程，顯然現(xiàn)有的地磁臺(tái)站網(wǎng)絡(luò)、流動(dòng)地磁監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)模式無(wú)法對(duì)局部異常的時(shí)空變化過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)描述，只有將地磁場(chǎng)連續(xù)觀測(cè)與三分量絕對(duì)重復(fù)測(cè)量監(jiān)測(cè)模式相結(jié)合方可實(shí)現(xiàn)上述目的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種地磁觀測(cè)的磁通門(mén)臺(tái)陣裝置，它能夠獲得一定區(qū)域的周期為數(shù)秒至數(shù)天的變化磁場(chǎng)的地震臨異常信息，以捕捉該區(qū)域地震前兆異常信息，對(duì)震情的研究判斷提供數(shù)據(jù)支持，為開(kāi)展深入細(xì)致的區(qū)域研究保存難得的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種地磁觀測(cè)的磁通門(mén)臺(tái)陣裝置，包括儀器坑，以及安裝在儀器坑內(nèi)的水平裝置、防水保溫裝置、模擬裝置和磁通門(mén)探頭；其中，
所述儀器坑，包括磁通門(mén)探頭坑和模擬裝置坑，兩者相距3米，通過(guò)線(xiàn)纜相連；
所述水平裝置，用于安放磁通門(mén)探頭和/或模擬裝置并使其保持水平，水平裝置包括底墩和儀器觀測(cè)墩，所述底墩包括水泥底座和灰?guī)r板，磁通門(mén)探頭坑和模擬裝置坑內(nèi)均設(shè)置水泥底座，灰?guī)r板固定在水泥底座的上部；
所述防水保溫裝置，包括玻璃鋼箱體，玻璃鋼箱體為頂部有蓋的圓桶形結(jié)構(gòu)，其側(cè)面設(shè)置有穿線(xiàn)管，所述玻璃鋼箱體采用發(fā)泡劑密封穿線(xiàn)管及頂蓋周邊，玻璃鋼箱體外面罩有蛭石板，玻璃鋼箱體粘在灰?guī)r板上，儀器觀測(cè)墩粘在玻璃鋼箱體的底部，并保持水平；
所述模擬裝置用于模擬及補(bǔ)償電路，所述磁通門(mén)探頭為環(huán)形磁通門(mén)傳感器，用于對(duì)地磁場(chǎng)信息進(jìn)行信號(hào)采集存儲(chǔ)，模擬裝置和磁通門(mén)探頭分別固定在模擬裝置坑和磁通門(mén)探頭坑內(nèi)的儀器觀測(cè)墩上，所述模擬裝置與磁通門(mén)探頭通過(guò)線(xiàn)纜電連接，并且磁通門(mén)探頭通過(guò)模擬裝置進(jìn)行調(diào)試與信號(hào)收集。
進(jìn)一步，所述磁通門(mén)探頭坑為長(zhǎng)80cm*寬80cm*高100cm的坑，所述模擬裝置坑為長(zhǎng)60cm*寬60cm*高60cm的坑，磁通門(mén)探頭坑和模擬裝置坑相距3米。
進(jìn)一步，所述水泥底座的高為10cm，采用尺寸大小為4mm3石子和白水泥混合填充而成，所述磁通門(mén)探頭坑內(nèi)的灰?guī)r板的規(guī)格為60cm*60cm*5cm，用于安放磁通門(mén)探頭，所述模擬裝置坑內(nèi)的灰?guī)r板的規(guī)格為50cm*50cm*5cm，用于安放模擬裝置。
進(jìn)一步，所述玻璃鋼箱體壁厚2cm，內(nèi)直徑為45cm，高為40cm，頂蓋扣在箱體的凹槽內(nèi)，距離頂蓋10cm處設(shè)有長(zhǎng)10cm的穿線(xiàn)管，穿線(xiàn)管直徑為3cm，穿帶航空插頭的擺線(xiàn)，玻璃鋼箱體的底部下表面和頂蓋上表面均打磨平，以便上表面粘連蛭石板，下表面粘連灰?guī)r板。
進(jìn)一步，所述儀器觀測(cè)墩為直徑35cm，厚2cm的灰?guī)r板，并通過(guò)樹(shù)脂膠粘在玻璃鋼箱體底部。
進(jìn)一步，所述模擬裝置坑內(nèi)的玻璃鋼箱體的內(nèi)直徑為40cm，高為30cm，頂蓋扣在箱體的凹槽內(nèi)，距離頂蓋10cm處設(shè)有長(zhǎng)10cm的穿線(xiàn)管，穿線(xiàn)管直徑為3cm，穿帶航空插頭的擺線(xiàn)。
進(jìn)一步，所述防水保溫裝置還包括蛭石板和泡沫板，所述蛭石板設(shè)置在玻璃鋼箱體的四周，蛭石板底部粘在水泥底座上，所述泡沫板水平安裝在玻璃鋼箱體的內(nèi)部。
進(jìn)一步，所述磁通門(mén)探頭采用FGE磁通門(mén)磁力儀，為環(huán)形磁通門(mén)傳感器，可測(cè)空間任一點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的互相垂直的X、Y、Z三個(gè)分量，測(cè)量動(dòng)態(tài)范圍為±2500nT，讀數(shù)分辨力為0.1nT，噪聲水平為≤0.1nTp-p，頻率響應(yīng)為DC～20Hz，工作溫度為-10℃～+40℃。
采用了上述技術(shù)方案后，本發(fā)明具有以下有益效果：
本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種地磁觀測(cè)的磁通門(mén)臺(tái)陣裝置，本發(fā)明采用磁通門(mén)探頭測(cè)量地磁信號(hào)，尤其采用高靈敏度三分量磁通門(mén)磁力儀，即FGE磁通門(mén)磁力儀，能監(jiān)測(cè)地震危險(xiǎn)區(qū)的地磁場(chǎng)變化，及時(shí)發(fā)現(xiàn)地震地磁前兆異常，為準(zhǔn)確預(yù)報(bào)地震的發(fā)生提供基礎(chǔ)信息；本發(fā)明的水平裝置和防水保溫裝置，能夠保證磁通門(mén)探頭和模擬裝置始終保持水平，并處于一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的防水保溫環(huán)境中，保證測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；本發(fā)明特別適合在小區(qū)域內(nèi)建設(shè)并加密布設(shè)，并通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸出去；本發(fā)明的地磁觀測(cè)的磁通門(mén)臺(tái)陣裝置建設(shè)和維護(hù)相對(duì)方便，并且監(jiān)測(cè)能力強(qiáng)，能夠獲得區(qū)域地區(qū)內(nèi)電離層、亞暴電流及甚低頻磁場(chǎng)基本信息的高質(zhì)量觀測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)實(shí)現(xiàn)地震的短臨預(yù)測(cè)具有十分重要的意義。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中，1、儀器坑，2、蛭石板，3、玻璃鋼箱體，4、泡沫板，5、磁通門(mén)探頭，6、灰?guī)r板，7、水泥底座，8、儀器觀測(cè)墩，9、線(xiàn)纜，10、PVC套管。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
如圖1所示，一種地磁觀測(cè)的磁通門(mén)臺(tái)陣裝置，包括儀器坑1，以及安裝在儀器坑1內(nèi)的水平裝置、防水保溫裝置、模擬裝置和磁通門(mén)探頭5；其中，
所述儀器坑，包括磁通門(mén)探頭坑和模擬裝置坑，兩者相距3米，通過(guò)線(xiàn)纜9相連；
所述水平裝置，用于安放磁通門(mén)探頭5和/或模擬裝置并使其保持水平，水平裝置包括底墩和儀器觀測(cè)墩8，所述底墩包括水泥底座7和灰?guī)r板6，磁通門(mén)探頭坑和模擬裝置坑內(nèi)均設(shè)置水泥底座7，灰?guī)r板6固定在水泥底座7的上部；水泥底座7、灰?guī)r板6和儀器觀測(cè)墩8共同保證其上安放的磁通門(mén)探頭5和/或模擬裝置保護(hù)水平；
所述防水保溫裝置，包括玻璃鋼箱體3，玻璃鋼箱體3為頂部有蓋的圓桶形結(jié)構(gòu)，其側(cè)面設(shè)置有穿線(xiàn)管，所述玻璃鋼箱體3采用發(fā)泡劑密封穿線(xiàn)管及頂蓋周邊，玻璃鋼箱體3外面罩有蛭石板2，玻璃鋼箱體3粘在灰?guī)r板6上，儀器觀測(cè)墩8粘在玻璃鋼箱體3的底部，并保持水平；
所述模擬裝置用于模擬及補(bǔ)償電路，所述磁通門(mén)探頭5為環(huán)形磁通門(mén)傳感器，用于對(duì)地磁場(chǎng)信息進(jìn)行信號(hào)采集存儲(chǔ)，模擬裝置和磁通門(mén)探頭5分別固定在模擬裝置坑和磁通門(mén)探頭坑內(nèi)的儀器觀測(cè)墩8上，所述模擬裝置與磁通門(mén)探頭通過(guò)線(xiàn)纜9電連接，并且磁通門(mén)探頭5通過(guò)模擬裝置進(jìn)行調(diào)試與信號(hào)收集。
可選地，所述磁通門(mén)探頭坑為長(zhǎng)80cm*寬80cm*高100cm的坑，所述模擬裝置坑為長(zhǎng)60cm*寬60cm*高60cm的坑，磁通門(mén)探頭坑和模擬裝置坑相距3米。
優(yōu)選地，所述水泥底座7的高為10cm，采用尺寸大小為4mm3石子和白水泥混合填充而成，所述磁通門(mén)探頭坑內(nèi)的灰?guī)r板6的規(guī)格為60cm*60cm*5cm，用于安放磁通門(mén)探頭，所述模擬裝置坑內(nèi)的灰?guī)r板6的規(guī)格為50cm*50cm*5cm，用于安放模擬裝置。
優(yōu)選地，如圖1所示，所述玻璃鋼箱體3壁厚2cm，內(nèi)直徑為45cm，高為40cm，頂蓋扣在箱體的凹槽內(nèi)，距離頂蓋10cm處設(shè)有長(zhǎng)10cm的穿線(xiàn)管，穿線(xiàn)管直徑為3cm，穿帶航空插頭的擺線(xiàn)，所述線(xiàn)纜9經(jīng)穿線(xiàn)管穿出，玻璃鋼箱體3的底部下表面和頂蓋上表面均打磨平，以便上表面粘連蛭石板2，下表面粘連灰?guī)r板6。
磁通門(mén)探頭坑和模擬裝置坑之間通過(guò)PVC套管10連通，PVC套管10對(duì)連接兩坑之間的線(xiàn)纜9起到保護(hù)作用。
進(jìn)一步，所述儀器觀測(cè)墩8為直徑35cm，厚2cm的灰?guī)r板，并通過(guò)樹(shù)脂膠粘在玻璃鋼箱體3底部。
可選地，所述模擬裝置坑內(nèi)的玻璃鋼箱體3的內(nèi)直徑為40cm，高為30cm，頂蓋扣在箱體的凹槽內(nèi)，距離頂蓋10cm處設(shè)有長(zhǎng)10cm的穿線(xiàn)管，穿線(xiàn)管直徑為3cm，穿帶航空插頭的擺線(xiàn)。
優(yōu)選地，如圖1所示，所述防水保溫裝置還包括蛭石板2和泡沫板4，所述蛭石板2設(shè)置在玻璃鋼箱體3的四周，蛭石板2底部粘在水泥底座7上，所述泡沫板4水平安裝在玻璃鋼箱體3的內(nèi)部。
優(yōu)選地，所述磁通門(mén)探頭5采用FGE磁通門(mén)磁力儀，為環(huán)形磁通門(mén)傳感器，可測(cè)空間任一點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的互相垂直的X、Y、Z三個(gè)分量，測(cè)量動(dòng)態(tài)范圍為±2500nT，讀數(shù)分辨力為0.1nT，噪聲水平為≤0.1nTp-p，頻率響應(yīng)為DC～20Hz，工作溫度為-10℃～+40℃。
線(xiàn)纜9、PVC套管10用于磁通門(mén)探頭5與外界的通信，以保證其正常運(yùn)行。
所述模擬裝置通過(guò)GPRS或CDMA將磁通門(mén)探頭測(cè)量的數(shù)據(jù)傳輸至中央控制系統(tǒng)，適用于將本發(fā)明裝置高密度設(shè)置。
將本發(fā)明的地磁觀測(cè)的磁通門(mén)臺(tái)陣裝置等間距密集布設(shè)，有利于監(jiān)測(cè)地震異常電磁信號(hào)，并借此推斷出可能的震中分布范圍和震級(jí)大小，實(shí)際的觀測(cè)點(diǎn)位置還需要綜合考慮當(dāng)?shù)氐挠^測(cè)環(huán)境，儀器安裝場(chǎng)地條件，通訊和供電條件，以及斷層的分布和走向等。
安裝磁通門(mén)磁力儀的測(cè)點(diǎn)環(huán)境要求梯度小于2nT·m，噪聲小于0.3nT·m，安裝前用G856質(zhì)子旋進(jìn)式磁力儀對(duì)被選地點(diǎn)進(jìn)行10*10m的跨密度測(cè)量，對(duì)符合要求的測(cè)點(diǎn)用磁通門(mén)磁力儀進(jìn)行噪聲測(cè)試，同時(shí)要求附近可以接入交流電源并具有GPRS或CDMA信號(hào)。
確定安裝位置后，首選在選址地點(diǎn)按尺寸要求開(kāi)挖儀器坑1，在其底部筑砌水泥底座7和安放灰?guī)r板6，并將玻璃鋼箱體3粘在灰?guī)r板6上面，再將儀器觀測(cè)墩8粘連到玻璃鋼箱體3的底部，然后將磁通門(mén)探頭5調(diào)整好位置后用強(qiáng)力膠固定在儀器觀測(cè)墩8之上，安裝線(xiàn)纜9、PVC套管10等與模擬裝置連通，接入交流電源及GPRS或CDMA信號(hào)，并通過(guò)模擬裝置調(diào)試磁通門(mén)探頭5正常運(yùn)行，用珍珠巖顆粒填充玻璃鋼箱體3并在中間放置一個(gè)泡沫板4，蓋上玻璃鋼箱體3的頂蓋后用玻璃膠進(jìn)行周邊密封，注意不能采用樹(shù)脂膠密封，否則很難開(kāi)啟頂蓋，再在玻璃鋼箱3外面罩上蛭石板2，底部粘在水泥底墩7上，做好保溫及防水，最后回填土，覆蓋厚度在60cm以上，即可進(jìn)行測(cè)量。
本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種地磁觀測(cè)的磁通門(mén)臺(tái)陣裝置，本發(fā)明采用磁通門(mén)探頭5測(cè)量地磁信號(hào)，尤其采用高靈敏度三分量磁通門(mén)磁力儀，即FGE磁通門(mén)磁力儀，能監(jiān)測(cè)地震危險(xiǎn)區(qū)的地磁場(chǎng)變化，及時(shí)發(fā)現(xiàn)地震地磁前兆異常，為準(zhǔn)確預(yù)報(bào)地震的發(fā)生提供基礎(chǔ)信息；本發(fā)明的水平裝置和防水保溫裝置，能夠保證磁通門(mén)探頭和模擬裝置始終保持水平，并處于一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的防水保溫環(huán)境中，保證測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；本發(fā)明特別適合在小區(qū)域內(nèi)建設(shè)并加密布設(shè)，并通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸出去；本發(fā)明的地磁觀測(cè)的磁通門(mén)臺(tái)陣裝置建設(shè)和維護(hù)相對(duì)方便，并且監(jiān)測(cè)能力強(qiáng)，能夠獲得區(qū)域地區(qū)內(nèi)電離層、亞暴電流及甚低頻磁場(chǎng)基本信息的高質(zhì)量觀測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)實(shí)現(xiàn)地震的短臨預(yù)測(cè)具有十分重要的意義。
以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。