高精度地磁矢量野外測量方法及其裝置製造方法
2023-12-09 15:04:36 1
高精度地磁矢量野外測量方法及其裝置製造方法
【專利摘要】本發明提供了一種高精度地磁矢量野外測量方法及其裝置，用三角架、垂直線圈及總場磁力儀測量無附加磁場時的正常地磁場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個合成磁場值T-1、T-2，計算磁場垂直分量Z、水平分量H、地磁傾角I，計算方法如下：。設置水平線圈，使垂直線圈與水平線圈的幾何中心重合，用總場磁力儀測量地磁場附加水平正向磁場和水平反向磁場後的2個合成磁場值T+∥、T-∥，計算地磁偏角，計算方法如下：其中：DO=水平線圈軸線與地理北方向的夾角，為已知的預先設定值。本發明在觀測前僅需對線圈作水平調整，適用於地球物理勘查野外普查工作中的大面積快速測量。
【專利說明】高精度地磁矢量野外測量方法及其裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及地球物理地磁場精細測量【技術領域】，是一種高精度地磁矢量野外測量方法及其裝置。
【背景技術】
[0002]地磁矢量測量可有效減少地球物理勘查反演中的多解性，有助於對磁性體的定性及定量解釋。目前，國內外地球物理探礦工作者普遍使用的地磁野外測量儀器是普通質子磁力儀、光泵磁力儀或overhauser質子磁力儀。這些磁力儀在野外使用方便，測量精度已經達到或優於InT，可測量地磁總場強度標量值，但是，總場磁力儀不能測量地磁場矢量，在進行地磁矢量野外測量時，只能使用精度較低、測量誤差達數IOnT的磁通門三分量磁力儀，這種磁力儀不能滿足專業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量的國際先進水平，採用的測量方法是: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與地磁場矢量F正交。首先記錄未加偏置電流時的全磁場T，然後向在子午面內軸線垂直T的線圈，即磁場傾角(D)線圈內，依次輸入大小相等，方向相反的偏置電流，記錄這兩個偏置電流所產生的偏轉磁場與地磁場的合成磁場，稱之為Ip和Im，同樣，再向在水平面內軸線垂直T的線圈，即磁偏角(D)線圈內，依次輸入大小相等，方向相反的偏置電流，記錄這兩個偏置電流所產生的偏轉磁場與地磁場的合成磁場，稱為Dp和Dm,然後經計算確定磁場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矢量磁力儀測量時無需對地磁分量做完全補償，設備比較輕便。但是需要將探頭上的正交線圈軸線預先分別在水平面和子午面內調整到與待測地磁場矢量T正交的方位，儀器的安裝調整準備工作複雜繁瑣，只能用於在地磁場傾角I和磁場偏角D已知的固定式地震地磁觀測臺站，測量地磁傾角I和偏角D隨時間的偏移變化量。因此，現有的地磁矢量測量設備和技術均不適合在野外找礦環境中進行高精度測量。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種高精度地磁矢量野外測量方法及其裝置。
[0004]本發明為實現上述目的，通過以下技術方案實現:高精度地磁矢量野外測量方法，用三角架、垂直線圈及總場磁力儀測量無附加磁場時的正常地磁場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個合成磁場值TfTf計算磁場垂直分量ZdK平分量H、地磁傾角I，計算方法如下:
【權利要求】
1.高精度地磁矢量野外測量方法，其特徵在於:用三角架、垂直線圈及總場磁力儀測量無附加磁場時的正常地磁場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個合成磁場值Tf1L2，計算磁場垂直分量Z、水平分量H、地磁傾角I，計算方法如下:
2.根據權利要求1所述的高精度地磁矢量野外測量方法，其特徵在於:設置水平線圈，使垂直線圈與水平線圈的幾何中心重合，用總場磁力儀測量地磁場附加水平正向磁場和水平反向磁場後的2個合成磁場值T+ 〃、T_ 〃，計算地磁偏角，計算方法如下:
3.根據權利要求1所述的高精度地磁矢量野外測量方法，其特徵在於:步驟如下: ①將總場磁力儀探頭置於垂直線圈中部，垂直線圈安裝在三角架上，垂直線圈為亥姆霍茨線圈； ②將垂直線圈通過導線與激磁電源連接，激磁電源上設置波段開關； ③調整激磁電源開關，使激磁電源對垂直線圈不加電，用總場磁力儀測量無附加磁場的地磁場T。； ④調整激磁電源開關，使激磁電源對垂直線圈反向加電，電流強度為I，垂直線圈產生垂直向上的磁場Tf ,用總場磁力儀測量磁場Tf與地磁場的合成磁場iL1 ; ⑤調整激磁電源開關，使激磁電源對垂直線圈反向加電，電流強度為21，垂直線圈產生垂直向上的磁場2Tf，用總場磁力儀測量磁場2Tf與地磁場的合成磁場T_2，用計算磁場垂直分量Ζ、水平分量H和地磁傾角I，計算方法如下:
4.根據權利要求2或3所述的高精度地磁矢量野外測量方法，其特徵在於: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於兩線圈的幾何中心重合處，水平線圈為亥姆霍茨線圈，用總場磁力儀測量地磁場附加水平正向磁場T+〃和水平反向磁場Τ_ 〃後的合成磁場，計算地磁偏角，計算方法如下:
5.根據權利要求1所述的高精度地磁矢量野外測量方法，其特徵在於:步驟如下: ①將總場磁力儀探頭置於垂直線圈中部，垂直線圈安裝在三角架上，垂直線圈為亥姆霍茨線圈； ②將垂直線圈通過導線與激磁電源連接，激磁電源上設置波段開關； ③調整激磁電源開關，使激磁電源對垂直線圈不加電，用總場磁力儀測量無附加磁場的地磁場T。； ④調整激磁電源開關，使激磁電源對垂直線圈反向加電，電流強度為I，垂直線圈產生垂直向上的磁場Tf ,用總場磁力儀測量磁場Tf與地磁場的合成磁場iL1 ; ⑤調整激磁電源開關，使激磁電源對垂直線圈反向加電，電流強度為21，垂直線圈產生垂直向上的磁場2Tf，用總場磁力儀測量磁場2Tf與地磁場的合成磁場T_2，用計算磁場垂直分量Z、水平分量H和地磁傾角I，計算方法如下:
6.高精度地磁矢量野外測量方法使用的裝置，其特徵在於:包括三角架(1)，三角架(I)上安裝水平刻度盤(3)，刻度盤(3)上安裝轉筒(6)，轉筒(6)內安裝固定柱(9)，固定柱(9)上安裝線圈座(8)，線圈座(8)上安裝兩個半軸支架，兩個半軸支架頂部安裝相應的半軸，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)通過導線與總場磁力儀(22)連接。
7.根據權利要求6所述的一種高精度地磁矢量野外測量方法使用的裝置，其特徵在於: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玻璃長水準泡(23)、(24)，兩個玻璃長水準泡的水平面與垂直線圈平面平行。
8.根據權利要求6所述的高精度地磁矢量野外測量方法使用的裝置，其特徵在於:水平刻度盤(3)的上端、轉筒(6)外周安裝旋轉座(5)，旋轉座(5)上端面與線圈座(8)連接，旋轉座(5)的側面上安裝鎖緊螺栓(10)。
9.根據權利要求6所述的一種高精度地磁矢量野外測量方法使用的裝置，其特徵在於:垂直線圈骨架(12)與水平線圈骨架(11)正交安裝在線圈座(8)的兩個半軸上，線圈骨架可繞水平半軸豎向180°轉動，線圈座(8)可繞固定柱(9)水平180°轉動。
10.一種高精度地磁矢量野外測量方法，其特徵在於:包括下述步驟: ①在擬觀測位置安裝三角架(I)，三角架(1)上安裝水平刻度盤(3)，刻度盤(3)上安裝轉筒(6)，轉筒(6)內安裝固定柱(9)，固定柱(9)上安裝線圈座(8)，線圈座(8)上安裝兩個半軸支架，兩個半軸支架頂部安裝相應的半軸，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)通過導線與總場磁力儀(22)連接； ②調整三角架使垂直線圈處在垂直狀態，水平線圈處在水平狀態，水平線圈方位角為D0，垂直線圈和水平線圈均採用亥姆霍茨線圈； ③調整激磁電源開關，使激磁電源對垂直線圈不加電，用總場磁力儀測量無附加磁場的地磁場T。； ④調整激磁電源開關，使激磁電源對垂直線圈反向加電，電源強度為I，垂直線圈產生垂直向上的磁場Tf ,用總場磁力儀測量磁場Tf與地磁場的合成磁場iL1 ; ⑤調整激磁電源開關，使激磁電源對垂直線圈反向加電，電源強度為21，垂直線圈產生垂直向上的磁場2Tf，用總場磁力儀測量磁場2Tf與地磁場的合成磁場T_2，用計算磁場垂直分量Z、水平分量H和地磁傾角I，計算方法如下:
【文檔編號】G01V3/40GK103941299SQ201410154432
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月17日 優先權日:2013年7月30日
【發明者】高建東 申請人:中國冶金地質總局山東正元地質勘查院