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1、北京欧华联科技有限责任公司 地址：北京市海淀区建材城东路 26 号 21 世纪大厦 C 座三层 联系电话：010-82920623E-mail： 网址： 1加拿大 GEM 公司 GSM 系列磁力仪介绍北京欧华联科技有限责任公司电话：010-82920623网址：邮箱：地址：北京市海淀区建材城东路 26号 21 世纪大厦 C 座 3 层北京欧华联科技有限责任公司 地址：北京市海淀区建材城东路 26 号 21 世纪大厦 C 座三层 联系电话：010-82920623E-mail： 网址： 2一 序言磁法勘探（简称磁法）是通过利用磁法设备观测和分析由岩石、矿石或其它探测对象磁性差异所引起的磁异常，进
2、而研究地质构造和矿产资源或其它探测对象分布规律的一种地球物理方法。是发展最早、运用最广、技术最成熟的物探方法之一。加拿大 GEM 公司是一家拥有三十多年历史专的门研发和生产磁力仪的公司。其生产的磁力仪被公认为磁力仪的标准系列，并销往世界各国。自 2005 年授权北京欧华联科技有限责任公司为中国区唯一代理至今承蒙国内物探领域专家信任，已经销售了近 1000 台各型号磁力仪，用户单位达到 200 多家，是目前国内使用最多的磁法设备之一。其运用领域囊括矿产勘探、石油天然气构造普查、地质填图、考古、地震预报等地球科学的各个分支学科。二 GEM 公司生产的磁力仪系列：目前该公司生产磁力仪产品总共可分为
3、6 个大类，32 个小类，分别用于地面勘探、航空磁测、固定台站观测等方面，本文主要介绍用于地面磁测的几种仪器，详细介绍如下：1 GSM-19T 标准质子旋进磁力仪：是目前销售量最大、使用最广泛的磁力仪。根据不同的运用需要又可以增加不同的配置，例如添加步行（Walking）模式、增加一个探头实现梯度测量等，综合起来可以将标准质子旋进磁力仪细分为下面几种组合模式：GSM19T 标准质子旋进磁力仪GSM19TW 标准质子旋进磁力仪+步行模式GSM19TG 标准质子旋进磁力仪+梯度测量功能GSM19TGW 标准质子旋进磁力仪+梯度测量功能+步行模式2 GSM-19 高精度 Overhauser 磁力仪
4、 ：该系列磁力仪主要设计原理是利用射频照射质子使其产生 Overhauser 效应，从而获得高精度、高稳定的磁场值。其配置方法和 GSM-19T 相同。上述两种仪器系列均可搭载高精度 GPS。北京欧华联科技有限责任公司 地址：北京市海淀区建材城东路 26 号 21 世纪大厦 C 座三层 联系电话：010-82920623E-mail： 网址： 3三 仪器配置及技术指标1 GSM-19T 质子磁力仪GSM-19T 质子旋进磁力仪由于其价格低、精度高、稳定性好等特征一直是使用最普遍磁力仪，截至 2010 年底已经销售该类型磁力仪（包括标准型梯度仪）800 多台（套） ，其运用领域包括矿产资源勘探、
5、地质填图、环境和工程勘察等。图 1GSM19T 标准质子旋进磁力仪及野外工作模式2 工作原理质子旋进磁力仪利用富含质子氢的液体产生旋进信号。它使用的液体可以提供非常高的氢密度，并且在操作时没有危险。让极化直流电流通过绕在富含质子氢液体探头的线圈上，便会产生 100 高斯（Gauss）的辅助磁通密度。质子被极化至较强的净磁化强度，与较强的磁通密度达到热平衡。当辅助磁通终止时，被“极化”的质子即发生旋进而重新恢复为正常的磁通密度状态。根据以下公式，质子的旋进频率 f0与磁通密度B（单位为特斯拉Teslas,T）有直接关系：f0=( p/2)B p/2=42.5763751MHz/T 对质子旋进的测
6、量必须按序进行，即先有一个初始极化，接着进行频率测量，然后这个循环不断重复。这不同于在氢核被极化的同时进行旋进测量的连续测量法。3 GSM19T 标准质子旋进磁力仪主要优点GSM19T 采用了大量新技术，因而不同于其它质子旋进磁力仪，例如：北京欧华联科技有限责任公司 地址：北京市海淀区建材城东路 26 号 21 世纪大厦 C 座三层 联系电话：010-82920623E-mail： 网址： 4 它集成了高精度 GPS（可选） 可在主机屏幕上实时显示观测磁场剖面图； 可自由选择点、线号的增减； 分辨率高达 0.01nT,灵敏度达 0.05nT，绝对精度0.2nT 在所有质子磁力仪中水平最高； 大
7、容量存储器（32M） ，可存储 3,303,000 个读数； 具有独一无二的可程序化的基点站观测功能，软件进行日变校正； 使用 GSM19T 的 WalkingMag 采集模式，可保证操作员在野外随走随采集磁场数据，从而获得连续的观测剖面；图 2 标准的野外单点采集模式和 walk mag（连续自动采样模式）在同一测线上的异常剖面对比（蓝色实线为连续观测结果，黑色点画线为单点采样结果） GSM19T 的另一项创新是，用户可以在办公室内把设计好的观测路线和点位输入给 GPS（可选） ，然后由 GPS 指挥操作员在野外按设计进行观测 基点台观测和野外流动观测之间具有高精度的时间同步，这对于在磁干扰
8、地区和保证高精度的观测结果是非常重要的； 具有观测质量监控功能，在测量过程中如果发观某个观测值质量低劣，北京欧华联科技有限责任公司 地址：北京市海淀区建材城东路 26 号 21 世纪大厦 C 座三层 联系电话：010-82920623E-mail： 网址： 5可以进行重复观测且无需重新设置点线号。4 GSM-19T 磁力仪技术指标序号 参数 技术指标1 灵敏度 0.15nT（1 秒采样率） ；0.05nT（4 秒采样率）2 分辨率 0.01nT3 绝对精度 0.2nT（1 秒采样率）4 测量范围 20,000120,000nT5 梯度容差 7000nT/m6 采样率 60+，5,4,3,2,1
9、,0.5s，0.2s ，采样率的使用说明见本 表后面的附注。7 GPS 精度 标准型定位误差1.5m；高精度 CDGPS 精度0.6m8 存储器 32Mb，移动模式可存 1,465,623 个读数；基站模式可存 5,373,951 个读数；步行模式可存 2,686,975 个读数；梯度模式可存 1,240,142 个读数。9 传输速率 最高支持 115,200Bit/s 传输10 规格 主机：223mm69mm240mm探头：170mm71（圆筒直径）mm探杆长度：48mm4 根11 重量 主机：2.1kg；探头和枝干：2.2kg12 工作温度 -40+50注：上述参数为 GEM 公司公布的最
10、新技术指标，今后如有改进，则与新技术指标为准。5 单套 GSM-19T 标准质子旋进磁力仪配置编号 名称 单位 数量 备注1 19T 主机 台 1 根据用户需要可根据用户需要可以在标准型（配置移动和基站模式）的基础上增加步行模式、梯度模式，还可添加 GPS 模块 。2 内置电池 块 1 可外接 12V 电池3 主机背带 套 1 可订购背包架4 19T 探头和连接线套 1 增加梯度模式时增加一套增加梯度模式时增加一套5 磁探头枝干 根 4 梯度模式时 5 根6 嵌入式 GPS 和连接线 套 1 用户根据需要选配7 RS-232 数据线 根 18 串口转 USB 连接线及驱动套 19 电池充电器
11、套 110 仪器运输箱 个 1北京欧华联科技有限责任公司 地址：北京市海淀区建材城东路 26 号 21 世纪大厦 C 座三层 联系电话：010-82920623E-mail： 网址： 611 GEMLinkW 数据传输软件 套 112 中英文操作手册 本 2 中文和英文各一本四 Overhauser 高精度磁力仪1 应用领域Overhauer 磁力仪是运用 GEM 公司的独特技术开发出来的高精度磁力仪，它具有比普通磁力仪更多的优点，分辨率和灵敏度和光泵磁力仪相当，但操作更简单、使用更方便，而且价格相对光泵磁力仪更优惠，必将成为未来高精度磁测的主流产品，国内目前已经采购了五十多套，它主要应用于：
12、 高精度矿产资源探测 含油、气盆地构造探测 工程和环境勘探 地下埋藏物和管线探测地震和火山前兆观测考古对物质磁性的高精度测量 2 工作原理当把特殊的含有不成对电子的液体与氢原子结合起来、并在射频（RF）磁场的极化下便产生 Overhauser 效应。也即，不成对的电子将其自身的极化强度传输给氢原子后，就产生了很强的进动信号这种进动信号对总磁场强度值具有很高的灵敏度，并可用简单的方程式表达。于是通过测量进动信号，便可测出总磁场强度。此种磁力仪称为 Overhause 磁力仪。由于产生射频（RF）磁场所需的能量很小，并且其频段处于进动信号频率图 3 GSM-19 Overhauser 磁力仪实时剖
13、面显示图 4 GSM-19 Overhauser 磁力仪主机及探头北京欧华联科技有限责任公司 地址：北京市海淀区建材城东路 26 号 21 世纪大厦 C 座三层 联系电话：010-82920623E-mail： 网址： 7之外，从而消除了测量噪声，所以 Overhauser 磁力仪功耗特别低，精度很高。此外，射频磁化过程和进动信号的测量过程可以同步进行，因此观测效率高，可以高速采样。3 Overhauser 磁力仪探头Overhauser 磁力仪探头是专利性创新产品，它是电子学设计和量子磁力化学的最佳结合。在电子学方面，探头内含有反向串联的双拾取线圈，以压制环境噪声干扰，例如大气噪声等。在量子磁力化学方面，探头内充填属于公司专利的溶有自由电子的富氢液体，从而增加了在射频极化磁场作用下所产生的进动信号强度。在材质方面探头尺寸很小，很轻又牢固。探头的所有材质都是经过仔细选择的非磁性物，以最大的提高信噪比。探头方向性很小，在赤道附近也可对磁场进行精确地测量，在野外测量时可以不必注意
