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1、应用地磁学 （磁法勘探）姚长利 中国地质大学地球物理学院第三章 磁测仪器1、概述2、机械式磁力仪 3、其他磁力器磁力仪1. 能准确测定所选择的地磁要素或其相对变化， 不受其它要素的影响. Z . (H)；2.能测出强弱不等的磁异常（灵敏度、稳定度、 测程）； 3. 抗干扰能力（温度、磁性材料、地磁纬度变化 ）；4. 条件（野外：轻便；航空：连续、运动状态）对磁力仪性能的要求:1、概述n按照发展历史：分三代n第一代磁力仪：利用永久磁铁与地磁场之 间相互力矩作用原理，或者利用感应线圈 加上辅助机械装置。机械式磁力仪、感应 式航空磁力仪等。1、概述n按照发展历史：分三代n第二代磁力仪：利用核磁共振特
2、性（质子 磁力仪）；利用高磁导率软磁合金材料（ 磁通门磁力仪），辅以复杂的电子线路。 还有光泵磁力仪等。1、概述n按照发展历史：分三代n第三代磁力仪：利用低温量子效应超导磁力仪。1、概述n按照内部结构与物理原理：分两种n机械式磁力仪：悬丝式磁力仪、刃口式磁力仪n电子式磁力仪：质子磁力仪、磁通门磁力仪、光泵磁力仪 、超导磁力仪等1、概述n按照测量地磁场参数及其量值：分两类n相对测量仪器：悬丝式磁力仪(Z )、刃口式磁力仪(Z、 H) n绝对测量仪器：质子磁力仪、磁通门磁力仪、光泵磁力仪、超导 磁力仪等地磁场总强度T1、概述n按照工作领域：n地面磁力仪、航空磁力仪、海洋磁力仪、 井中磁力仪、卫星磁
3、力仪等2、机械式磁力仪一. CS261 型垂 直磁力仪2、机械式磁力仪一. CS261 型垂直磁力仪一. CS261 型垂直磁力仪一. CS261 型垂直磁力仪一. CS261 型垂直磁力仪 oSNP上下地面磁系工作原理SS0西东2、机械式磁力仪f当平衡时，有平衡方程：磁棒磁矩地磁场垂直分量磁棒的偏转角磁系所受重力重力与支点距离d 与 磁 棒 轴 夹 角悬丝的扭力系数2、机械式磁力仪2、机械式磁力仪为光系物镜的焦距（或光臂）此处角很小：2、机械式磁力仪格值相对测 量中，在基点上读一数S1，对应 垂 直分量Z1,在测点上读S2(对应 Z2), 则差值：=2、机械式磁力仪式中 为格值格值的倒数是灵
4、敏度。（调节仪 器的灵敏,如使分子减小,或使分母增大可以提高灵敏度）。2、机械式磁力仪度二. 质子磁 力仪 2、电子式磁力仪1、水（H2O) 的“核子顺磁性”:在外磁场作用下：轨道电子受到磁力作用，发生微弱运 动，显示出水的抗磁性。质子自旋磁矩方向，逐渐转到外磁场方向，表现出“核子顺磁性”。 2、质子磁力仪质子磁力仪(质子自旋磁矩)(无外磁场)质子磁力仪质子磁力仪(有外磁场)质子磁力仪(有外磁场，质子旋进现象)质子磁力仪质子磁力仪(有外磁场)质子磁力仪T(有外磁场，核子顺磁性)质子磁力仪T仪器原理T质子磁力仪H仪器原理T质子磁力仪T质子磁力仪(T-1s-1)T质子磁力仪(nT)质子磁力仪，在线
5、圈内感应电压：希望大 .圆频率质子磁力仪3、其它磁力仪1、光泵磁力仪光泵作用：用光（可见光或红外线） 照射工作物质（He,Cs等），使其原 子能级由低跃迁到高.塞曼分裂：在外磁场作用下，同一能磁次能级，其相邻磁提供测量1、光泵磁力仪次能级差与外磁场成正比级发生分裂磁场的可能。3、其它磁力仪2、磁通门磁力仪磁通门是一种磁测量传感器。磁通门主要由高导磁 率铁芯及两种线圈构成。磁通门是一种磁测量传感器。磁通门主要由高导磁 率铁芯及两种线圈构成。磁通门结构原理草图 铁芯;测量线圈 ;激励线圈铁、钴、镍及其合金、某些锰、银、铝合金均属高 导磁材料。在铁芯外面总共有两组线圈，一组沿两 根铁芯(或环状铁芯两半)对称顺绕，称为激励线圈， 供交变电流。另一组称测量线圈，它绕制在激励线 圈外面;当存在外磁场时线圈两端出现感应电动势。3、其它磁力仪超导磁力仪无定向磁力仪
