海洋磁力儀工作原理及應用勞雷工業公司2014年4月內容提要1.地磁測量基礎1.1地磁場及其要素1.2地磁場分布和變化規律1.3地磁場測量表示2.海洋磁力儀工作原理和應用2.1海洋磁力儀光泵技術原理2.2G882海洋磁力儀2.3海洋磁力儀磁測實例2.4數據采集和典型異常體解釋3.附錄（用戶名單）內容提要1.地磁測量基礎1.1地磁場及其要素1.2地磁場分布和變化規律1.3地磁場測量表示2.海洋磁力儀工作原理和應用2.1海洋磁力儀光泵技術原理2.2G882海洋磁力儀2.3海洋磁力儀磁測實例2.4數據采集和典型異常體解釋3.附錄（用戶名單）地球的磁場模型?地球周圍存在地磁場?是復雜的矢量場?近似于一個磁棒的磁場?地磁場的南北極與地理南北極不一致地磁三要素磁場強度F地磁傾角I地磁偏角D

地磁偏角東偏為正西偏為負內容提要1.地磁測量基礎1.1地磁場及其要素1.2地磁場分布和變化規律1.3地磁場測量表示2.海洋磁力儀工作原理和應用2.1海洋磁力儀光泵技術原理2.2G882海洋磁力儀2.3海洋磁力儀磁測實例2.4數據采集和典型異常體解釋3.附錄（用戶名單）地磁場隨時間的變化長期變化：以年為單位的變化，由地球 內部引起短期變化：按日或更短的變化，由太陽 風引起微脈動：周期為0.001到600秒，強度 為千分之幾到幾nT

全球地磁場強度圖極區的強度為60000nT赤道區的強度為30000nT全球地磁傾角圖等傾線與緯線不平行0~30度為低緯區30~70度為中緯區70~90度為高緯區中國的磁傾角范圍約為-10~+70度太陽風示意圖地磁場的日變地磁場強度在一天內連續且比較有規律地變化平均幅度為幾nT到幾十nT

典型的磁日變圖中緯度地區赤道地區磁暴不規則的短期的劇烈變化典型的磁暴圖地磁場的微脈動典型的地磁場微脈動圖內容提要1.地磁測量基礎1.1地磁場及其要素1.2地磁場分布和變化規律1.3地磁場測量表示2.海洋磁力儀工作原理和應用2.1海洋磁力儀光泵技術原理2.2G882海洋磁力儀2.3海洋磁力儀磁測實例2.4數據采集和典型異常體解釋3.附錄（用戶名單）感應磁化任何鐵磁物質在地磁場作用下都會被磁化感應磁化強度的大小為：

I=kF 其中：I為感應磁化強度 k為物體的磁化系數 F為地磁場強度總磁場強度實測的總磁場強度Ｔ為標量，它是正常地磁場與局部異常及各變化磁場之和T=|F正常+dF

異常+T’變化|內容提要1.地磁測量基礎1.1地磁場及其要素1.2地磁場分布和變化規律1.3地磁場測量表示2.海洋磁力儀工作原理和應用2.1海洋磁力儀光泵技術原理2.2G882海洋磁力儀2.3海洋磁力儀磁測實例2.4數據采集和典型異常體解釋3.附錄（用戶名單）光泵原理

原子的能級及躍遷電子在量子化的軌道（能級）上繞核運動除受到滿足玻爾頻率的光照發生躍遷外，電子運行軌道很穩定。（玻而理論）塞曼（1902諾貝爾獎）磁次能級：在外磁場中每個電子能級將分裂成n個能級差相等且與外磁場成正比的磁次能級光泵技術:電子躍遷電子受到滿足一定頻率的光照后發生躍遷光泵技術：電子躍遷后將很快隨機返回，經多次躍遷、返回后所有電子將處于同一能級且不能再躍遷。光泵磁力儀原理先用光泵使所有電子處于同一能級H1線圈加拉莫頻率的電磁場時，電子在塞曼磁次能級間重新發生躍遷，致使光電信號隨之變化。產生拉莫信號。銫原子的拉莫頻率為 f=3.498572*T(nT)光源透鏡濾鏡偏振鏡片光電管透鏡H1線圈吸收室地磁場自激振蕩式光泵磁力儀原理跟蹤式光泵磁力儀：改變跟蹤頻率，尋找光電信號最弱的點。自激振蕩式光泵磁力儀：將光電信號正反饋回H1線圈，尋找使H1回路發生自激振蕩的頻率（70~350KHz對應20k~90KnT)。光源透鏡濾鏡偏振鏡片光電管透鏡H1線圈吸收室地磁場磁探頭的取向為保證信噪比，地磁場與光軸夾角應大于15度小于75度磁探頭盲區光軸75度60度有效區磁力線光泵磁力儀的優點將測磁場轉為測頻率，可達很高精度沒有溫度和零點漂移影響對外磁場變化響應快可連續測量，實現海洋航空磁力測量不需要嚴格定向內容提要1.地磁測量基礎1.1地磁場及其要素1.2地磁場分布和變化規律1.3地磁場測量表示2.海洋磁力儀工作原理和應用2.1海洋磁力儀光泵技術原理2.2G882海洋磁力儀2.3海洋磁力儀磁測實例2.4數據采集和典型異常體解釋3.附錄（用戶名單）GeometricsG882高分辨高采樣率光泵磁力儀

傳感器耐壓殼體深水附加配重姿態配重高度計倉電纜蓋板手柄/重心拖掛點G-882海洋銫光泵磁力儀主要技術指標G882銫光泵磁力儀的優點極高的靈敏度(0.004nT/Hzrms)–相隔很遠就能測到很小的目標物很高的采樣率(最大到10Hz)-高速航行時仍可有效地發現小目標在高梯度區域仍可有效工作(高于5000nT/ft)-在具有大體積的鐵器周圍仍可有效工作儀器非常輕便-可電瓶供電，無需絞車作業方式非常靈活可現場選擇拖掛拖魚的鼻子或重心點-對不同水深都適應可掛在側掃聲吶拖魚后同時工作可組合成垂向或橫向梯度儀-在環境干擾較大時可更有效地發現目標拖魚的投放和回收在甲板上將各接頭抹一點硅脂后接好，將拖魚墊高一米，開機，信號強度合格后，保持開機投放；船以最慢的速度直線航行；將拖魚投放約50米，觀察一段時間，注意電壓電流值、信號強度及磁場值和深度及高度計值；注意：淺水水域投放注意保護（加浮體等），有漁網等障礙物水域要慎重投放，并且派人值守和瞭望；有暗礁、礁石等障礙物水域要特別注意磁力儀的安全

拖魚的投放和回收各信號正常后，繼續投放電纜至約3倍船長，在此過程中要始終檢測各信號并保持慢航速至確認系統工作正常；逐步升高航速至正常測量航速（一般6~8節左右）；測量過程中要注意監測電纜線的“彈撥聲”和張力應為恒定值，發現異常立即減速，回收拖魚；測量過程中如發現信號中斷要立即減速，回收拖魚。拖魚的投放和回收采集數據:系統裝置典型的單探頭和雙探頭（梯度）海洋磁力儀裝置多路調制解調器單探頭或從探頭沒有或主探頭船實時數據記錄和處理GPS磁性體光泵磁力儀對常見目標的典型探測范圍

內容提要1.地磁測量基礎1.1地磁場及其要素1.2地磁場分布和變化規律1.3地磁場測量表示2.海洋磁力儀工作原理和應用2.1海洋磁力儀光泵技術原理2.2G882海洋磁力儀2.3海洋磁力儀磁測實例2.4數據采集和典型異常體解釋3.附錄（用戶名單）磁測實例:

復雜的管道磁場Maricaibo油田LakeMaricaibo,Venezuela用銫光泵磁力儀在水深6-10米處測得的總磁場磁測實例:

沉船的磁場沉沒的貨船(1903),波士頓港用銫光泵磁力儀在水深約20米處測得的總磁場HIGHLOW磁測實例:

斯坦福大學環境測試場磁場圖像磁測實例:

斯坦福大學環境測試場磁場圖像模型體磁場埋藏的鐵桶的磁場19世紀用于灌溉的用鐵絲捆扎的木管陰影浮雕圖清晰地顯示出小的和大的磁測實例:

磁測用于考古法國LaSalle 18世紀早期的考古場地內容提要1.地磁測量基礎1.1地磁場及其要素1.2地磁場分布和變化規律1.3地磁場測量表示2.海洋磁力儀工作原理和應用2.1海洋磁力儀光泵技術原理2.2G882海洋磁力儀2.3海洋磁力儀磁測實例2.4數據采集和典型異常體解釋3.附錄（用戶名單）采集數據Maglog一、設置G882配置參數運行“測量向導”

采集數據Maglog一、設置G882配置參數運行“測量向導”輸入測量文件名設置GPS串口參數

采集數據Maglog一、設置G882配置參數運行“測量向導”輸入測量文件名設置GPS串口參數設置磁力儀串口參數注意硬件類型與實際一致采樣間隔為0.1~1秒

采集數據Maglog一、設置G882配置參數運行“測量向導”輸入測量文件名設置GPS串口參數設置磁力儀串口參數注意硬件類型與實際一致采樣間隔為0.1~1秒將設置參數送往磁力儀運行MaglogNT采集數據一、設置G882配置參數運行“測量向導”輸入測量文件名設置GPS串口參數設置磁力儀串口參數注意硬件類型與實際一致采樣間隔為0.1~1秒將設置參數送往磁力儀需要實時計算拖魚位置時輸入改正參數采集數據Maglog一、設置G882配置參數運行“測量向導”輸入測量文件名設置GPS串口參數設置磁力儀串口參數注意硬件類型與實際一致采樣間隔為0.1~1秒將設置參數送往磁力儀需要實時計算拖魚位置時輸入改正參數輸入打印機設置參數

采集數據Maglog采集數據Maglog開始記錄數據停止記錄數據開始打印數據停止打印數據數據解釋：

單個物體的磁場a鐵球模型總磁場東西向剖面圖鐵球重一噸球心距測量面10米磁傾角60度數據解釋：

單個物體的磁場b鐵球模型總磁場南北向剖面圖北部為負異常，南部為正異常數據解釋：

單個物體的磁場c鐵球模型總磁場T平面圖鐵球重一噸球心距測量面10米磁傾角60度采集數據:

單個磁性體的磁場MAGNETICBODY模型體磁場300米深鐵磁體的典型磁場模型體尺寸20x4x4m,500噸重磁場強度-0.7到0.8nT.Distance(m)MapviewmodelofmagneticanomalyassociatedwithferrousbodyLOWHIGH數據處理:濾波,去跳點,圓滑濾波,去跳點和圓滑

的目的是增加信噪比，剔除假數據尖峰點及圓滑高頻噪聲濾波處理的例子：海底電纜的異常-沒濾波的總場（小黑框中的內容將在下面的片子中詳細顯示）數據處理:濾波改進結果的例子海底電纜的異常-3km濾波

（小黑框中的內容將在下面的片子中詳細顯示）數據處理:濾波改進結果的例子D