质子磁力仪的标定研究

发布时间：2017-10-09 05:29

  本文关键词：质子磁力仪的标定研究

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【摘要】：质子磁力仪是采用质子在地球磁场中的旋进特征,由电子线路控制的高精度地磁场测量仪器。其凭借测量精度高,携带方便,可维护性高等优势成为磁力勘探领域中应用最广泛的一类磁力仪,广泛用于地质勘探、磁场观测、矿产搜寻等领域。作为一种商业产品,需要讨论其技术指标进而对仪器性能做出评价。质子磁力仪工作方式易于实现,密绕线圈中的电流可以激发强磁场,传感器液体中的氢质子被极化成列。当极化场突然消失后,氢质子将在待测磁场中进行拉莫尔旋进,旋进过程中氢质子磁矩切割感应线圈产生拉莫尔信号,根据信号频率计算地磁场值。为了获得质子磁力仪的性能指标,同时为了对磁力仪的研发进行指导,本文从理论上分析了质子磁力仪的若干性能指标,包括:灵敏度,精度,动态范围,温度漂移等。设计实验,将GSM-19型高精度OVERHAUSER磁力仪与实验室自主研发的JOM-2型OVERHAUSER磁力仪进行一级比测,同步测量数据去日变后计算方差,JOM-2的时域灵敏度为0.08n T,频域灵敏度为0.32n T/√;对影响质子磁力仪测量精度的因素进行了讨论,实验测得JPM-2型质子磁力仪的精度为0.26n T,并且测量具有良好的一致性;根据经典亥姆霍兹线圈模型,提出方形亥姆霍兹线圈和圆形梯度线圈方案,理论计算、仿真,制作实物进行实验,测得JPM-2型质子磁力仪的场强范围是30000-120000n T。讨论了环境温度对质子磁力仪测量的影响,分别在夏季和冬季于长春野外地区实测,计算JPM-2型质子磁力仪温度漂移为0.0714n T/℃。
【关键词】：质子磁力仪 灵敏度 动态范围 亥姆霍兹线圈 温度漂移
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH763.1
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 研究背景与意义10-11
• 1.2 国内外进展11-13
• 1.3 论文研究内容13-15
• 第2章 质子磁力仪的工作方式和性能评价15-19
• 2.1 质子磁力仪的工作方式15-16
• 2.2 质子磁力仪的系统设计16-17
• 2.3 关键技术指标17-19
• 第3章 质子磁力仪的稳定性与准确性19-32
• 3.1 质子磁力仪的稳定性19-27
• 3.1.1 质子磁力仪灵敏度的表征方法19-20
• 3.1.2 JOM-2 型OVERHAUSER磁力仪时域灵敏度20-22
• 3.1.3 时域中信号功率与方差的关系22-24
• 3.1.4 JOM-2 型OVERHAUSER磁力仪频域灵敏度24-25
• 3.1.5 影响质子磁力仪灵敏度因素25-26
• 3.1.6 不同采样率下灵敏度评价26-27
• 3.2 质子磁力仪的准确性27-30
• 3.2.1 质子磁力仪的绝对精度27-28
• 3.2.2 影响质子磁力仪精度的因素28-29
• 3.2.3 实验标定JPM-2 型质子磁力仪精度29-30
• 3.3 测量的一致性讨论30-32
• 3.3.1 仪器差与点位差30-31
• 3.3.2 实验测量GSM-19T与JPM-2 一致性31-32
• 第4章 质子磁力仪的动态范围32-50
• 4.1 地磁要素及其分布特征32-35
• 4.1.1 地磁要素与地磁图32-34
• 4.1.2 全球地磁场分布34-35
• 4.2 质子磁力仪的场强范围35-45
• 4.2.1 方形亥姆霍兹线圈设计35-39
• 4.2.2 理论计算线圈中心场强39-40
• 4.2.3 方形亥姆霍兹线圈模型仿真40-43
• 4.2.4 方形亥姆霍兹线圈参数及实物43-44
• 4.2.5 方形亥姆霍兹线圈标定JPM-2 型质子磁力仪44-45
• 4.3 质子磁力仪的梯度容限45-50
• 4.3.1 地磁梯度简介45-46
• 4.3.2 梯度线圈模型及软件仿真46-50
• 第5章 质子磁力仪的温度漂移50-54
• 5.1 质子磁力仪的温漂50
• 5.2 产生温漂的因素及解决措施50-52
• 5.3 实测JPM-2 型质子磁力仪温度漂移52-54
• 第6章 总结与展望54-56
• 6.1 总结54-55
• 6.2 展望55-56
• 参考文献56-59
• 作者简介及科研成果59-60
• 致谢60

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：998413