3 高精度磁力儀

加拿大GEM公司是專門研發(fā)和生產(chǎn)磁力儀的專業(yè)公司，已有三十多年歷史。其生產(chǎn)的磁力儀被公認(rèn)為磁力儀的標(biāo)準(zhǔn)系列。該公司研發(fā)和生產(chǎn)的磁力儀共有7個(gè)系列，每個(gè)系列中都有多個(gè)品種。但在礦產(chǎn)資源勘探中最常用的是GSM－19TV7標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)子磁力儀及梯度儀和GSM－19Overhauser高精度磁力儀及梯度儀。

2004年至2011年，國內(nèi)有關(guān)單位從該公司購買了1000多臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)子旋進(jìn)磁力儀和近百臺(tái)高精度Overhauer磁力儀以及近200臺(tái)（套）標(biāo)量磁力儀、鉀光泵磁力儀、矢量磁力儀和磁通門磁力儀。

3.1 產(chǎn)品型號(hào)

1）GSM－19TV7質(zhì)子磁力儀

GSM－19T質(zhì)子磁力儀的應(yīng)用領(lǐng)域主要包括：磁場(chǎng)填圖、礦產(chǎn)資源勘探、石油天然氣構(gòu)造普查、考古、地震預(yù)報(bào)等。

圖27 GSM－19TV7質(zhì)子磁力儀

GSM－19T質(zhì)子磁力儀系列產(chǎn)品包括六種型號(hào)：

（1）GSM－19T標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)子旋進(jìn)磁力儀；

（2）GSM－19TW標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)子旋進(jìn)磁力儀＋步行模式（walkmag）；

（3）GSM－19TV標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)子旋進(jìn)磁力儀＋甚低頻；

（4）GSM－19TG標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)子旋進(jìn)儀＋梯度模式（gradmag）；

（5）GSM－19TGW 標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)子旋進(jìn)磁力儀＋梯度模式＋步行模式；

（6）GSM－19TGWV標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)子旋進(jìn)磁力儀＋梯度模式＋步行模式＋甚低頻。

2）GSM－19TOverhauer高精度磁力儀

Overhauer磁力儀是運(yùn)用GEM公司的獨(dú)特技術(shù)開發(fā)出來的高精度磁力儀，它具有比普通磁力儀更多的優(yōu)點(diǎn)，分辨率和靈敏度和光泵磁力儀相當(dāng)，但操作更簡單、使用更方便，而且價(jià)格相對(duì)光泵磁力儀更優(yōu)惠，必將成為未來高精度磁測(cè)的主流產(chǎn)品。

Overhauser高精度磁力儀的應(yīng)用領(lǐng)域主要包括：高精度礦產(chǎn)資源探測(cè)、含油氣盆地構(gòu)造探測(cè)、工程和環(huán)境勘探、地下埋藏物和管線探測(cè)、地震和火山前兆觀測(cè)、考古、對(duì)物質(zhì)磁性的高精度測(cè)量等。

GSM－19Overhauser高精度磁力儀系列產(chǎn)品包括九種型號(hào)：

（1）GSM－19Overhauser高精度磁力儀；

（2）GSM－19WOverhauser高精度磁力儀＋步行模式；

（3）GSM－19VOverhauser高精度磁力儀＋甚低頻；

（4）GSM－19GOverhauser高精度磁力儀＋梯度模式；

（5）GSM－19GV Overhauser高精度磁力儀＋梯度模式＋甚低頻；

（6）GSM－19WV Overhauser高精度磁力儀＋步行模式＋甚低頻；

（7）GSM－19GW Overhauser高精度磁力儀＋梯度模式＋步行模式；

（8）GSM－19GWV Overhauser高精度磁力儀＋梯度模式＋步行模式＋甚低頻；

（9）GSM－19GW4Overhauser 4個(gè)探頭 Overhauser步行磁力梯度儀。

注：上述型號(hào)均可配備內(nèi)置GPS模塊（選件）。

圖28 Overhauser高精度磁力儀

3.2 技術(shù)指標(biāo)

1）GSM－19TV7質(zhì)子磁力儀

靈敏度：0.05nT（1s采樣間隔），0.05（4s采樣間隔）；

分辨率：0.01nT

絕對(duì)精度：±0.2nT

動(dòng)態(tài)范圍：20000到120000nT

梯度容差：＞7000nT／m

采樣率：日變站時(shí)3～60s可選，移動(dòng)觀測(cè)等待時(shí)間3～10s可選，步行模式0.5～2s可選，快速步行模式0.2～2s可選。

溫飄：0.0025nT／℃（環(huán)境溫度為0～－40℃）；0.0018nT／C（環(huán)境溫度為0～＋55℃）

工作溫度：－40℃～＋55℃

尺寸及重量：

主機(jī)：223×69×240mm，重2.1kg；

傳感器：170mm（長）×75mm（直徑），重2.2kg

工作模式：

流動(dòng)站：mobile、grad時(shí)手動(dòng)觀測(cè)（3～10s同步等待，可無等待測(cè)量）；walk、walkgrad模式時(shí)0.5～2s間隔自動(dòng)采樣（可擴(kuò)展至0.2s），測(cè)量輸出點(diǎn)線號(hào)、磁場(chǎng)值、信號(hào)質(zhì)量、測(cè)量時(shí)間、梯度值（梯度模式時(shí)）、點(diǎn)位坐標(biāo)（使用內(nèi)置GPS時(shí)）。

基點(diǎn)站：3～3600s可選，自動(dòng)讀取磁場(chǎng)值，輸出磁場(chǎng)值、時(shí)間和信號(hào)質(zhì)量。

遙控：可選擇RS232接口進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和實(shí)時(shí)傳輸。

輸入與輸出：RS232接口數(shù)字輸出或應(yīng)用6針防水插頭（選項(xiàng)）作模擬輸出。

2）GSM－19TOverhauer高精度磁力儀

靈敏度：＜0.015nT

分辨率：0.01nT

絕對(duì)精度：±0.1nT

動(dòng)態(tài)范圍：20000到120000nT

梯度容限：＞10000nT／m

采樣率：步行模式 Overhauser：2，1，0.5，0.2s；

基站Overhauser：3～60s

溫飄：0.0025nT／℃（環(huán)境溫度為0到－40℃）；

0018nT／℃（環(huán)境溫度為0到＋55℃）

工作溫度：－40℃～＋55℃

尺寸及重量：

主機(jī)：223×69×240mm，重2.1kg

探頭：175mm（長）×75mm（直徑），重1.0kg

工作模式：

流動(dòng)站：根據(jù)配置選項(xiàng)可實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)采樣或連續(xù)采樣（配置步行模式時(shí)）

基站：每3～3600秒自動(dòng)存儲(chǔ)一次觀測(cè)值、時(shí)間、日期和信號(hào)質(zhì)量

遙控：可選擇RS232接口進(jìn)行遙控測(cè)量或數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸

輸入與輸出：RS232接口數(shù)字輸出或應(yīng)用6針防水插頭（選項(xiàng)）作模擬輸出

3.3 設(shè)計(jì)原理

1）GSM－19TV7質(zhì)子磁力儀

GSM－19TV7標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)子磁力儀利用富含質(zhì)子氫的液體產(chǎn)生旋進(jìn)信號(hào)。它使用的液體可以提供非常高的氫密度，并且在操作時(shí)沒有危險(xiǎn)。

讓極化直流電流通過繞在富含質(zhì)子氫液體探頭的線圈上，便會(huì)產(chǎn)生100高斯（Gauss）的輔助磁通密度。質(zhì)子被極化至較強(qiáng)的凈磁化強(qiáng)度，與較強(qiáng)的磁通密度達(dá)到熱平衡。

當(dāng)輔助磁通終止時(shí)，被“極化”的質(zhì)子即發(fā)生旋進(jìn)而重新恢復(fù)為正常的磁通密度狀態(tài)。根據(jù)以下公式，質(zhì)子的旋進(jìn)頻率f。與磁通密度B（單位為特斯拉Teslas，T）有直接關(guān)系：

對(duì)質(zhì)子旋進(jìn)的測(cè)量必須按序進(jìn)行，即先有一個(gè)初始極化，接著進(jìn)行頻率測(cè)量，然后這個(gè)循環(huán)不斷重復(fù)。這不同于在氫核被極化的同時(shí)進(jìn)行旋進(jìn)測(cè)量的連續(xù)測(cè)量法。

2）GSM－19TOverhauer高精度磁力儀

當(dāng)把特殊的含有不成對(duì)電子的液體與氫原子結(jié)合起來、并在射頻（RF）磁場(chǎng)的極化下便產(chǎn)生Over－h(huán)auser效應(yīng)。也即不成對(duì)的電子將其自身的極化強(qiáng)度傳輸給氫原子后，產(chǎn)生了很強(qiáng)的進(jìn)動(dòng)信號(hào)，這種進(jìn)動(dòng)信號(hào)對(duì)總磁場(chǎng)強(qiáng)度值具有很高的靈敏度，并可用簡單的方程式表達(dá)。于是通過測(cè)量進(jìn)動(dòng)信號(hào)，便可測(cè)出總磁場(chǎng)強(qiáng)度。此種磁力儀稱為Overhause磁力儀。

由于產(chǎn)生射頻（RF）磁場(chǎng)所需的能量很小，并且其頻段處于進(jìn)動(dòng)信號(hào)頻率之外，從而消除了測(cè)量噪聲，所以O(shè)verhauser磁力儀功耗特別低，精度很高。此外，射頻磁化過程和進(jìn)動(dòng)信號(hào)的測(cè)量過程可以同步進(jìn)行，因此觀測(cè)效率高，可以高速采樣。

Overhauser磁力儀探頭是專利性創(chuàng)新產(chǎn)品，它是電子學(xué)設(shè)計(jì)和量子磁力化學(xué)的最佳結(jié)合。在電子學(xué)方面，探頭內(nèi)含有反向串聯(lián)的雙拾取線圈，以壓制環(huán)境噪聲干擾，例如大氣噪聲等。在量子磁力化學(xué)方面，探頭內(nèi)充填屬于公司專利的溶有自由電子的富氫液體，從而增加了在射頻極化磁場(chǎng)作用下所產(chǎn)生的進(jìn)動(dòng)信號(hào)強(qiáng)度。在材質(zhì)方面探頭尺寸很小，很輕又牢固。探頭的所有材質(zhì)都是經(jīng)過仔細(xì)選擇的非磁性物，以最大地提高信噪比。探頭方向性很小，在赤道附近也可對(duì)磁場(chǎng)進(jìn)行精確地測(cè)量，在野外測(cè)量時(shí)可以不必注意探頭的放置方向。

3.4 主要性能及特點(diǎn)

1）GSM－19TV7質(zhì)子磁力儀

GSM－19TV7質(zhì)子旋進(jìn)磁力儀采用了大量新技術(shù)，因而性能及精度遠(yuǎn)高于其它質(zhì)子旋進(jìn)磁力儀。

（1）全方位磁探頭，無指北要求，非常有利于野外工作；

（2）靈活設(shè)置測(cè)線號(hào)和測(cè)點(diǎn)號(hào)；

（3）具有觀測(cè)質(zhì)量監(jiān)控功能，可以及時(shí)處理質(zhì)量不合格的數(shù)據(jù)；

（4）可在主機(jī)屏幕上實(shí)時(shí)顯示觀測(cè)磁場(chǎng)變化曲線；

（5）通過RS232接口，快速下載或上傳觀測(cè)數(shù)據(jù)，速率高達(dá)115200bps；

（6）分辨率高達(dá)0.01nT，靈敏度達(dá)0.05nT，絕對(duì)精度±0.2nT，在所有質(zhì)子磁力儀中水平最高；

（7）具有獨(dú)一無二的編程式（預(yù)設(shè)）基站觀測(cè)功能，軟件進(jìn)行日變校正；

（8）使用GSM－19T的 Walking Mag采集模式儀器可以按照預(yù)設(shè)的時(shí)間間隔自動(dòng)讀取磁場(chǎng)值，從而獲得近乎連續(xù)的觀測(cè)剖面；

（9）配置GPS時(shí)（可選），用戶可以在辦公室內(nèi)把設(shè)計(jì)好的觀測(cè)點(diǎn)位坐標(biāo)輸入到儀器，在野外就可以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航定位功能；

（10）基站觀測(cè)和野外流動(dòng)觀測(cè)之間具有高精度的時(shí)間同步，這對(duì)于在磁干擾地區(qū)和保證高精度的觀測(cè)結(jié)果是非常重要的。

2）GSM－19TOverhauer高精度磁力儀

Overhauser磁力儀把高精度的數(shù)據(jù)采集，高工作效率和高度穩(wěn)定性有效地結(jié)合在一起，它的觀測(cè)精度與昂貴的銫光泵一致，但在穩(wěn)定性和功耗具有獨(dú)到的優(yōu)點(diǎn)。

（1）高靈敏度、高分辨率（5m或1m）和高觀測(cè)精度，操作速度快（每秒可達(dá)5個(gè)數(shù)據(jù)）；

（2）超級(jí)全方位磁探頭；

（3）測(cè)量之前無需預(yù)熱，易于野外操作；

（4）最小采樣間隔0.2s，可在測(cè)線上獲取近乎連續(xù)的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)；

（5）32Mb大容量存儲(chǔ)器，在移動(dòng)模式可存1465623個(gè)讀數(shù)；基站模式可存5373，951個(gè)讀數(shù)；步行模式可存2，686975個(gè)讀數(shù)；梯度模式可存1240142個(gè)讀數(shù)；

（6）具有獨(dú)一無二的編程式（預(yù)設(shè)）基站觀測(cè)功能；

（7）最高支持115200bps快速數(shù)據(jù)傳輸；

（8）可搭配內(nèi)置高精度GPS（DGPS），實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)導(dǎo)航、定位功能，定位精度可達(dá)1m以上。

（9）溫度范圍寬（標(biāo)準(zhǔn)型從－40℃～＋55℃；可選型從－55℃～60℃），可在極端的氣候條件下使用；

（10）牢固的硬件的設(shè)計(jì)，使用壽命長，適應(yīng)性強(qiáng)；

（11）幾乎無需保養(yǎng)，確保了更低的使用成本。

3.5 使用方法

在確認(rèn)探頭與主機(jī)連接良好后，按下前面板鍵盤的B鍵開機(jī)接通電源，在主菜單中按A鍵選擇調(diào)查模式，一種為移動(dòng)，一種為基站。選擇好模式后再進(jìn)行菜單的設(shè)置，基值可根據(jù)所處地區(qū)的地球基本磁場(chǎng)值（查表）進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置好后按A鍵開始觀測(cè)。觀測(cè)完成后，把主機(jī)與電腦連接，按1鍵進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，傳輸速率自行選擇，傳輸完畢后，此過程完畢。日變校正方法：打開采集軟件選擇工具，選中日變校正后，分別導(dǎo)入基站文件和移動(dòng)站文件，按確認(rèn)日變校正鍵即完成。

注意事項(xiàng)：磁力儀內(nèi)置電池為12V2.2Ah可充電蓄電池在長時(shí)間不使用的情況下也要定期充電，否則會(huì)大大減少蓄電池的使用壽命。在充電時(shí)先要把充電器與主機(jī)連接好再接通交流電源。

3.6 應(yīng)用實(shí)例

圖29為利用GSM－19T質(zhì)子磁力儀和梯度儀對(duì)河北某鉛鋅礦區(qū)進(jìn)行磁法掃描的總場(chǎng)異常（左）和梯度異常（右）平面圖，圖中黑色實(shí)線為地質(zhì)界線，本區(qū)覆蓋層為張家口組火山巖，局部有太古代老地層和斑巖巖體出露，測(cè)區(qū)南部為一古代火山口，并有兩條北東向斷裂穿過測(cè)區(qū)。根據(jù)標(biāo)本物性測(cè)定結(jié)果，張家口組火山巖層磁化率高而亂的特征，斑巖巖體和太古代老地層巖石這磁化率較低。

從總場(chǎng)磁異常圖中可以看出，其異常特征基本反應(yīng)出了該區(qū)地質(zhì)特征：測(cè)區(qū)西南綠色和淺藍(lán)色區(qū)域和斑巖巖體對(duì)應(yīng)，北側(cè)的弱磁異常（藍(lán)綠色或青色部分）為太古代老地層出露區(qū)或第四系覆蓋區(qū)，測(cè)區(qū)中部和東南部測(cè)線邊緣的紅色區(qū)域（高磁異常）則對(duì)應(yīng)于張家口組火山巖出露區(qū)，西南部突出部分紅色區(qū)域?yàn)槠扑榛鹕娇诋惓?，中南部北東向綠色區(qū)域則和一穿過測(cè)區(qū)的北東向斷裂對(duì)應(yīng)。但是從圖中也可以看出，異常梯度變化帶（紅色和綠色交界區(qū)域）和已知地質(zhì)界線并非完全對(duì)應(yīng)，該變化帶相對(duì)已知地質(zhì)界線整體向南平移了（這是北半球磁異常的一般特征）。因此我們對(duì)該區(qū)進(jìn)行了梯度測(cè)量（右圖），從圖中可以看出所有地質(zhì)界線和梯度異常變化完全對(duì)應(yīng)，取得了非常好的地質(zhì)解釋結(jié)果。

圖29

4 SummitⅡplus地震儀

多數(shù)金屬礦床產(chǎn)于巖漿巖和變質(zhì)巖環(huán)境下，它們往往沒有明顯的波阻抗差；同時(shí)多數(shù)金屬礦床，在山區(qū)，地形復(fù)雜不便施工，常規(guī)地震數(shù)據(jù)處理方法效果不佳，因此在金屬礦床勘探中很少使用地震方法。

近年來隨著超輕便型地震儀的研制成功，以及地震數(shù)據(jù)處理方法的提高，在金屬礦勘探中地震方法逐漸引起人們的重視。

4.1 金屬礦地震數(shù)據(jù)處理方法

北京濃特森公司薛愛民博士開發(fā)了多項(xiàng)金屬礦地震勘探數(shù)據(jù)處理技術(shù)并在金屬勘探中獲得很好效果。

4.1.1 無拉伸動(dòng)校正技術(shù)和疊加成像技術(shù)

圖30為無拉伸動(dòng)校正道集，右圖為常規(guī)的動(dòng)校正道集?？梢姵Ｒ?guī)動(dòng)校正經(jīng)過拉伸切除淺部數(shù)據(jù)后，所剩數(shù)據(jù)很少。無拉伸動(dòng)校正保留了大部分?jǐn)?shù)據(jù)，沒有降低疊加次數(shù)，降低了噪聲。

4.1.2 無射線層析靜校正技術(shù)

在山區(qū)，地表?xiàng)l件不好，不僅地形起伏大，最主要是基巖裸露，靜校正問題嚴(yán)重。一般的折射波靜校正和射線層析靜校正方法不能有效獲取靜校正量。無射線層析成像靜校正為山區(qū)地震勘探提供了有效的工具。圖31說明了常規(guī)層析靜校正在求取速度結(jié)構(gòu)時(shí)引起的射線陰影區(qū)問題，圖中橢圓體代表地表不均勻或基巖裸露區(qū)，地震射線在此被偏轉(zhuǎn)，導(dǎo)致靜校正錯(cuò)誤，影響速度求取。無射線層析靜校正應(yīng)用有限差分法對(duì)速度結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算，從而避免了此類問題，提高了靜校正的精度。

4.1.3 起伏地表疊前偏移技術(shù)

圖32（上）是計(jì)算模型，包括地地表起伏和復(fù)雜的淺郵構(gòu)造。

圖32（中）是常規(guī)的疊加前偏移技術(shù)，可見地表起伏影響很大，淺部構(gòu)造成像失真。

圖30

圖31 常規(guī)層析成像校正方法中遇到淺層不均勻體引起的陰影區(qū)問題

圖32（下）是起伏地表疊加前偏移技術(shù)，可見成像結(jié)果真實(shí)的反映構(gòu)造特點(diǎn)。

圖32

4.2 地震法在金屬勘探中的應(yīng)用實(shí)例

4.2.1 圈定與成礦有關(guān)的巖體

由于巖體內(nèi)部不存在波阻抗差，所以沒有反射信號(hào)出現(xiàn)，在反射剖面上是透明的，見圖33。圖中斷裂是根據(jù)反射波組的相位差圈定的。

圖33 某地礦體與侵入巖密切相關(guān)，地震剖面可見到非常好的巖體反映。

4.2.2 探測(cè)巖體接觸帶的礦體賦存部位

該區(qū)淺層有較好的反射界面存在，呈似弧形分布，但深層沒有反射信息，圖34淺層似弧形反射帶是巖體與圍巖的接觸帶，礦體分布在接觸帶內(nèi)，深部反射透明體是巖漿侵入體。

圖34 低頻剖面，可見到礦體基本輪廓

4.2.3 圈定礦體賦存地帶

愛爾蘭的Navan鉛鋅礦賦存于深650m的灰?guī)r之中，為探測(cè)深至1000m的控礦構(gòu)造和礦產(chǎn)發(fā)育情況，采用Summit地震儀進(jìn)行了詳細(xì)的反射法地震勘探。地震反射剖面如圖35a所示，結(jié)合鉆井資料解釋后的地質(zhì)斷面如圖35b所示?？梢姷V體在深部呈層狀展布并被次級(jí)斷裂切割。

圖35

4.3 SummitⅡplus地震儀

SummitⅡplus地震儀是德國DMT公司研發(fā)的最新一代地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。DMT公司位于德國埃森高技術(shù)園區(qū)，它已有150多年歷史，其營業(yè)范圍包括物探儀器研發(fā)和生產(chǎn)，承包和咨詢物探測(cè)量任務(wù)以及資料處理和解釋，礦山和工程設(shè)計(jì)，安全開采，煤炭綜合利用等眾多領(lǐng)域。

SummitⅡplus地震儀的前身是Summit地震儀。Summit地震儀自1997年進(jìn)入中國市場(chǎng)，共有用戶48家，總道數(shù)約12000道。它們分布在煤田勘探，石油勘探，中國地震局系統(tǒng)，地礦系統(tǒng)，水利系統(tǒng)，高等院校和研究單位。Summit地震儀在中國的8年應(yīng)用中獲得了用戶的好評(píng)，同時(shí)用戶也對(duì)使用中的問題提出了很多寶貴意見。德國DMT公司針對(duì)這些意見和世界上地震儀的發(fā)展趨勢(shì)，2006年初推出了新一代“SummitⅡplus地震儀”，至2011年，SummitⅡplus地震儀在中國已擁有用戶33家。使用表明，SummitⅡplus非常穩(wěn)定，幾乎無故障，操作方便，生產(chǎn)效率高。

圖36 SummitⅡplus地震儀

4.3.1 技術(shù)指標(biāo)

采樣率：1／48，1／32，1／16，1／8，1／4，1／2，1，2，4，8ms

道記錄長度：0.5K，1.0K，1.5K……

120K動(dòng)態(tài)模式；

40K動(dòng)態(tài)模式，包括疊加；

60K可控震源模式；

30K可控震源模式；包括疊加

采集站道數(shù)：2

前放增益：0dB，20dB or 40dB

分辨率：24位

最大輸入信號(hào)：2.0Vpp，5.6Vpp

輸入阻抗（差分方式）：20kΩ

瞬時(shí)動(dòng)態(tài)范圍；≥120dB

等效輸入噪聲：＜0.2μv＠2ms

道間串音抑制：≥112dB道間

全諧波畸變：≤0.0005%

共模抑制：≥100dB

增益精度：1% （所有道之間）

時(shí)間精度：5ppm（所有道之間）

模擬去假頻率波器：7，2kHz，6dB／頻程

低切濾波器：1Hz，6dB／頻程

重量及尺寸：1.2kg，190×160×80mm

工作溫度：－30℃～＋80℃

電源電壓：9～36V

數(shù)字去假頻濾波器：19.2KHz＠1／48ms；12.8KHz＠1／32ms；6.4KHz＠1／16MS；3.2KHz＠1／8MS；1.6KHz＠1／4MS；800Hz＠1／2MS；400Hz＠1ms；200Hz＠2ms；100Hz＠4ms；50Hz＠8ms

帶通波紋：＋／－0.05dB

內(nèi)置測(cè)試功能：正弦波、脈沖、儀器噪聲、檢波器節(jié)躍、掃描信號(hào)傳輸、自相關(guān)

系統(tǒng)檢測(cè)：電池電壓、等效輸入噪聲、畸變、瞬時(shí)動(dòng)態(tài)范圍、共模抑制比、道間串音、時(shí)間精度

檢波器檢測(cè)：阻抗、自然頻率、噪聲、阻尼

功耗：平均0.7W

4.3.2 設(shè)計(jì)原理

從圖37可見，來自檢波器的信號(hào)通過模擬開關(guān)（控制測(cè)試功能）后，可由變?cè)鲆媲胺欧糯?，再由山雙24位A／D轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，然后由高性能信號(hào)處理器DSP按程序菜單進(jìn)行各種控制和數(shù)據(jù)處理，例如地震數(shù)據(jù)采集參數(shù)設(shè)置，各種功能和技術(shù)參數(shù)（包括檢波器參數(shù)）測(cè)試，垂直疊加處理，疊加相關(guān)和替加相關(guān)以及隨機(jī)相關(guān)處理等等?？删幊檀鎯?chǔ)器和程序存儲(chǔ)器負(fù)責(zé)負(fù)責(zé)程序修改和存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器負(fù)責(zé)地震數(shù)據(jù)的臨時(shí)存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)傳輸負(fù)責(zé)將地震數(shù)據(jù)傳輸給主機(jī)。圖37右半部分是電源設(shè)計(jì)原理，電源由微控制器控制，保證±5V的穩(wěn)定輸出。

圖37 Summit II plus地震儀的設(shè)計(jì)原理

4.3.3 使用方法

Summit II plus地震儀集中供電型和分離供電型，使用方法相同，只是供電方式有所差異。集中供電型是通過中繼站給一組數(shù)據(jù)采集站（8～15個(gè)）供電，分離供電型是用微型可充電電池給每個(gè)數(shù)據(jù)采集站供電。

在野外首先要根據(jù)設(shè)計(jì)布置好地震排列（分二維和三維），每隔300m加一個(gè)中繼站用以增強(qiáng)傳輸?shù)牡卣鹦盘?hào)，在排列的任何地點(diǎn)均可與主機(jī)連接（圖38）。

圖38 Summit II plus地震儀二維排列

在施工前要根據(jù)工作仟?jiǎng)?wù)試驗(yàn)好炮點(diǎn)距，在正式記錄前要根據(jù)任務(wù)要求在主機(jī)的“預(yù)置”菜單上設(shè)置地震數(shù)據(jù)采集的相關(guān)參數(shù)，然后測(cè)試儀器和檢波器的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，對(duì)于不符合者進(jìn)行檢查和替換。完成上述工作后便可放炮、記錄和數(shù)據(jù)質(zhì)量檢視。每放一炮點(diǎn)后，按設(shè)置要求進(jìn)行滾動(dòng)。

4.3.4 主要性能和特點(diǎn)

（1）非常輕便：一套480道Summit II plus系統(tǒng)包括Summit單元272個(gè)（重約320kg），電源30個(gè)（重約54kg），各種數(shù)據(jù)傳輸電纜總長11100m、共重約450kg，由一臺(tái)筆記本電腦擔(dān)當(dāng)主機(jī)控制器。

（2）適應(yīng)任何野外工作壞境：由于SummitⅡplus系統(tǒng)非常輕便，道間距可變，采集站具有自身的物理地址，所以它可以在地形復(fù)雜的山區(qū)、沼澤區(qū)、森林區(qū)、村莊密集區(qū)、高速路以及河流阻隔等地區(qū)順利的布置三維觀測(cè)系統(tǒng)。

（3）組成靈活，道間距可變：一套480道SummitⅡplus系統(tǒng)可以分解成兩個(gè)或多個(gè)獨(dú)立的地震隊(duì)，只要增加一個(gè)或多個(gè)USB接口便可；相反，一個(gè)小型的Summit地震隊(duì)，可以任意擴(kuò)展為大型的隊(duì)伍，只要增加采集站和相應(yīng)的中繼站便可。

（4）最高采樣率1／48ms：可以采集高達(dá)幾千赫茲的地震信號(hào)用于探測(cè)超淺層和薄層結(jié)構(gòu)。采樣率與工作道數(shù)無關(guān)。

（5）沒有模擬大線：由于每個(gè)數(shù)據(jù)采集站只含兩個(gè)數(shù)據(jù)道，所以檢波器非常靠近采集站，省掉了模擬大線，避免了外界干擾。

（6）采集站功能齊全，道數(shù)可無限擴(kuò)展：每個(gè)SummitⅡplus數(shù)據(jù)采集站都是一個(gè)獨(dú)立的地震數(shù)據(jù)采集單元，內(nèi)置功能強(qiáng)大的數(shù)字處理器，可以對(duì)地震信號(hào)進(jìn)行疊加和相關(guān)處理，可以對(duì)儀器和檢波器的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)和打印輸出。由于每個(gè)采集站都是獨(dú)立的單元，工作道數(shù)可無限擴(kuò)展。

（7）當(dāng)與可控震源連接時(shí)，可實(shí)現(xiàn)疊前相關(guān)或疊后相關(guān)；當(dāng)與隨機(jī)震源連接時(shí)，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)相關(guān)。

4.3.5 使用范圍和注意事項(xiàng)

Summit II plus可用于石油和天然氣勘探、礦產(chǎn)資源勘探、地基礎(chǔ)勘探、煤田勘探、活斷層勘探和各種工程勘探。

使用是，應(yīng)注意：

①工區(qū)施工前先將檢波器埋在一起，做檢波器的一致性測(cè)試。

②布線收線時(shí)不要拉拽數(shù)據(jù)傳輸電纜，以避免采集單元接頭與數(shù)據(jù)傳輸電纜的損壞。

③采集單元和中繼站全部連接后做儀器的日檢（每月還要做月檢）。檢測(cè)項(xiàng)目包括：噪聲、動(dòng)態(tài)范圍、道間串音、共模抑制、畸變相位精度、檢波器指標(biāo)等。