王晨光

[摘 要] 磁力儀主要用于測量磁場強度和方向，進行磁場異常數據的搜集和巖石的磁參數測室。質子磁力儀主要研究其測程標定信號源。對質子磁力儀的標定信號源提出在應用中存在的問題及解決方式，為質子磁力儀的改進提出合理化建議。

[關 鍵 詞] 質子磁力儀；原理；標定信號源

一、質子磁力儀的工作原理

在自然界中，因為地球是有一定磁場的，巖石和礦物質在自然界的不斷變換中，也產生了各自不同的磁場。這些磁場讓地球的整個磁場也發(fā)生了一定的變化，出現了地磁異常的現象。我們需要利用相關儀器進行勘探和研究，去分析這些磁性礦物質并對其進行深入的研究。在地質工作中，用于信息收集、數據存儲、信息識別和處理的儀器是地質測量儀，它能夠有效地分析和判斷出地質的整體現象，對地球磁場的微弱變化，也能夠有效地測量和預知。地質儀器勘探的信息范圍非常廣泛，包含了地質的整體構造、地形地貌、地球物理場，也包含了巖石和礦物質的有效參數。土壤和水域中的化學元素以及分布情況，也能夠在地質儀器中顯示。質子磁力儀也是地質勘探工作中最為常見的儀器，它利用了質子氫原子產生旋進信號和磁矩，質子氫的液體能夠供給高密度的氫，在操作時也避免了一些危險。磁力儀通過在地磁場中進行旋轉前進完成敏銳的測量，它的高分辨率和靈敏度，對地質勘探有非常大的幫助。質子磁力儀在工作時，外部磁場如果沒有干擾，水中的質子是不會顯示宏觀磁矩的。但我們可以通過一定方式的排列，讓一定數量的質子磁矩按照同一方向進行組合，就能夠得到宏觀磁矩，質子能夠形成自由旋轉運動，并且在重力的作用下，磁矩會按照地磁場的方向進行有規(guī)律地旋轉。磁力儀的磁場有大小、方向的矢量場。磁力儀工作時，對質子旋進的測量需要按照一定的順序進行，須有一個初始階段，然后再按照一定的頻率進行有步驟地測量，通過循環(huán)往復的動作不斷地進行勘探檢測，對地質進行有效的勘探。

二、質子磁力儀的特點

地磁場總場的測量范圍絕對值是2萬～10萬NT，并且這個數據適用于地球上的所有地區(qū)。質子測量儀能夠自動對地磁場值進行測量，并且對陌生的地磁場，即便對當地的正常磁場值不了解，質子磁力儀也能夠進行操作。并且它的語言顯示功能也可進行中英文調節(jié)，便于用戶操作和查看勘探結果。除此之外，它的數據記錄功能和存儲功能也都非常完善，配備的專用軟件也能夠對所勘探的地區(qū)進行數據測量，同時也能夠去除噪聲，日變改正，對于繪制剖面的曲線部分，也能夠預先處理，讓使用者可以對整天工作在室內進行評估，數據也依然能夠保持準確。質子測量儀的準確性和穩(wěn)定性都非常高，并且在與電腦進行數據傳輸時，也能夠通過USB進行實時傳輸，方便快捷。如果要進行長時間的野外勘探磁場測量工作，備用的電池也能保證長時間工作不斷電。使用者還能夠連接GPS系統(tǒng)，對測量點的坐標值能夠進行有效的存儲。不僅如此，質子磁力儀對于數據處理、等值圖繪制、平面剖圖等都能夠進行專業(yè)的演示。

三、質子磁力儀測程標定信號源的研究

目前，質子磁力儀在使用過程中出現了一系列的問題。因為其維修條件有限，頻率的穩(wěn)定性也沒有保障，受到外界干擾的可能性也較大，集成度相對較低，可靠性能和儀器的精密程度也有待提高。在質子磁力儀設計時，就需要有目的地對磁力儀弊端進行合理改善。我們需要利用高集化的芯片，提升測量頻率要求，讓質子磁力儀在使用過程中的精準度有所提高，并要選用優(yōu)等質量的元器件，將電路進行合理化設計。同時也要保證外界對磁力儀工作時不產生干擾，做好防干擾工作。通過這些方法，能夠在很大程度上提高磁力儀的頻率穩(wěn)定性，加強信號的可靠程度，還特地指定了高精度的標準測程信號源，來對質子磁力儀進行維修和標定，模擬探頭在測量磁場后能夠轉成電信號，通過地震前兆數字臺網來標定信號源，這不僅能夠讓磁力儀勘探的準確性更高，還能讓數據更可靠。

現在很多地震監(jiān)測所用的質子磁力儀使用時間較長，有很多一起出現故障的機率有了明顯的提高，維修頻率較高，費用較大。使用標定信號源也會給維修人員的工作帶來諸多不便，難度也有所提升。質子磁力儀擁有測量精準度高、攜帶方便等特點，并且應用范圍也較為廣泛，不僅在磁場勘探、地質構造勘探、磁性巖體鑒定、航空航海等諸多方面得到了廣泛應用，并且勘探的結果也讓各個領域受益良多。本文針對質子磁力儀的特點、原理進行了分析，并且對如何讓磁力儀測程標定信號源也進行了分析和研究。我們在使用的過程中，要適當地進行儀器的規(guī)范使用和保護，保證儀器的測量精準度。

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[作者單位]河北省地球物理勘查院

（編輯：張玉）