馬佰順　魯成義　胡尊迎　公續(xù)升　劉海剛

摘要：通過儀器安裝前的準備工作，詳細介紹了儀器安裝步驟和安裝注意事項;通過測量方法，介紹了近零法測量和指零法測量以及各自的優(yōu)缺點;通過日常使用和維護，總結儀器在日常運輸、使用與維護過程中的注意事項;通過探索實驗，明確常見物品可能造成觀測影響的具體干擾量，加強對平常觀測時干擾的注意，為以后儀器的觀測和使用提供可靠的依據(jù)。

關鍵詞：磁偏角D? 磁傾角I? 標準墩? 指零法? 近零法? 去磁

中圖分類號：P318文獻標識碼：A? ?文章編號：1672-3791（2022）03（b）-0000-00

Application and Exploration of Mingeo DI Instrument

MA Baishun1? ? LU Chengyi1? ?HU Zhunying1? ? GONG Xusheng1? ? ? LIU Haigang2

（1.Malingshan Seismic Station，Tancheng，Shandong Province，276114 China;2.Yishui Seismic Station，Yishui，Shandong Province，276400 China）

Abstract：Through the preparation work before the instrument installation， the installation steps and installation precautions are introduced in detail. Through the measurement method， this paper introduces the near zero measurement method and the zero pointing measurement method and introduces their advantages and disadvantages respectively. Through daily use and maintenance， summarize the matters needing attention in daily transportation， use and maintenance of the instrument; Through the exploration experiment， the specific amount of interference caused by common objects can be defined， and the attention to the interference in ordinary observation can be strengthened， so as to provide a reliable basis for the observation and use of the instrument in the future.

Key Words： Magnetic declination D; Magnetic dip Angle I; Refers to the method of zero; Nearly zero; Demagnetization

該文通過總結絕對觀測DI儀使用和維護中的注意事項和日常工作的個案個例，得出一起系統(tǒng)的使用步驟和使用方法，通過實驗探索，明細各種可能物件的造成的干擾，讓今后是使用者有更清晰的認識。

1 安裝前的準備工作

1.1標準墩的確定

DI儀選擇符合絕對觀測要求的標準墩要求具體如下。

（1）標準墩能通視標志。

（2）標準墩穩(wěn)固。

（3）標準墩周圍磁場梯度均勻。

（4）標準墩墩面磁場梯度均勻。

1.2 F墩差測定

每次觀測前，需要用總場F觀測儀器觀測標準墩的總場值，換算標準墩與其他觀測墩的墩差。

1.3 置中圓的確定

為了精確地觀測地磁偏角D和地磁傾角I，應將DI磁力儀的無磁經(jīng)緯儀正確的安置，安置中心應該是該墩觀測方位角所采用的儀器底座中心（通常在墩面的幾何中心）[1-2]。

用圓規(guī)以墩面中心點（置中點）為圓心做一個φ134的圓，此圓即為DI儀的置中圓。

1.4 儀器的固定

在測量過程中要求DI儀必須固定，而復測F墩差時又需移動DI儀，因此，一般用松香固定，需要移動儀器時用酒精軟化松香。

現(xiàn)階段也有很多臺站訂制了無磁性底座，將儀器固定在底座上，無磁性卡槽固定在觀測墩上，這樣就可以輕易的移動儀器，便于墩差觀測。

1.5 安裝注意事項

（1）該儀器有特制的儀器箱。儀器從箱中取出或放回時須小心，應輕拿輕放。在取經(jīng)緯儀時，要一手扶照準部，一手握扶三角基座，切勿用手握望遠鏡和傳感器。觀測完畢后，放回儀器箱內(nèi)也應如此，并應依據(jù)所提供的裝箱照片正確放置。

（2）儀器在三腳架上安裝時，要一手握扶照準部，一手旋動三腳架中心螺旋，防止儀器滑落，卸下時也應如此。

2 測量方法

2.1 指零法測量

所謂指零法，就是在測量過程中使檢測器讀數(shù)精確為零，只從經(jīng)緯儀的度盤讀數(shù)來計算D和I。

用指零法觀測確定數(shù)字記錄的基線值時，因調零的時間難以掌握，需利用到記錄儀器的秒采樣記錄，因此必須及時記錄每次指零的時間和讀數(shù)[3-4]。

指零法的優(yōu)點具體如下。

（1）直接利用檢測器的零輸出，對儀器的線性度、格值等可不予考慮。

（2）不必等候讀數(shù)的時間，因此測量時間短。

指零法的缺點具體如下。

（1）因每次都需及時記錄時間和讀數(shù)，需要兩個人配合觀測。

（2）觀測結果只依賴于度盤讀數(shù)，難免存在讀數(shù)誤差。

2.2近零法測量

所謂近零法，就是利用磁通門檢測器在近零區(qū)域輸出線性的條件，將磁通門磁軸調整到使檢測器輸出最接近于零的整分位置，在整分鐘時讀取檢測器的輸出量，換算為經(jīng)緯儀度盤的讀數(shù)。比較同時間的絕對觀測數(shù)據(jù)與數(shù)字記錄數(shù)據(jù)，得到數(shù)字記錄的基線值[5]。

近零法的優(yōu)點如下。

（1）觀測人員所記錄的是整分時檢測器的讀數(shù)，只要在觀測前與記錄儀器對鐘，可以保證觀測數(shù)據(jù)和記錄數(shù)據(jù)在時間上嚴格同步。

（2）可以將經(jīng)緯儀的讀數(shù)調整到最接近于零的整分值上，不足整分的讀數(shù)由檢測器的讀數(shù)換算得出，這樣可以避免估讀的誤差，還可以減輕觀測人員視覺上的疲勞。

（3）觀測人員在讀檢測器讀數(shù)時可遠離經(jīng)緯儀，這樣就大大降低了觀測人員對磁通門探頭造成干擾的可能性，即使觀測人員身上有少量磁性，也能獲得一個精確的測量結果[6]。

近零法的缺點是觀測時間較長，對儀器的線性度、格值等指標要求較高。

3 日常使用和維護

（1）在整個觀測過程中，應突出一個輕字，即輕拿、輕放、輕操作，動作切忌粗魯。旋轉無磁經(jīng)緯儀的照準部或望遠鏡時宜雙手輕輕操作，并防止電纜纏繞或卡住儀器。各調節(jié)部位盡量利用其中間一段位置，轉不動時一定不要硬轉。

（2）運輸過程一定要特別注意，儀器放在專用的儀器箱內(nèi)，儀器箱也要輕拿輕放，無論坐火車還是飛機，都不要托運，一是儀器貴重，二是托運無法保證精密儀器無干擾。步行時盡量提著儀器，如果想拉儀器箱，一定要走平坦道路，不要造成顛簸，更不要摔到儀器箱。圖1為運輸儀器箱。

（3）由于DI儀是高精密光學儀器，儀器在防潮和防蟲等方面都必須考慮，不然一旦內(nèi)部器件出現(xiàn)霧氣或者蚊蟲結網(wǎng)，清理就非常麻煩，所以我們自己制作了玻璃防護罩加以保護。如圖2，我們臺自己做了一個玻璃防護罩。

（4）電池出現(xiàn)過放電情況，停止工作立即充電;監(jiān)視器電壓不能低于11V，否則及時充電;在停止使用的情況下，電池保證在3個月內(nèi)充電一次。

（5）無磁經(jīng)緯儀與磁通門的部件，不可隨意更換，探頭與監(jiān)測系統(tǒng)，不可以互換。

（6）切忌用手觸摸探頭盒。

（7）準確使用各手輪，不要使勁擰手輪，避免滑牙失靈。

（8）有時微動手輪不起作用，可能是制動手把未壓緊所致。

（9）垂直或水平制動手把不靈，可用改錐將固定螺絲擰緊。

（10）在水平度盤上，讀數(shù)窗目鏡內(nèi)豎線與分劃線不在同一焦面上，可能原因是轉盤手輪未咬實之故。

（11）觀測前須打開自動補償器手輪，觀測后須及時關閉補償值手輪，切切牢記。

（12）精密儀器須輕拿輕放，動作緩慢、細致操作。

（13）讀數(shù)窗內(nèi)H代表水平度盤讀數(shù)，V代表垂直度盤讀數(shù)，兩者不可搞錯。

（14）觀測前，觀測者必須去磁，如手表、眼鏡、腰帶、金屬鈕扣、拉鏈、小刀、鑰匙、手機、硬幣等。

（15）測D時，安裝在望遠鏡上的傳感器須嚴格置于水平位置。此時，垂直度盤上的讀數(shù)準確置于90°或270°，否則，須重調重測。

（16）避免陽光直接照射儀器。

4 實驗探索

在我們觀測時，往往會忘記全面去磁，或者去磁不全，造成對儀器產(chǎn)出數(shù)據(jù)的干擾，所以選一個地磁平靜的時段做這個小實驗，明確日常小物件對儀器干擾的大小，從而引起觀測者更加的重視，實驗結果如下。

從實驗結果表1可以看出，日常一些物件對儀器都有或多或少的干擾，強磁的物件怕對儀器造成磁性損壞，故未做近距離的實驗，筆者全面去磁后，環(huán)繞DI儀幾乎無干擾，實驗時段地磁平靜，檢測器讀數(shù)實驗前后差0.4nT。這樣就明確了，我們在做觀測時，一定全身去磁，且將這些物件放置到5m以外，以免對觀測造成影響。

5 DI儀的發(fā)展和Mingeo DI儀的優(yōu)勢

通過對國內(nèi)現(xiàn)在用的DI儀的了解，馬陵山臺所用的Mingeo DI儀刻度精確度最高，有兩個精度的配置，分別是精度到1″和0.6″，馬陵山臺屬于精度為1″的這種;而其他兩種DI儀，Mag-01精度到6″，國產(chǎn)的CTM-DI儀精度到1′，估讀到0.1′。從目前國內(nèi)外絕對觀測的儀器使用看，Mingeo DI儀的保有量是最大的，這套儀器可以高精度地測量D和I，還可以用來測量磁偏角觀測標志的天文方位角，也是流動觀測地磁資料的首選[7]。

6結語

綜上所述，通過對儀器原理的進一步了解，對儀器的工作操作更加得心手，儀器的使用步驟更加明晰，總結儀器使用與維護過程中的一些經(jīng)驗和注意事項，避免以后犯同樣的錯誤，通過實驗，了解了觀測時去磁的重要性，細化了物品對觀測干擾的大小，讓后來觀測者更加注意。對比國內(nèi)外現(xiàn)有的DI儀，精度Mingeo DI儀是最高的，這就保證了其更廣泛的應用。我們理順了絕對觀測的步驟，明細了儀器運送、使用和維護的注意事項，量化了常見的日常干擾，為以后的絕對觀測提供可靠的依據(jù)。

參考文獻

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[3]袁丹丹.基于磁通門的地面三分量磁日變測量裝置研究[D].長春：吉林大學，2020.

[4]張濤.自動化地磁偏角傾角絕對測量儀測量誤差研究[D].北京：中國地震局地球物理研究所，2019.

[5]羅玉芬，王建格，陸鏡輝.肇慶地磁臺基線值觀測精度分析[J].華南地震，2021，41（3）：148-154.

[6]張廣興，張野.光電經(jīng)緯儀補充條件定位方法及其應用[J].測控技術，2021，40（8）：86-89，111.

[7]趙巨波.經(jīng)緯儀密封結構設計研究[J].機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2021，34（4）：34-35.

作者簡介：馬佰順（1982—），男，本科，助理工程師，研究方向為地震監(jiān)測。