5地球物理弱磁测量仪器进展

在 南 极 站 上 使 用 我 国 自行 研 制 的 Ｃ ＴＭ－ ３ ０ ２型 场 太弱 。 无法测量 ， 因此 不适 应于 测量 星 磁 。 ６ ０年代初 ， 我 国研 制成 功 的 ３ ０ ２型 航 空 质 子旋 进 磁 力仪 正式 用 于航 空磁 测 ， 其 灵 敏度 为 １ ｎ Ｔ。北
单 一磁 导 常参 量 和磁 性 参 数 向三 分 量 、 磁 梯 度 和磁 展 。本 文对 几种主 要 的 弱磁 测量仪 器 的发展 情 况进 各 向异性等 多种磁性 参数综合研究与 利用方 向发 行综述 。
展。
磁 法 研 究 的新 进 展 ， 无论 是 磁卫 星探 测 ， 还 是航
检 查等等 。 国产 的飞机 上 一般 都装 有 一个 磁通 门锣
盘
磁场 的大 小与 质子旋 进 的 频率 成正 比， 因此 ， 只 要测 定 质子旋 进 的频率 就 可以 测得地 磁场 的大 小。 质子 旋 进 需 要 一 个 较 强 的磁 场 ， 一般要求在 ２ ０ ０ ０ ０ ｎ Ｔ
・
８・
石
油
仪 器
ｌ ９ ９ ７年
仪＿ １ ＿ ［ 。 ］ ［ （ Ｆ ｌ ｕ ｘ ｇ ａ ｔ ｅ Ｍａ ｇ ｎ ｅ ｔ ｏ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ） 。 磁 通 门 磁 测 仪 器
空航天 部 ３ ３所研 制 随钻 测斜 仪 已有 十 多 年 的历 史 。 此外， 重庆 地质 仪 器 厂 和北 京 地 质 仪 器 厂 也 有 井 中
应 强度 Ｂ 的显 著 变化 ， 通 过 用 这 种材 料 制 作 的磁芯
低等 不 足 ， 已有 人 开 始 研制 高 灵 敏度 磁 通 门 传感 器 （ 采 用 串联跑 道 型 ） 和 低功 耗 磁 通 门 传 感 器 （ 采 用 脉 冲式供 电） ， 还有 人开 始研 制 微 机控 制 的磁通 门磁 力
国外 比较典 型 的磁 通门 磁 力仪 有英 国 巴订顿 公 司 的 ＭＡＧ 系 列 ， 可分 别 用 于 环 境 监 测 ， 物探 、 物理 学研 究 、 工 业与 国 防。ＭＡＧ 系列 有单 分量 、 三分量 、
水下型和磁经纬仪等 ， 其 中 的 ＭＡＧ－ ０ １型 测使 用 的是 １ ９ ５ ２年从 原 苏 联 引进 的 Ａ Ｍ － ９ Ｆ ［ 感应 式 低 温 型 、 磁 经纬仪灵 敏度 为 ０ ． １ ｎ Ｔ。国外 用于 磁 场 垂直分 量 磁 力仪 ， 其 灵敏 度为 ４ ０ ｎ Ｔ。
是 磁法 勘 探 中发 展 最 早 的弱 磁 测量 仪 器 之 一 ， 其 磁 测 的基 本原 理 是 ： 利 用 某种 合 金 材 料 的高 导 磁 率 和
磁力仪 ， 都分 别 采 用磁 通 门技 术 。
针对 国产磁通 门磁 力仪 的精度 低和 自动 化程度
低 矫顽 力 的 特 征 ， 使外 磁场 的微 小 变 化 能 引起 磁感
科量仪器 有 了较大的进展 ， 是敏度提 高 了凡十数 量鲺， 仪器 的种类也从质 子建进 式． 发展有磁通 门式、 光最 式 、 感应 式和超 导磁 瓣 ｆ 等几大 类。 随着高温超导技术的＊起 与迅速发展 ， 高温超 导羁磁测量仪器 的研制正在超 于实用化 。 弱
磁 剥 量 仪 器 的研 竞 具 有 高技 术 密 熹 、 难 度大 、 投 资太等特点 ． 高精 度 磁 洲 仪 器 的 进 展 将 为地 球 物 理 探 测 提 供 更 丰 富． 更 堆确 的 信 息 ， 为磁 法 （ 包括 电磁 法 ） 勘探 研 竞 开拓 新的 领 域 。
－ ｉ ０ ０型 ， 其灵 敏 度为 ０ ． ５ ｎ Ｔ； 英 国地球 扫描 探 测 公 １ ０ ｎ Ｔ， 测量 的是 地磁 总 场增量 Ａ Ｔ， 从而 代替 了原苏 ２
质子 旋 进 （ 核旋 ） 磁 力仪 的进 展
５ ０年 代 中期 世界 上 出现 了 质子 旋 进 磁 力仪 ］ 。
维普资讯
１ ９ ９ ７年 ４月
・
石
油
仪 器
第ｕ卷
第 ２期
综述 ・
＿ ｉ ／
－
摘
（ 长 春 地 质 学 院 仪 器 与 俘 患 工 程 系 ）
／ 二 ） ／ ， 三
＃君 ： 地球 物理弱磁测量仪器进展 ， 石油仪器 ． １ ９ ９ ７ ， １ １ （ ２ ） ， ７ ～１ １ 。
力仪 。 随着 电子技 术和 计算 机技 术 的 飞速 发展 ， 促 进 了地 球 物理 仪器 的更 新 换 代 ， 弱 磁 测 量 仪器 的灵 敏 度不 断提高 （ 数十 ｎ Ｔ １ ｎ Ｔ ０ ． １ ｎ Ｔ ０ ． ０ ０ １ ｎ Ｔ － － ） ｉ ０ 一ｎ Ｔ） 。高 精 度 的弱磁 测 量 可 以带来 新 的地 质 信 息， 取 得新 的地 质效 果 ， 促 进 磁 法 研 究 向深 层 次 发
要 利 用弱磁测 量仪器 可以实现航 空磁刹 、 磁 卫星探洲 ， 以曩 油气藏、 地热、 煤 田、 古地磁 和考古 等截 弱磁 性
参量的 瓣 ｆ 量 。 弱磁 鬻 Ｊ 量 技 术 曩仪 器 是 现 代 磁 法 勘 探 不 可 缺 少 的 技 术 手段 ， 而 高精 度 磁 法 勘 探 技 术 的 麓 展 卫 对 弱 磁 科 量 提 出 了更 高 的 要 求 ． 二者 互 相 促 进 、 互相依存、 不断 发展 。＾ Ｌ ５ ０年 代 末 至 令 ． 竖 过 三十 多年 的 努 力 ． 我 目 的 弱磁
以上 。当磁 场 小于 ２ ０ ０ ０ ０ ｎ Ｔ时 ， 信 号 太弱 ， 测 量困
磁 通 门 磁 力 仪 用 于 磁 卫 星探 删 ， 有 其 独 特 的优
点 。美 国宇航 局 （ ＮＡＳ Ａ） １ ９ ７ ９年 ｌ ０月 ３ ０扫在 西海
这 就是说 ， 质子 旋进 磁力 仪 适应于 在 地磁 场 下工 岸 发射 的 一颗 地 磁卫 星 ＭＡＧ Ｓ ＡＴ 就载 有磁 通 门式 难 。 作（ 因地磁 场很 强 ） ， 而对 于 宇 宙磁 场 的测 量 ， 由于磁 向量磁 力仪 ， 每秒 取 样 ｌ ６次 ， 磁 测精度 为 ６ ｎ Ｔ。
６ ０年 代 ， 地 矿 部 物 探 研究 所和 航 空物 探 队联合
测量 的磁通 门磁 力 仪还 有 芬 兰地 球 仪器 公 司 的 Ｊ Ｈ— ｌ ３型 ， 其 灵敏度 为 １ ０ ｎ Ｔ； 加 拿大 先达 利 公 司的 Ｆ Ｍ一 司的 Ｆ Ｍ 系列 ， 它 们的灵 敏度 一 般为 ０ ． １ ｎ Ｔ。
主题 词 ｊ 苎 塞 壹 墨 竺 墅 堡 苎 竺 塑 壁型 量‘ 磁 通门 质 子 旋 进 墼 ± 堂 型
‘ 作者介绍 肆 君 教授 ， １ ９ ５ ４年 生 ． １ ９ ８ ２年毕 业于长春地质 学院应用地球 物理专 生 ． 完成 ２ ０多项科研 项 目． 曾获 井
姜 雷（ Ｅ Ｎ Ｄ￣Ｅ ｌ ｅ ｅ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｝ 杂 志的ｉ佳设 计曼 ． 吉肆 英 才曼和全国优 寿教 师称号 。现任长春 地盾 学院 仪器 与工 程 景主任 ． 从事教学科研领导工作 。邮蝙 ； １ ３ ０ ０ ２ ６
磁 测仪 器口 ］ 。 为 了清楚起 见 ， 本 文把高 灵 敏度 的磁 渊
引
言
仪 器称 为弱磁 测量 仪器 ， 主要 包 括磁 通 门类 、 质 子 旋 进类 、 光 泵类 、 感 应 类和 超导 类 。这 些 弱磁 测 量仪 器
由于 其工 作 范 围较 宽 （ 动 态 范 围大 ） ， 除 可 用 于 微 弱
仪 。这些研 究 已经取 得可 喜 的成果 。
把 外围绕 制 的线 圈 中 的激 励信号 调 制成 一交 变信号 测量 ， 这 一信 号 的幅 度 与磁 场 强度成 正 比， 因此可 以
制 成磁测 仪 器
１ ９ ５ ６年 我 国从 原 苏 联 引 进 两 种 磁 通 门 航 空 磁
力仪 ， 其 中的 Ａ Ｃ Ｆ Ｍ－ ２ ５型灵 敏 度 为 ２ ５ ｎ Ｔ， 另 一 种 Ａ Ｄ Ｍ－ ４ ９型灵 敏度 为 ５ ｎ Ｔ。在 此之 前 ， 我 国的航 空磁

三 分量 高分 辨 率 （ ０ ． １ ｎ Ｔ） 磁通 门 磁力 仪 ， 用 其作 地
磁共 振现象 的理 论和 实验 研 究 所取 得 的成 果在 地 学 仪器 中的成 功应 用 ， 其工 作 原理是 删 磁探 头 内 注有
任 意方 向上 的 磁 场 分 量 ， 叉 可 以在 零 磁场 空 间对很
水、 酒精、 苯等富含氢原子的溶液 ， 在地磁场的 弱 的磁场 进行 测量 ， 因 此在许 多 场 合都 有用 武之地 ， 煤油 、 如 用于探 雷 、 民用探 谀 Ｉ 地下管线、 公 安 用于 人身安 全 作用 下 ， 溶 液 中氢 原子 产生 一定频 率 的旋进 作 用 ， 地
磁 法 勘探 是地 球物 理 勘探 的主要方 法 之一 。早 期 的磁 法 勘 探 主 要 以勘 探 磁 性较 强 的 固 体 矿 产 为 主． 使 用 的仪器 主要 为机 械 式磁 力仪 （ 又称磁 秤 ） ， 仪 器 的灵 敏度 一 般为 数十 ｎ Ｔ。 随 着磁法 勘探 研 究的深 度 和 空 间范 围 的不 断 扩展 ． 近 年 来 已经 向地 壳 深 部 与微磁 、 弱 磁 性 的矿 产 资源 勘 探 转 变 ． 尤其 在 油 气 藏、 地热、 煤 田等 弱磁 性 领 域 扩 大 磁 法 的应 用 ， 而 且 在 古地磁 、 考 古等 方 面也 有应 用 。 现代 磁法 勘探 广泛 应 用航 磁 资 料 研 究 深 部地 质 构 造 ， 利 用磁 卫 星 探 测 来懈 决全 球构 造 ， 地 壳磁 结构 ， 以及 与地磁 场 有关 的
磁 通 门 磁 测量 仪 器 的 发展
１ ９ ３ ３年 世 界 上 出 现 了 第 一 台 磁 通 门 磁 力
空磁攫 ９ 、 岩（ 矿） 石 弱 磁参 数测 量 、 考古 和古 地磁 等多