质子磁力仪测地磁场强度
测磁铁磁性的仪器原理
测磁铁磁性的仪器原理测磁铁磁性的仪器原理主要是通过检测磁场强度来确定磁铁的磁性特性。
以下是一个简单的测磁铁磁性的仪器原理的详细解释：1. 磁场强度测量原理：磁场强度是一个磁场的物理量，表示磁场对电流和运动电荷的作用力。
在测磁铁磁性的仪器中，通常使用霍尔效应或质子磁强计来测量磁场强度。
2. 霍尔效应测量磁场强度原理：霍尔效应是一种基于电荷在磁场中偏转的现象。
在一个施加磁场的导体中，当通过该导体的电流流动时，电荷会受到磁场的力使得电荷在导体内产生偏移。
这个偏移会产生一股电势差，即所谓的霍尔电势差。
通过测量这个霍尔电势差就可以得到磁场强度。
3. 质子磁强计测量磁场强度原理：质子磁强计是一种用于测量磁场强度的仪器。
其工作原理基于质子在磁场中的偏转。
当一个质子通过磁场时，磁场会对质子产生力使其产生圆周运动。
通过测量质子的运动半径和频率，可以计算出磁场的强度。
4. 测量过程：进行磁铁磁性测量时，首先需要设置测量仪器的参数，如选择合适的测量方法（霍尔效应或质子磁强计）、校准仪器等。
然后，将待测磁铁放置在测量仪器的测量区域内，并开启测量仪器。
5. 霍尔效应测量过程：若使用霍尔效应进行测量，需要将霍尔元件置于待测磁铁周围，霍尔元件能够测量磁场切割方向相同的电源中所感受到的霍尔电势差。
经过一定计算可以得到磁场强度值。
6. 质子磁强计测量过程：若使用质子磁强计进行测量，需要将质子磁强计置于待测磁铁周围，磁场会对磁强计中的质子产生运动偏转。
通过测量质子的运动半径和频率，可以计算出磁场的强度。
7. 数据处理和结果分析：测量完成后，需要对测量数据进行处理和分析。
通常将测量到的磁场强度与标准值进行比较，计算误差值以评估测量结果的准确性。
测磁铁磁性的仪器原理主要是基于磁场强度的测量。
通过使用霍尔效应或质子磁强计等方法，可以准确地测量出磁铁的磁场强度，从而推断磁铁的磁性特性。
这种仪器在科学研究、工业生产和实验教学中具有重要的应用价值。
磁法测量原理及GSM-19T操作说明
地面高精度磁磁测方法、技术一、质子旋进式磁力仪原理简述通常，根据磁力仪测量的场量的性质将磁力仪分为标量磁力仪和矢量磁力仪。
垂直磁秤磁力仪、磁通门磁力仪、超导磁力仪均属于矢量磁力仪，它们测量的是地磁场在某一方向上的强度或差值。
质子磁力仪和光泵磁力仪在本质上属于标量磁力仪，它们测量的是地磁场总强度的模量。
地面高精度磁法找矿使用的磁力仪大都为质子磁力仪，下面对其原理作简单的介绍。
在所有物质的组成上，氢是是一种特殊的物质，它的原子核只有一个质子，因而氢原子核的自旋磁矩得不到抵消，而使氢原了显示出微弱的磁矩，这些磁矩在地磁场T的作用下，沿着T的方向排列。
当这些氢原子放入如图所示的环境中，并对线圈充电，施加一个与地磁场T方向垂直的人工磁场，当这一人工磁场远大于地磁场时，氢原子的质子自旋轴都转至磁化（人工）磁场方向。
这时切断电流，人工磁场突然消失，氢质子将会在原有自旋惯力及地磁场力的共同作用下，以相同的相位绕地磁场方向进动，也即质子旋进或核子旋进。
在这种旋进期间，会产生新的变化的磁矩，这种磁矩切割线圈，将产生电感应信号，它的频率与质子进动频率相同，而质子进动频率与地磁场大小是成正比的，经实验及理论计算，它们之间存在这样的关系：T=23.4874f(T：地磁场，f:质子旋进频率),因而通过对电感应信号的的精确检测可以计算出地磁场的大小。
二、高精度磁法勘探与地质找矿随着电了信息技术和数据处理技术的进展，磁法勘探从方法技术、数据采集、资料处理、成果解释等都提高到了一个新的水平，完全实现了自动化和信息化，其中最为突出的是磁测精度提高了1至2个数量级，并可进行多参量测量，这些为高精度磁法在地质找矿上的应用提供了坚实的硬件和软件保证。
新的地质找矿表现为直接找矿与间接找矿并举的特点，而且往往以间接找矿为主，这为高精度磁法在地质找矿上的应用提供更为广阔的应用领域。
尤其在磁测精度大幅度提高之后，在某些方面磁法勘探成为了地质找矿必不可少的手段。
WCZ-3质子磁力仪说明书
特别提示1.首次使用仪器前，必须在探头内加人纯净煤油。
2.探头加油时必须留10%左右的空间，以免漏油。
3.保持探头及相关部件整洁干净，避免探头污染。
4.每次测量前，操作人员必须进行去磁检查且探头需远离磁性物质、干扰源等。
5.测量时，请尽可能增加主机与探头的距离。
6.仪器采用内置可充电的锂电池供电，若仪器长时间不用，每三个月应该对电池充电一次，以免由于锂电池的自放电功能而损坏电池。
充电温度范围应当在0℃～45℃。
如果期望更长的测量时间，请外接12V电瓶。
7.测量过程中禁止直接关机，必须退出测量以后才能关机，以免数据保存异常，仪器的文件系统损坏。
目录一、前言 (1)二、应用范围 (1)三、主要特点 (1)四、技术指标 (2)五、仪器简介 (3)（一）仪器面板简介 (3)（二）仪器电池简介 (3)（三）探头介绍 (4)六、仪器操作 (6)(一) 仪器开、关机 (6)(二) 仪器模式选择 (6)(三) 仪器功能设置 (6)1.测量设置 (7)2.仪器设置 (7)3.硬件检测 (7)4.恢复出厂设置 (7)(四)磁场初值设置 (8)(五) 仪器测线参数设置 (8)1.新建测线 (8)2.打开测线 (8)3.删除测线 (9)4.修改点号 (9)5.修改点距 (9)(六) 仪器编号功能设置 (9)(七) 仪器GPS坐标参数设置 (9)(八) 仪器GPS导航功能设置 (9)(九) 仪器时间功能设置 (10)(十) 探头噪音测量 (10)(十一) 仪器测量 (10)(十二) 仪器估测 (12)(十三) 显示信息 (12)七、仪器文件格式说明 (13)八、操作流程图 (15)九、注意事项 (16)十、仪器保养 (17)十一、标准配置 (17)附录A: 全球磁场强度、磁倾角图 (18)附录B：中华人民共和国地质矿产行业标准 (19)一、前言WCZ-3质子磁力仪是在本公司WCZ-2质子磁力仪基础上，应用双32位单片机技术实现的新一代全面数字化的质子磁力仪，也是迄今为止测速最快、功能最全的地面质子磁力仪，其测量速度大幅提高、梯度耐受能力大幅增强、重量亦大幅减轻，拥有更完备的GPS导航能力，可胜任移动总场测量、水平梯度测量、垂直梯度测量及基站测量等。
地球物理学概论-模拟题
地球物理学概论-模拟题-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN《地球物理学概论》模拟题一单选题1.1921年国际地球物理联合会提出了一个初步的地球参考模型,将地球内部划分了三种级别的圈层结构,其中一级圈层为:.A.地壳,地幔和地核B.岩石圈,地幔和地核C.地壳,软流圈,地幔和地核D.岩石圈,软流圈,地幔和地核[答案]:A2.地磁场的大小和方向由地磁要素来描述,地磁要素有()个.A.3B.4C.6D.7[答案]:D3.地球上之所以存在海陆地形的差异,是()的结果.A.地球收缩B.板块运动C.地球膨胀D.行星撞击[答案]:B4.地球物理勘探方法是以岩()石等介质的()差异为物质基础,利用物理学原理,通过观测和研究地球物理场的空间与时间分布规律,以实现基础地质研究,环境工程勘察和地质找矿为目的.A.物理性质B.化学性质C.相态D.类型[答案]:A5.利用地震波的波速特征划分地球内部圈层结构时,在()出现P波而不见S波.A.地壳B.地幔C.外核D.内核[答案]:C6.利用地震波的波速特征研究地球内部构造时,在外核部分出现P波而不见S波,因此推测外核为().B.固态C.固熔态D.不清楚[答案]:A7.利用质子磁力仪测量地磁场值,从中计算磁异常时不需要进行的校正处理有()A.日变校正B.混合校正C.正常场校正D.正常梯度校正[答案]:B8.推算地球内部的()状况,是分析地球内部物理结构和物质分布特征的最基本的依据.A.速度分布B.密度分布C.磁性分布D.电性分布[答案]:B9.在地震波中,()是由震源向外传播的压缩波,质点振动与传播方向垂直,传播速度慢,仅能在固态中传播.A.纵波B.横波C.瑞利面波D.勒夫波[答案]:B10.中国位于世界两大地震带()之间,地震断裂带十分发育.A.环太平洋地震带与欧亚地震带B.环太平洋地震带与地中海地震带C.欧亚地震带与海岭地震带D.环太平洋地震带与海岭地震带[答案]:A11.()是沉积岩的一种,主要由碎屑物质和胶结物组成.A.火成岩B.玄武岩C.碎屑岩[答案]:C12.标准测井一般不包括的曲线为().A.电阻率C.自然电位D.声波[答案]:D13.波的传播方向上,单位长度内的波长数目,叫做().A.波长B.周期C.波数[答案]:C14.波在()里传播的距离,叫波长.A.一定时间B.一个周期C.一种介质[答案]:B15.波在介质中传播时,如果在某一时刻把空间中所有刚刚开始振动的点连成曲面,这个曲面就称为该时刻().A.基准面B.反射面C.波前面D.波尾面[答案]:C16.沉积岩的粒度和成分是由于搬动过程中的()作用决定的.A.地质B.搬运距离C.分选[答案]:C17.促使地壳的物质成分,内部结构和表面形态等不断变化和发展的各种自然作用,统称为().A.地质作用B.构造作用C.沉积作用[答案]:A18.当入射角增大到i,透射角增加到90°时,这时的透射波叫().A.面波B.多次波C.折射波D.滑行波[答案]:D19.地层的电阻率随地层中流体电阻率增大而().A.减小B.增大C.趋近无穷大D.不变[答案]:B20.地层埋藏越深,地震波时差().A.越大B.越小C.不变D.不一定[答案]:B21.地壳表层及浅部,由原岩经过风化剥蚀作用,搬运沉积作用和成岩作用形成的层状岩石,称为().A.沉积岩B.变质岩C.岩浆岩[答案]:A22.地壳的平均厚度为().A.6--16公里B.15--17公里C.30--40公里[答案]:B23.地壳的下界面称为().A.硅铝层B.硅镁层C.莫霍面[答案]:C24.地球内部的莫霍面是()分界面.A.地幔与地核B.地壳与地幔C.上地幔与下地幔D.内核与外核[答案]:B25.地球物理学是利用仪器观测和分析()随时空的分布与变化规律来解决地质问题的.A.地质露头B.地表的岩石C.地表的地质构造D.地球物理场[答案]:D26.地震波传播速度最大的岩石是().A.花岗岩B.变质岩C.粘土D.页岩[答案]:A27.地震波沿测线传播的速度,称为().A.真速度B.视速度C.假速度[答案]:B28.地震波在地层中传播,遇到两种地层的分界面时,一部分能量返回原地层形成().A.透射波B.反射波C.滑行波[答案]:B29.地震波纵波的传播方向与质点的振动方向().A.垂直B.一致C.相同D.相反[答案]:C30.地震勘探最主要的是()地震法.A.折射波B.透射波C.反射波[答案]:B31.电导率与电阻率的关系是().A.线性B.指数C.正比D.反比[答案]:D32.电法勘探的物质基础是岩,矿石的电学性质差异,其中表示介质导电性能好坏的物理参数是()和电导率,它们互为倒数.A.电阻率B.极化率C.导磁率D.介电常数[答案]:A33.费马原理认为波前面地震波沿射线传抑的时间与沿其它任何路程传播的时间比较为().A.最大B.最小C.一样[答案]:B34.横波的特点是质点振动方向与波传播方向().A.垂直B.不垂直C.相同D.不相同[答案]:A35.静自然电位的符号是().A.SSPpC.SPD.Ed[答案]:A36.面波的传播速度比折射波的传播速度().A.低B.高C.相等[答案]:A37.射线和波前的关系是().A.相互平行B.相互斜交C.相互垂直D.无关联[答案]:C38.碳酸盐岩是属于()成因的一类沉积岩.A.化学生物化学B.沉积作用C.构造运动[答案]:A39.物理地震学认为,地震波是().A.一条条射线B.沿射线路径在介质中传播C.一种波动D.面波[答案]:C40.物体的弹性和塑性主要取决于物质本身的()性质.A.物理B.化学[答案]:A41.物体在外力作用下发生了形变,当外力去掉后,物体立刻恢复原状,这种特性叫().A.塑性B.弹性[答案]:B42.物质的弹性和塑性是相对的().A.在一定条件下是可以互相转化B.是不变的[答案]:A43.下列几种不属于沉积岩的是().A.碎屑岩B.变质岩C.粘土岩D.碳酸盐岩[答案]:B44.岩石的()特征包括岩石的颜色成分结构和构造.A.地震B.岩性C.运动学[答案]:B45.岩石的孔隙度越大,一般有().A.地震波传播速度越大B.岩石密度越大C.岩石密度越小D.有效孔隙度一定大[答案]:C46.岩石埋深越大,其().A.密度越大B.密度越小C.孔隙度增大D.孔隙度不[答案]:A47.岩石密度增加,地震波速度().A.增大B.减小C.不变D.不一定[答案]:A48.以下几种只有()才是内力地质作用.A.剥蚀作用;B.沉积作用;C.岩浆活动D.成岩作用[答案]:C49.用于石油和天然气勘探最有效的物探方法是()勘探.A.地震B.重力C.电法D.磁法[答案]:A50.由视速度定理可知,真速度()视速度.A.不大于B.不小于C.永远等于[答案]:A51.油层电导率()水层电导率.A.小于B.大于C.等于D.正比于[答案]:A52.在地球物理学的发展过程中,1960年-1970年的国际上地幔计划取得的重要成果是().A.地球的圈层划分B.研究地球起源C.提出”板块大地构造假说”D.全球地学大断面[答案]:C53.在反射波地震法勘探中,()就是有效波.A.多次波B.反射波[答案]:B54.在反射波法地震勘探中,地下单一水平界面上的折射波时距曲线为().A.过原点的直线B.不过原点的直线C.双曲线D.高次曲线[答案]:B55.在反射定律中,入射角()反射角.A.大于B.等于C.小于D.无关系[答案]:B56.在同一反射界面条件下,多次反射波比一次反射波().A.传播时间长B.反射能量强[答案]:A57.直达波就是从震源()到达检波器的波.A.反射B.折射C.滑行D.直接[答案]:D58.质点在一秒钟内()叫振动频率.A.行的距离B.振动次数[答案]:B59.质点振动时偏离平衡位置的(),叫振幅.A.时间B.最大位移[答案]:B60.质点振动一次所()叫振动周期.A.行的距离B.需的时间[答案]:B二判断题1.”盲区”就是不能接收到任何地震波的区域.[答案]:F2.把记录道按反射点进行组合,就可得到共反射点道集记录.[答案]:T3.背斜是褶皱构造中,岩层向上弯起的部分.[答案]:T4.闭合差一般不能大于该标准层的反射波波长的一半.[答案]:T5.波的到达时间和观测点距离的关系曲线,叫做时距曲线.[答案]:T6.不同波的迭加叫做波的干涉,迭加部分叫做干涉带.[答案]:T7.不整合是地壳运动引起的,它不一定有沉积间断.[答案]:F8.沉积岩是由地下深处高温高压岩浆上升到地壳中或喷出地表,冷疑结晶而形成的岩石.[答案]:F9.当地下界面倾角较大时,由速度谱求的平均速度为等效速度.[答案]:F10.当岩石密度增加时,地震速度不变.[答案]:F11.到一个新工区为了搞准资料,一般先搞小折射,后搞地震.[答案]:T12.地槽内接收区厚沉积.[答案]:T13.地槽是地壳上活动校稳定的地区.[答案]:F14.地槽是地壳上活动性不太强烈的地区.[答案]:F15.地球物理是通过观测和研究各种地球物理场的变化来解决地质问题的一种方法.[答案]:T16.地台是地表上相对稳定的地区.[答案]:T17.地震波的传播速度仅与岩石的密度有关.[答案]:F18.地震波的传播速度取决于介质的弹性系数和波的类型.[答案]:T19.地震波的速度是指地震波在岩层中的传播速度,简称地震速度.[答案]:T20.地震波的振幅是由激发条件确定的.[答案]:F21.地震波沿测线传播的速度,称为视速度.[答案]:T22.地震波在传播过程中不同时刻的波前面位置和该时刻的等时面不重合.[答案]:T23.地震波在地层中传播,遇到两种地层的分界面时,便会产生波的反射.[答案]:T24.地震实质上就是一种在岩层中传播的波.[答案]:F25.地震速度随岩石埋藏深度的增加而增加.[答案]:F26.电阻率测深法有利于解决具有垂向电性差异,产状近于水平的地质问题. [答案]:T27.电阻率剖面法通常需要和电阻率则深法结合使用.[答案]:T28.断层是发生明显相对移动的一种断裂构造现象.[答案]:F29.断层走向与岩层走向相同,称为走向断层.[答案]:T30.断层走向与褶曲轴向相交,称为斜断层.[答案]:F31.对比时间剖面的三个标志是反射波的振幅,波形[答案]:T32.对共反射点道集记录,把每一道反射波的传播时间,减去它的正常时差,叫做静校正.[答案]:F33.反射波的振幅与反射界面的反射系数无关.[答案]:F34.反射界面倾角越大,记录点与反射点位置偏移越大.[答案]:T35.反射系数不能说明反射波的强度.[答案]:F36.反射系数有突变的界面,在突变点上不会产生绕射波.[答案]:F37.公式H=Vt0/2.中V为平均速度.[答案]:T38.共反射点道集记录时间,经过动校正后都校正成为垂直反射时间.[答案]:T39.界面与地面的夹角,叫真倾角.[答案]:T40.静校正是消除地层地形影响地震记录的过程.[答案]:F41.局部地形校正值总是正的.[答案]:T42.空校速度是平均速度.[答案]:T43.孔隙度越大,地震波的速度就越小,反之则越大.[答案]:F44.描述质点位移随时间和空间位置变化的叫做波形.[答案]:F45.平界面反射波的t0X)曲线为一条抛物线.[答案]:F46.剖面是共反射点道集记录,经过数字处理后得到的.[答案]:F47.其它条件相同时,变质岩和火成岩的地震波速度小于沉积岩的地震波速度. [答案]:F48.任意一个振动的波形,无论怎样复杂,都可以看成是许多正弦或余弦)波,迭加而成.[答案]:F49.如果在O点放炮,在同一点接收,就会得到地下反射界面的铅直反射波.[答案]:F50.石油勘探中,主要是地震法.[答案]:F51.凸型反射界面反射波在水平迭加时间剖面上形态扩大.[答案]:T52.外力地质作用包括地壳运动,岩浆活动,变质作用和地震.[答案]:F53.向斜是褶皱构造中,岩层向上弯曲的部分.[答案]:F54.向斜在水平迭加时间剖面上一定表现为一向斜.[答案]:F55.岩石的结构单元是岩石骨架和充填物.[答案]:F56.沿测线方向反射界面的倾角,叫视倾角.[答案]:T57.野外放炮记录,一般都是共中心点记录.[答案]:F58.已知重力随高度的变化率是3.086g.u./km,欲根据实测布格异常求不同高度()的重力异常值,只须用这个变化率换算即可,没有必要采用解析延拓.[答案]:F59.有波阻抗就会产生反射波.[答案]:F60.在两极附近,地磁场不存在水平分量,因而该处的磁体也不产生水平磁异常.在赤道附近,不存在垂直分量,因而该处不产生垂直磁异常.[答案]:F。
质子磁力仪介绍
磁力仪介绍磁法勘探是研究地质构造和找矿勘探的一种重要的地球物理方法，它通过磁力仪来测量地磁场和磁异常，通常把采集磁场数据和测定岩石磁参数的仪器称为磁力仪。
从20 世纪初至今，磁法勘探仪器经历了由简单到复杂，由利用机械原理到利用现代物理原理与电子技术的发展过程。
一、磁力仪的类别按照磁力仪的发展历史，以及它们所应用的物理原理，可分为：第一代磁力仪：根据永久磁铁与地磁场之间相互力矩作用原理，或利用感应线圈以及辅助机械装置制作的，如机械式磁力仪、感应式航空磁力仪等。
第二代磁力仪：根据核磁共振特征，利用高磁导率软磁合金，以及复杂的电子线路制作的，如质子磁力仪、光泵磁力仪及磁通门磁力仪等。
第三代磁力仪：根据低温量子效应原理制作的，如超导磁力仪。
目前应用于物探磁法工作的磁力仪主要有质子磁力仪、光泵磁力仪等，其中光泵磁力仪价格昂贵、重量较重、功耗大主要用于航空磁测；质子磁力仪轻便、稳定、分辨率较高而广泛应用于地面高精度磁测中。
注：超导磁力仪体积庞大，主要用于地磁监测及其它磁场研究工作中。
二、磁力仪的主要技术指标技术指标是反映仪器总体性能的技术参数，通常包括：灵敏度、精密度、准确度、稳定性、测程范围等等。
灵敏度系指磁力仪反映地磁场强度最小变化的能力（敏感程度），有时也称作分辨率。
、精密度它是衡量仪器重复性的指标，系指仪器自身测定磁场所能达到的最小可靠值。
由一组测定值与平均值的平方偏差表示。
在仪器说明书中称为自身重复精度。
准确度系指仪器测定真值的能力，即与真值相比的总误差。
在磁法勘探工作中，通常把精密度与准确度不予区分，统称为精度。
三、质子磁力仪的研究现状及发展趋势质子旋进磁力仪的工作原理是在受到激励场激励氢核（质子）后，质子极化，当激励场去掉后，氢核（质子）会在地磁场的作用下，产生一个以地磁场方向为轴的旋进，其旋进信号的频率与地磁场强度之间有着固定关系，从而地磁场强度的测量即转化为质子旋进信号的频率测量。
质子旋进磁力仪原理简单，仪器体积较小、精度较高、性能可靠、适中的价格，在安全检查、工程调查、铁质管道检查、钻井井位，以及在传统的应用领域——地质调查、油气和矿产勘查等各个方面的应用越来越广泛。
质子磁力仪的工作原理
质子磁力仪的工作原理质子磁力仪（Proton Magnetometer）是一种用于测量地球磁场强度的仪器。
它基于质子在磁场中的旋进运动，并通过测量质子旋进频率来计算地球磁场的强度和方向。
以下是质子磁力仪的工作原理的详细解释。
质子磁力仪的基本结构包括磁心、探测线圈、计数器和放大器等组件。
磁心是一个磁性材料的小圆柱体，用于产生稳定的恒定磁场。
探测线圈是围绕磁心放置的线圈，用于感知质子的旋转。
计数器和放大器则用于测量和放大信号。
当质子磁力仪处于一个较弱的外磁场中，探测线圈内的磁感应强度与外磁场的方向和强度成正比。
当质子进入磁力仪后，它们将受到外磁场的力的作用，开始进行旋进运动。
质子的旋进运动遵循洛伦兹力的定律，具体可以由一个简单的经典方程来描述：F=q(v×B)其中，F是作用在质子上的洛伦兹力，q是质子的电荷，v是质子的速度，B是外磁场的磁感应强度。
通过对这个方程的分析可以得出，质子在磁场中的运动频率与磁场的强度和质子的电荷-质量比成正比。
因此，质子磁力仪可以通过测量质子旋进频率来确定磁场的强度。
在质子磁力仪中，计数器会记录探测线圈中通过质子的旋进频率，并输出一个频率信号。
这个信号会经过放大器放大后，就可以显示在仪器的显示屏上。
然而，实际情况中，外磁场并不一定是稳定的。
为了保持质子磁力仪的准确性，仪器通常还包括一个反馈回路来自动调整磁场的强度，使其维持在一个稳定的水平上。
这个反馈回路通过检测并调整探测线圈中通过质子的旋进频率来实现。
此外，质子磁力仪还需要校准，以确保测量的结果是准确的。
校准的方法通常是将仪器放置在已知磁场强度的位置，并与已知数值进行比较，从而确定质子磁力仪的测量误差。
总结起来，质子磁力仪的工作原理是基于质子在外磁场中进行旋转运动。
通过测量质子旋进频率，质子磁力仪可以计算出磁场的强度和方向。
这种原理使得质子磁力仪成为了测量地球磁场强度的一种常用仪器。
质子磁力仪数据采集实验
时间：地点：雁山校区六栋教学楼南侧组员：第一组天气：晴
所用仪器：WCZ-1质子磁力仪（3台）、磁探头（3个）、记录本（若干）
一、实验目的：掌握磁法勘探的基本工作流程、质子磁力仪的组成构架及操作规程、了解日变校正的方法。
二、基本原理：自然界的岩石和矿石具有不同磁性，可以产生各不相同的磁场，它使地球磁场在局部地区发生变化，出现地磁异常。
利用磁力仪发现和研究这些磁异常，进而可以寻找磁性矿体和研究地质构造。
磁法勘探是常用的地球物理勘探方法之一，它主要用来寻找和勘探有关矿产（如铁矿、铅锌矿、铜矿等）、进行地质填图等。
三、具体步骤：
1）在1台质子磁力仪中选一台当作基站，其余2台则是用到测线测点上测量；2）在测量之前须把仪器中的时间调到统一的时间，背景值调至到46000nT；3）设置好全部要设置的项之后，3人一组（1人拿探头，1人操作仪器，1人记录。
注：拿探头那位同学身上最后不要携带有金属物件）；
4）按照一定的顺序对测线上各个点进行磁测；
5）把测量时间、测点信息及总场值在WCZ-1质子磁力仪中存储记录下来，方便以后的数据处理。
-----------北向测量
————南向测量
图1 实测磁场强度剖面曲线图
图2 磁场日变校正磁异常剖面曲线图。
G856质子旋进磁力仪性能测试
前言
地磁 观 测 的任 务是 准 确 记 录地 磁 场 随 时 间变 化 和 空 间分 布 的规 律 ，研 究 与 地 震 有关 的变 化 异 常，及 时为社会 丰义各 项建设 服务 。
１ 基本原理
Ｇ８ ６ Ｘ 质 子旋 进式磁 力仪 是基于 质子在 磁场 ５Ａ 中 的旋 进现 象而 设计 的 。根据核 物理 理论 ，氢 原子 核 由一个 带正 电的质 子和一个 电子 组成 。带 正 电的
ｔ ｓ，ｔ ａ ｅｏｍ ｅｅ ｓｂ ｌｅ ｅ ｈ ｅａ ｖｅｙ ａ ｕ ａｅ ａ ｄ ｒ ｌａ ｌ ，ｌｇ ｄ ｏ ｅ ｉ ｎｔ ｅ ｔ ｈｅ ｍ ｇｎ ｔ ｔｒｉ ｅ ｉｖ ｄ ｒ ｌｔ ｌ ｃｃ ｒ ｔ ｅ ｉ ｎ ｅｉ ｂ ｅ ｉ ｈｔａ ｎ ｃ ｎｖ ｎ ｅ ．Ｂｕ ｅ ｅ ａ ｅ ａ ｓ ｏ ｅ ｔｔ ｒ ｒ ｌｏ ｓ ｍ ｈ
收 稿 日期 ： ２ ０ － 卜 ｌ ０ ７１ ７
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第１ 期
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婕 ：Ｇ ５ 质 子旋 进磁 力仪 性能测 试 ８６
． ３． ４
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仅就 不经 人为筛选 的 原始采 样结 果作 定性分析 ，重 点 从 以下 五个方 面测试 现有 的两 台 Ｇ ５ ８ ６仪器 （ 编
Ｐｅ ｏ ｍａ ｅ Ｔｅ ｔｏ ｏ ｏ Ｐｒ ｃ ｓ ｉ ｎ Ｍ ａ ｎｅ ｏ ｅ ｅ ５ ｆ ｒ ｒ ｎｃ ｓ ｆａ Ｐｒ ｔ ｎ ｅ ｅ ｓｏ ｇ ｔ ｍ ｔ ｒＧ８ ６
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PM-2质子磁力仪使用说明书
§1.概述质子磁力仪属于众多磁力仪中的一个精度较高的分支，它即使对较弱磁性物的测量，如地球的磁场，仍能取得较高的分辨率和精度，所以即使对地球磁场的微弱的变化，也能够测知。
它的工作原理是利用氢质子在磁场中的旋进现象进行测量的。
在传感器中，充满了含氢的液体，这些氢质子在被仪器强制极化之前，处于无规律的排列状态。
当人为对其加上一个极化信号后，质子将做旋进运动。
极化信号消失后，质子的旋进将主要受到外界磁场的影响会逐渐消失，通过对受旋进影响的传号器中频率的测量，来测知外界磁场的大小。
不断对这个动作进行循环，即可持续测量。
该仪器磁场测量精度为±1nT，分辨率高达0.1nT，完全符合原地矿部发布的《地面高精度磁测工作规程》要求。
§1.1.应用范围■矿产勘查，如铁矿、铅锌矿、铜矿等■配合矿区勘探，研究矿体的埋深、产状和连续性，研究矿体的形状、大小，估计矿床规模■石油、天然气勘查，研究与油气有关的地质构造及大地构造等问题■普查、详查、地质填图■航空及海洋磁测的地面日变站■断层定位■考古■水文■工程勘查，如管线探测等■地震前兆监测，火山观测以及其它环境及灾害地质工作1■小型铁磁物体的探测等§1.2.主要特点■可进行地磁场总场测量及梯度测量（水平梯度或垂直梯度，需增配专用探头及探头架）■可外接GPS，存储测点坐标值■可用于野外作业，也可用做基站测量■内置实时时钟，测量结果连同测量时刻一并存储，还能定时测量、存储■大屏幕显示，全中文界面，自动显示磁场强度曲线，操作简单■既可全量程自动调谐，也可人工调谐■轻便便携，整套系统使用背包背带，一人即可完成全部测量任务■具有USB、RS-232C 二种计算机接口■专业地质软件可绘制等值线图、剖面图等■内存大，可存24万个测点，带掉电保护功能。
■硬质铝合金外壳，专用防水接头，可适用于恶劣环境，防震、防雨■信号质量适时监控，信号质量下降可及时发现以便采取措施补救§1.3.系统描述本质子磁力仪利用质子旋进的原理，来测量地球磁场的磁场总量绝对值。
井中质子磁力仪与高精度井中磁测方法技术
井中质子磁力仪与高精度井中磁测方法技术雷振英米宏泽（中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所）一、井中高精度质子磁力仪研制1、研制工作主要进展在中国地质调查局的项目支持下，研制成功我国首台井中高精度质子磁力仪，为开展中弱磁性井中高精度磁测方法技术研究提供了技术支撑。
主要取得以下研究进展：（1）研制成功高精度小口径（Φ<45mm）井中质子磁力仪传感器，解决了传感器的尺寸小型化、高精度测量、封装材料及其防水性结构等技术问题。
（2）研制开发了井中仪器磁测电路，包括探头的极化电路、调谐电路、放大电路、锁相环等，以及单片机为核心控制各部分工作的逻辑电路。
（3）采用先进的单片机技术，研制了地面控制采集器，解决了与井中仪器进行数据传输及仪器控制等技术问题。
（4）采用无磁的玻璃钢和钛钢外管材料，研制了适用于小口径深孔磁测的井中仪器结构。
研制的CZJ-1井中质子磁力仪（图1）是利用氢质子磁矩在地磁场中自由旋进的原理制成的高灵敏度弱磁测量装置，主要应用于井中地球磁场总向量的观测，是中弱磁性矿体勘查的有力工具。
CZJ-1井中质子磁力仪的特点是：高分辨率、全量程自动调谐、点阵式LCD 现场显示观测数据和曲线，数据自动记录和存储，全中文菜单，可与电脑串接进行数据处理。
操作简单、结构合理、体积小、重量轻、抗干扰能力强、耗电量小、工作稳定可靠。
CZJ-1井中高精度质子磁力仪研制成功，为我国中—弱磁性矿区开展井中磁测找矿提供了可用设备，填补了我国在这一领域的空白。
2、仪器主要技术指标CZJ-1井中质子磁力仪的主要技术参数:①磁场测量范围：30000nT—70000nT；②分辨率：0.1nT ；③磁场测量精度：≤±5nT；总场绝对强度50000nT时±5nT；④梯度允许范围：≤5000nT/m⑤环境温度：-15℃～+50℃；⑥环境湿度：≤95%（25℃）；⑦数据存储量：日变方式：不少于45h（在典型读数间隔为10秒时），点测方式：不少于8000个点；⑧主机电源：锂离子电池：12.8V～16.8V/5 Ah，连续工作不少于17h（日变方式下，典型读数间隔为10s时）。
高精度智能质子磁力仪打印功能及实现
WCZ-2质子磁力仪操作说明书
WCZ-2质子磁力仪操作注意事项提示：1、主机显示的每个界面在查看的状态下是可以随意关机的，建议用户修改过参数后，都应返回到主菜单版面（测量界面）再关机。
2、在使用删除测线、清除存储器及仪器自检中存储器检测功能时不要关机，操作完成后返回到主菜单版面（测量界面）再关机。
特别提示1.使用仪器前，请仔细阅读仪器操作手册。
2.首次使用仪器前，必须在探头内加入纯净煤油。
3.探头加油时必须留10%左右的空间，以免漏油。
4.保持探头及相关部件整洁干净，避免探头被污染。
5.每天测量前，操作人员必须进行去磁检查。
6.测量时，请尽可能增加主机与探头的直线距离，且必须保持GPS天线与探头的垂直高度≥0.5米。
7.由于阻抗匹配问题，GPS天线长度不能随意减短，否则将影响接收GPS信号的强弱。
8.在行走测量过程中，若遇到灌木、树林等障碍物，可将背架上的探头、天线支撑杆折叠下来，通过障碍物后再将其展开进行测量。
目录一、前言 (1)二、应用范围 (1)三、主要特点 (1)四、技术指标 (2)五、仪器简介 (2)（一）仪器面板简介 (2)（二）GPS适配器简介 (3)（三）锂电池简介 (4)（四）探头、天线背架介绍 (4)（五）主菜单版面简介 (12)六、仪器操作 (13)(一) 仪器开、关机 (13)(二) 仪器工作参数设置 (13)1.工作模式 (14)2.测线参数 (15)3.测点参数 (16)4.显示测线 (17)5.显示测点 (17)6.显示曲线 (18)7.日期时间 (19)8.通讯 (19)9.仪器自检 (20)10.仪器设置 (21)11.测量参数 (22)12.磁场估计值 (23)(三) GPS导航功能 (24)(四) 显示仪器信息 (24)(五) 测量 (25)(六) 数据存储 (27)(七) 数据删除 (27)七、操作步骤 (28)（一）操作流程图 (28)（二）操作实例 (29)八、注意事项 (33)九、故障诊断 (34)十、仪器保养 (34)十一、标准配置 (35)附录A: 全球磁场强度、磁倾角图 (36)附录B: 仪器菜单结构 (37)附录C：中华人民共和国地质矿产行业标准 (38)WCZ-2质子磁力仪一、前言WCZ-2质子磁力仪是在本公司WCZ-1质子磁力仪基础上，增加GPS定位功能实现的新一代质子磁力仪，其磁场测量精度为±1nT，分辨率高达0.1nT，完全符合原地矿部发布的《地面高精度磁测工作规程》要求。
用GSM—19T微机质子磁力仪测定岩(矿)石标本磁性参数的方法及磁性参数实际工作中的应用
用GSM—19T微机质子磁力仪测定岩（矿）石标本磁性参数的方法及磁性参数实际工作中的应用在磁法勘探工作中，岩石和矿石的磁性及其差异，是磁法勘探的地球物理基础，也是产生磁异常的地质原因。
因此，要对此异常进行正确的地质评价，就必须对岩石和矿石的磁性进行测定。
测定岩（矿）石磁性参数的仪器类型和方法甚多，本文主要介绍在野外条件下无需添置专用的磁性测定仪器，利用高精度GSM-19T微机质子磁力仪（产自加拿大）测定标本的磁性参数，具有一定实用价值。
标签：GSM-19T微机质子磁力仪磁化率剩磁实际工作中的应用岩（矿）石的磁性参数是磁法勘探应用的前提，也是成果解释的物质基础。
正确合理的取得岩（矿）石磁性参数，对磁测工作很重要。
磁测参数的利用贯穿于磁测工作的始终，编写设计、布置工作、估算异常大小、定性和定量解释都离不开磁参数。
因此如何正确的获得岩石和矿石的磁性参数在磁法勘探中是一项十分重要的工作，它对正确进行磁异常的地质评价具有重大的实际意义。
本文主要介绍在野外条件下无需添置专用的磁性测定仪器，利用高精度GSM-19T微机质子磁力仪，对岩（矿）石标本用高斯第一位置进行磁性测定。
在进行磁法测量工作过程中，要掌握工作区内的岩（矿）石的大体分布特征。
然后根据异常解释的需要对工作区岩（矿）石标本进行合理采集，主要岩（矿）石每种岩性不得少于30块。
1具体岩（矿）石标本物性测定的方法1.1仪器及辅助设备仪器——使用GSM-19T微机质子磁力仪。
传感器采用单探头的总场测量装置，将标本靠近探头一定距离，同时在附近设一日变站（使用同类仪器），将每次读数进行日变改正后才能算出标本产生的磁场。
标本架——用CSC-61磁秤脚架做支撑（或自制），其上置两块活动的（带无磁合页）平板。
一块水平放置并固定在架上，另一块倾斜可调，使交角与当地磁倾角相等，并使倾向朝北，置于探头北侧，见图1，板上装有角铝，以防标本盒下滑。
标本盒——边长为10cm的正方形木盒，按左螺旋系统规定X轴向东，Y轴向北，Z轴向下，在3个轴向的正向盒面分别标以2、4、6；在3个盒的负面上分别标以1、3、5，当将这标本盒置于上述标本架倾斜面上，Z轴与地磁场T方向一致。
GSM-19T质子磁力仪系列资料新1
GSM-19T磁力仪1.前言GSM-19T是轻便的、高灵敏度的、可手持，拖带和基站使用的磁力/梯度仪器。
它主要应用在：地球物理、土木技术、考古的勘探，地磁观测站、火山和地震等的长期监测。
应用范围1)矿产勘察，根据矿石中有用矿物质具有磁性或有磁性矿物与之共生的特点，进行直接找矿，或根据矿体在成因或空间上与某些磁性地质体构造有关的特点，进行间接找矿。
这些矿包括铁矿、铅锌矿、铜矿等。
2)配合矿区勘探，研究矿体的埋深、产状和连续性，研究矿体的形状、大小，估计矿床规模、石油、天然气勘察，研究与油气有关的地质构造及大地构造等问题3)地震前兆监测，火山观测以及其它环境及灾害地质工作4)配合基础地质调查，进行地质填图5)对铁桶、铁罐等铁制品埋藏物定位6)探测与磁性相关的地质构造7)铁制军火侦测8)断层定位9)工程勘察10)管线探测11)环境勘探12)考古13)水文图1:质子旋进传感器,传感器棒和控制台.(GSM-19T标准质子磁力仪) GMS-19是进行地磁场测量的第二代标准，分辨率为0.01nT，在全温度范围内，绝对精度达到0.2nT。
系统特点：●微处理器控制，存储量（可扩展到32Mbytes）。
●与基点站保持同步，并对磁场的偏差自动进行日校正。
●采集的数据与计算机之间的数据读取采用RS-232-C串行口。
●在线实时传输（RTT）和后操作传输。
●梯度方式对两个磁场的间隔测量和同时测量进行精密的控制。
●兼容磁力和梯度仪的VLF测量，要选择VLF测量时需要选择VLF（超低频）传感器。
GMS-19系列磁力仪包括几个模式，各有自己的特点和选择。
而且每种方式和选择可以用不同的方法，从而得到不同的组合结果。
GSM-19质子旋进系统技术指标分辨率：0.01nT伽玛磁场强度和梯度精度：工作范围优于0.2nT范围：20000到120000nT梯度误差：≥7000nT/m工作间隔：选择快速时最小3秒。
开始从键盘读数外触发或经由RS-232后回来输入/输出：6芯防水连接器，RS-232C和模拟输出（任选的）电源要求：12V，200mA峰值（极化期间）等待时30mA，梯度模式时300mA峰值。
高精度质子磁力仪性能校验与干扰因素分析
质子磁力仪勘探方法实现简单!关键技术在于 能在实际探测中操作规范!确保各项技术指标达到 行业标准!这就要求物探工作者在项目勘探中严格 执行规范和施工方案!准确规范操作&因此!在项目 勘探前后均要进行仪器性能试验!在特殊地区工作 时!一定要分析干扰因素!及时准确排除各项干扰! 提高工作效率!提升数据质量&
表!磁力仪噪声水平测定校验结果统计
磁力仪器型号
工作开始前噪声比 工作结束后噪声比
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9595!磁力仪器观测精度测定 在项目工作地区选择无人文干扰且磁场平缓
""8!!8C3#的地方%建立一条观测路线%设立观测 点#"个点%点距不小于!8A%仪器在这些点上做往 返观测%观测值进行日变改正后进行统计计算%开工 前及作业后观测结果见表!!表9$
在实际工作过程中!被测的地磁场即为上述外 部磁场&除了外部磁场 6!质子磁力仪会在垂直 6 的方向加入激励磁场6"$图'%!此时质子的磁矩按 照6 与6" 合磁场方向进行排列&如果所加激励磁 场的场强远远大于外部磁场的场强!则质子磁矩方 向与6" 的方向相同&待质子都稳定排列后!突然 撤去激励磁场6"!质子上会产生指向地磁场方向的 作用力!在此力的作用下质子会以地磁场为轴心作 旋进运动!并以拉莫尔旋进频率切割探头的感应线 圈!从而在探头线圈中产生微弱的感应信号&由于 弛豫现象的影响!作用力以指数的形式衰减!感应到 的正弦信号也会相应的随时间衰减&质子磁力仪接 收到拉莫尔旋进信号后测量得到频率!依据计算可 得到地磁场值/#-0&
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0
0.5
1
1.5
2
2.5 x 10
5
图6 质子旋进电压衰减信号
实验内容
1. 用指南针找到地磁场磁南、北极方向，首先将质子磁力仪探 头与磁南北极方向垂直（夹角900探头东西朝向），保持磁力仪 探头方向不变，打开磁力仪开关，磁力仪初始化后，按采集按键 进行采集数据，在磁力仪屏幕上显示出质子放进的指数衰减图像， 如数据异常则检查附件是否有金属（或测量人员人身上是否有钥 匙、手机等物品），如数据正常则按存储键进行数据存储。重复 测量20次。注意记录存储数据文件名。 2.保持磁力探头与磁南北极方向相同，使磁力仪探杆沿探杆与 探头所在平面向南旋转找到磁信号最大位置，估算出此时的θ （探杆所指方向即为地磁场真正方向，与地面夹角约为60 º ）， 此时磁力探头与地磁方向夹角θ为90 º ，测量地磁场一次并存储。 使磁力仪探头与地磁场方向平行（夹角0º ，此时磁信号最小）测 量地磁场一次并存储。注意记录存储数据文件名。
图 6 | 5
数 据 结 果 5
实 质 进 在 圈 的 应 压 (放 图
B(nT ) 23.4872f ( Hz)
| B- B | E 100% B
所需数据
一. 实验内容1的20组数据与实验内容2的2组数据， 共 22组数据。 二. 图6－2和图6－5。
将上述两个图与22组数据打印到一张A4纸上，作为原始数据， 交实验报告时一起交上来。
图 6 | 1
数 据 结 果 1 各 参 数 统 计 结 果
图 6 | 2
数 据 结 果 2 最 后 一 组 数 据
实 测 质 子 进 动 在 线 圈 中 的 感 应 电 压
图 6 | 3
数 据 结 果 3
数 据 存 储 文 件
放大图
图 6 | 4
数 据 结 果 4
数据处理 平均值：
f ( Hz)
地磁场T
磁矩方向
质子磁矩
图2 质子绕地磁场做
拉莫尔旋进运动示意图
质子进动的自由衰减
外场消失后，质子由非平衡状态恢复到平衡状态的过程称为弛 豫过程。该过程遵循指数衰减。同时，质子的拉莫尔旋进运动，使 线圈内磁通量周期性变化，进而在线圈两端产生周期性电压信号。 此电压信号称为质子旋进电压信号。由于质子旋进运动遵循指数衰 减，因此质子旋进电压信号同样也遵循指数衰减规律。质子旋进磁 力仪正是利用这个原理，检测并放大质子旋进电压信号。
数据读取与处理
数据读取程序是基于matlab平台下的可执行程序。
图 7 M A T L A B 命 令 窗 口 放 大
数据所在文件夹 绝对路径\
在Command Window(命令窗口)下调用程序读取数据在命 令提示符“>>”下输入
PPM_test(’E:\DATA\’)
回车。程序会自动按顺序读取文件夹内的数据。结果如下：f源自1 1NiN
B(nT ) 23.4872f ( Hz)
算术平均值标准偏差：
Uf
U B 23.4872 Uf
N 1 2 ( f f ) i N ( N 1) i 1
B B U B (nT )
c (S )
c
1 1
N
i
N
Uc
N 1 2 ( c c ) i N ( N 1) i 1
质子磁化
如果对氢质子外加一个远远大于地磁场（100倍 以上）的强磁场Bp，则合磁场方向与强磁场方向一 致。经过一段时间，质子将在强场中获得新的平衡。 打破原有质子在只存在地磁场状态下的平衡。
T M M Bp
图1 外部强场作用下质子的极化
质子的进动（拉莫尔旋进）
当以极快的速度将外加的强磁场撤走，此时质子磁矩 的状态还没有来得及改变。而外场只有地磁场。因此质子 为了回复到原来的只有地磁场下的平衡，而产生质子进动 现象，又称拉莫尔旋进。质子磁矩M将绕着地磁场的方向做 旋进运动，它好像地面上倾斜旋转的陀螺，在重力作用下 并不立刻倒下，而绕着铅垂方向作旋进运动的情景一样。
而又
2 f
2
| T | (nT )
p
| f | ( Hz ) 23.4874 | f | ( Hz)
由此可见，只要能够准确测量出质子旋进频率， 乘以常数，就能得到地磁场T的值。
磁化电路
探头部分
信号处理
采集与计算
线圈
数据采集
富含氢质子溶液
图4 质子旋进磁力仪结构图
图 5 质 子 旋 进 磁 力 仪 面 板
y V p- p e
t T
noise
图3 质子旋进衰减信号示意图
T(驰豫时间)：指系统从原有平衡部位变化到其平衡值的1/e(e为 自然对数的底:2.718 )所需的时间。
质子旋进磁力仪测量原理
理论物理分析研究表明，氢质子旋进的角 频率ω与地磁场T大小成正比
pT
式中： p 为质子的自旋磁矩与角动量之比，叫 做质子旋磁比（或回旋磁比率）。它是一个常 数。根据我国国家标准局 1982年颁布的质子磁 旋比数值是 2.6751987±0.0000075（S-1T-1）
开关
SD卡
打开磁力仪开关，磁力仪初始化成功后，按采集按键进行 采集数据，在磁力仪屏幕上显示采集到的质子旋进的衰减图像， 如数据异常则检查附件是否有金属（或测量人员人身上是否有钥 匙、手机等物品），如数据正常则按存储键进行数据存储。
质子旋进磁力仪实测信号
3000 2800 2600 2400 2200 2000 1800 1600 1400 1200
c c Uc (S)
Vp - p ( V )
V
i 1
N
(p -p)
i
N
U Vp-p
N 1 2 ( Vp-p Vp- p ) i N ( N 1) i 1
Vp - p(V) Vp - p UVp-（ p V）
点击显示图像的放大图标，放大程序自 动获得的图像，直至屏幕上横作标能显 示0.01S间隔为止，数出0.01S数据的周 期数算出旋进频率，计算地磁场大小并 与程序计算出的地磁场大小进行比较， 求百分比误差。并存储此图像为JPG格 式。