大动态范围磁通门磁力仪及其在定向误差校正中的应用

仪器定向误差会影响地磁矢量观测数据的准确性,现有的校正方法需要已知地磁场模量或参考标准仪器,且难以应用在井下和海洋等无法手动安装调整仪器的情况。本文提出了大动态磁通门磁力仪和在此基础上的欧拉旋转变换的矢量校正方法。该方法可在无需参考标准仪器的情况下,获得磁通门的定向角度误差并进行自校正测量。在地磁观测台站进行了实验,结果表明,当实验仪器定向误差分别设置为4个不同象限区间的大角度时,校正后与台站比测仪器对应分量的相关系数仍达到0.99以上,B-A图中置信区间长度减小了86%以上,RMS误差降低至15%以下,论证了该校正方法的有效性,能够提高地磁台站的观测数据质量,并为井下和海洋地磁观测的定向提供参考解决方案。

磁通门磁力仪背景磁场的自动补偿设计

提出一种在单片机的控制下用逐次渐近反馈比较式的背景磁场自动补偿方法,设计了实现高精度自动补偿的硬件电路和程序实现。仪器经自动补偿后,在大约60000nT的背景地磁场中,能使磁力计探头工作在几个nT左右的真正"零背景场"下。适于井下磁力计或其他不能进行实地操作的磁力计的背景场补偿,并有利于磁力计分辨力的提高。同时也实现了仪器观测的自动化、智能化和远程监控。

高精度空间磁通门磁力计

基于软磁材料磁化饱和时的非线性特性研制了空间磁通门磁力计,用以精确测量大小为1 mT以下的稳定或者低频交变的磁场,其应用范围涉及深空探测和地球物理学等许多领域.磁通门磁力计信号处理系统应用了相关检测原理,完成了一维空间磁通门磁力计原理样机研制.对样机进行了灵敏度、线性度、噪声和分辨率的测试.实验结果表明,该原理样机的分辨率优于5.2 nT,线性动态范围达到12μT.其关键指标达到空间应用的要求.

磁通门磁力仪野外台阵观测技术系统研制

详细阐述了新研制的磁通门磁力仪野外台阵观测系统的各组成部分,包括为适应野外环境所进行的磁通门传感器的改进,主机网络化通信功能的实现,以及野外无线组网等技术.同时给出了该系统在野外观测的部分结果.

磁通门磁力计测地磁研究

磁通门磁力计是一种弱磁测量仪器,可以用来测量地磁场。介绍了磁通门磁力计系统的结构和工作原理,并用一维开环系统实现了单方向地磁场分量变化的相对测量;在此基础上,增加三维球状反馈线圈实现了地磁场3个正交方向分量的测量。一维开环系统测量结果显示:在测量方向地磁场的周期以半日周期最为明显;三维系统测地磁场数据统计表明:当日地磁场变化不超过3μT。

肇庆地磁台磁通门磁力仪对比分析

对2003年肇庆地磁台GM3和Flare-plus磁通门磁力仪的H、D、Z分量观测数据。进行了趋势变化、均值、方差一致性检验以及基线值分析,认为两台磁力仪的观测数据具有同等观测精度和一致的变化趋势,仅均值存在较小的差别,已达到了国内高精度地磁观测的水平。与英国产的Flare-plus磁力仪相比,国产GM3磁力仪的观测精度和稳定性部分性能已达到世界上高精度数字地磁观测仪器的水平,但仪器的总体稳定性,传感器探头受温度影响的程度、仪器零漂等指标还需进一步提高。

GM4型磁通门磁力仪性能检验方法

目前,磁通门磁力仪广泛应用于观测地球磁场相对变化的仪器。相对于应用,仪器的性能测试不为人们所熟悉。本文针对GM4型磁通门磁力仪的噪声特性,频率特性,线性度,温度特性等关键性能指标的测试依据、测试方法及流程给予详细的阐述。

磁通门磁力仪在野外安装的实施方案

"十五"期间,我国分别在四川西昌、甘肃天祝和重庆三峡地区架设地磁台阵3个,约27个台点。密集型地磁台阵野外架设条件要求相对较高,在我国尚无完整可靠方案供参考。笔者依靠四川西昌台阵建设实际情况,进行野外模拟实验安装,对安装中的材料、方法和注意事项进行了分析,初步形成了一套较为实用的架设方法。

不同型号磁通门磁力仪观测资料质量分析

文章选取全国4个地磁台站2016年的观测数据,分析3种不同型号磁通门磁力仪受温度影响及背景噪声干扰的变化情况。结果显示,FGM-01仪D分量和Z分量的温度系数数值较GM4仪和GM4-XL仪稍大,GM4仪和GM4-XL仪各分量温度系数数值相当,同时各仪器的剩余均方差数值较小,反映出观测资料的内在质量可靠;GM4、FGM-01仪各分量背景噪声水平相当,GM4-XL仪各分量背景噪声均小于GM4和FGM-01仪,H分量尤为明显,排除环境影响,认为是仪器本身造成的。

GM4磁通门磁力仪观测数据预处理分析

选取2017—2018年北京、昌黎、红山地震台GM4磁通门磁力仪观测资料,采用常规预处理方法,剔除地铁轻轨、地电阻率、高压直流输电对地磁观测数据的干扰,结果发现,经分转秒处理,数据出现缺记现象,且完整率多低于90%,而秒转分处理,数据完整率达100%,无缺记现象发生;采用小波变换方法,对受到地铁轻轨干扰的北京地震台地磁观测数据进行滤波处理,并与无地铁轻轨干扰的红山地震台地磁观测数据进行频谱对比分析,结果发现,小波变换方法可有效抑制地铁轻轨对GM4磁通门磁力仪观测的影响。

喀什地磁台磁通门磁力仪与磁变仪记录资料的对比分析

作为国家"九五"科技公关成果的GM3磁通门磁力仪,是我国自行研制的地磁数字化记录仪器,现广泛应用于我国地磁观测台站.磁通门磁力仪的工作原理从理论上讲是勿庸置疑的,但是不同的设计、不同的制造工艺使得仪器的性能略有差异.

大连地震台GM3磁通门磁力仪的维护与应用

“九五”地磁数字化改造项目仪器配置分为两个部分 :绝对观测仪— CTM-磁力仪和相对记录仪—GM3磁通门磁力仪。大连台自仪器装备以来 ,经过精心安装调试与观测摸索出一套仪器维护与高精度观测的经验 ,资料精度逐步达到规范要求 ,2 0 0 1年 1 1月 9日通过验收 ,被专家组评价为“达到国内领先水平”

GM3磁通门磁力仪数据实时压缩方法的改进

研究了GM3磁通门磁力仪数据实时压缩方法,将国际通用的测震数据SEED格式中采用的Steim-1压缩算法引入到地磁数据的实时处理系统中,通过改进压缩算法,提高了压缩率,节省了仪器数据存储空间,减少了台站数据传输时间。

GM4磁通门磁力仪的供电设备对观测数据的影响

通过对我国GM4磁通门磁力仪使用的各种电源设备所产出的观测数据动态曲线的对比研究,认为电源设备对观测数据的影响不容忽视,市电结合UPS方式是最为合适的供电选择。

河北昌黎地震台磁通门磁力仪FGM01与GM4观测资料对比分析

对2014年—2016年昌黎地震台磁通门磁力仪FGM01和GM4产出的观测数据进行背景噪声、预处理分钟值、日均值和基线值对比分析。结果表明,两者的变化趋势一致,GM4仪器观测精度较高,数据内在质量较好。

代县地磁台阵GM4磁通门磁力仪参考背景噪声研究

选取2015-2017代县地磁台阵5个子台:代县、繁峙、应县、怀仁、山阴的地磁数据进行参考背景噪声计算和分析,结果显示:5个子台噪声值非常稳定,表明各子台仪器工作状态非常稳定。代县子台的H和Z分量表现出冬季高夏季低的季节性变化特征,其它4个子台噪声值季节性变化不明显。台阵中噪声值最小的是代县地磁子台,三个分量全部小于等于国家地磁台网的平均噪声值。噪声最大的是繁峙子台的Z分量,一直保持0.09nT的高值,背景噪声较大的子台应该是该台地下介质电性结构和地理环境造成的影响,有待更进一步深入研究。

南极长城站地磁台CTM－302磁通门磁力仪的标定

通过南极长城站地磁台对ＣＴＭ－３０２三分量磁通门磁力仪标度值的标定，为长城站地磁台测量数据的可靠性提供了重要的依据。

磁通门磁力仪中的时钟电路设计

磁通门磁力仪中的时钟电路是以单片机MSP430为核心,协调控制电源模块、时钟电路模块、数据通讯模块以及人机交互功能模块。详细分析了各功能模块设计的原理电路,测试结果表明,该时钟电路能正常工作,可以准确显示年、月、日、时、分、秒,且可将数据通过USB在PC上显示。

琼中台FGM-01磁通门磁力仪观测数据浅析

为了确保琼中台FGM-01磁通门磁力仪观测数据的准确性,对琼中台多套地磁相对记录仪分钟数据作相关系数分析,及对其观测基线值作月剩余标准差处理和日均差值对比分析,分析结果得出FGM-01仪的观测精度及稳定性较差。