WCZ-2质子磁力仪
质子磁力仪
质子磁力仪质子磁力仪是一种用于研究原子核和分子结构的科学实验仪器，主要用于分析样品的核磁共振(NMR)性质。
在医学、化学和生物学等领域被广泛应用，通常用于分析和识别有机化合物、蛋白质和核酸等分子。
工作原理质子磁力仪的工作原理基于核磁共振现象，即在强磁场下，原子核具有两个自旋状态，相互作用产生共振信号。
仪器将样品置于强磁场当中，通过外加射频脉冲来激发核的自旋转动。
样品对射频信号的吸收情况可以获得样品的谱图，因此通过谱图可以分析出样品的化学信息和结构。
磁体系统质子磁力仪的核心是由大型超导磁体和主磁场组成的磁体系统。
这些磁体需要在液氦的超低温环境下运行，以保持磁场的稳定性和强度。
磁体系统需要通过水冷系统将液氦循环，控制温度和压力，确保磁体系统的正常工作。
梯度线圈除了磁体系统，质子磁力仪通常还包括一组梯度线圈。
梯度线圈位于磁体系统内部，在三个空间维度上产生均匀可调的梯度场。
利用这些梯度场，磁场强度在空间中的分布可以得到精确控制。
这一功能使得每个样品的信息都可以准确地分离并显示出来，有助于分析和识别物质。
射频电路质子磁力仪的射频电路用于激发和检测核自旋翻转。
这些电路包括发射线圈、接收线圈、放大器和频率合成器。
发射线圈和接收线圈通常是同一组线圈，既可以作为发射天线，又可以作为接收天线。
放大器放大回传的信号，频率合成器则产生射频脉冲。
这些射频脉冲被发送到发射线圈中，以促进核自旋翻转。
数据分析质子磁力仪中得到的数据需要进行处理和分析，以得出样品的化学和结构信息。
这些数据通常会进行峰拟合和积分处理，以识别和量化不同分子的存在。
一些计算机软件，如ChemDraw和NMRpipe，可以进一步解析和处理谱图数据。
应用领域质子磁力仪在医学、化学和生物学等领域有广泛的应用。
化学家和生物化学家可以通过分析NMR谱图来识别有机化合物和生物大分子，如蛋白质和核酸。
医学家可以利用磁共振成像技术(MRI)来诊断和治疗各种疾病。
MRI使用体内的水分子作为标志物，通过磁场变化来成像。
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。
pgm-2质子磁力仪的基本原理
pgm-2质子磁力仪的基本原理
PGM-2质子磁力仪是一种用于检测地下金属目标的仪器，它基于质子磁力法的原理工作。
质子磁力法是一种非侵入性的地球物理勘探方法，它利用地下金属目标对地磁场的扰动产生的磁异常来进行探测。
质子磁力仪主要包括主机、传感器和数据采集系统。
主机是质子磁力仪的核心部件，它包括一个高斯计和一个磁化装置。
高斯计用于测量地磁场的强度，磁化装置用于改变地磁场的方向。
传感器则用于检测金属目标产生的磁异常。
质子磁力仪的工作原理如下：
1. 首先，主机中的磁化装置会将地磁场的方向改变。
2. 在磁化过程中，如果地下存在金属目标，它们会对地磁场产生扰动，形成磁异常。
3. 传感器会检测到金属目标产生的磁异常，并将信号传输给主机。
4. 主机中的高斯计会测量磁异常的强度，然后将数据传输给数据采集系统。
5. 数据采集系统会将接收到的数据进行处理和分析，以确定金属目标的位置、形态等信息。
通过分析磁异常的特征，质子磁力仪可以确定地下金属目标的存在、位置和形态等信息。
质子磁力法广泛应用于地质勘探、矿产资源调查、城市地下管线探测等领域。
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。
质子磁力仪的认识与操作实验
实验一：质子磁力仪的认识与操作一、实验目的在地面磁力仪中，质子磁力仪目前还处于使用主流阶段，通过该实验对今后的工作很有必要。
本实验主要通过对仪器基本部件的组成和面板各键的了解，掌握仪器面板操作和仪器的基本连接，并经过仪器的基本训练，明确仪器的操作规程，为以后的实验和实习打好基础。
二、实验内容1、质子(核子)的旋进质子磁力仪使用的工作物质(探头中)有蒸馏水、酒精、煤油、苯等富含氢的液体。
宏观看水(H20)是逆磁性物质，但其各个组成部分磁性不同。
水分子中的氧原子核，不具磁性。
它的电子，其自旋磁矩都成对地互相抵消了，而电子的运动轨道又由于水分子间的相互作用被“封固”。
当有外界磁场加来时，因电磁感应作用，各轨道电子的速度略有改变，因而显示出水的逆磁性。
此外，水分子中的氢原子核(质子)，由自旋产生的磁矩，在外加磁场的影响下逐渐地转到外磁场方向。
这就是逆磁性介质中的“核子顺磁性”。
当没有外界磁场作用于含氢液体时，其中质子磁矩无规则地任意指向，不显现宏观磁矩。
若垂直地磁场T的方向，加一强人工磁场H0，则样品中的质子磁矩，将按H0方向排列起来，如图2-1-2 (a)所示，此过程称为极化。
然后，切断磁场H0，则地磁场对质子有μp X T的力矩作用，试图将质子拉回到地磁场方向。
由于质子自旋，因而在力矩作用下，质子磁矩μp将绕着地磁场T的方向作旋进运动(叫做拉莫尔旋进)，如图2-1-2(b)所示。
它好像地面上倾斜旋转着的陀螺，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。
2、仪器组成GSM—19T标准配置有：主机（内含可充电电池）、充电器、探头、电缆、探头支杆、RS232电缆、运输箱、操作手册、GEML.inkw软件3、测量原理理论物理分析研究表明，氢质子旋进的角速度ω与地磁场T的大小成正比，其关系为ω=γp·T，式中：γp为质子的自旋磁矩与角动量之比，叫做质子磁旋比(或回旋磁比率)。
它是一个常数。
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。
浅谈质子磁力仪测量数据中磁异常计算方法
浅谈质子磁力仪测量数据中磁异常计算方法鲍世才【摘要】质子磁力仪在地面磁测中已广泛应用,磁异常的计算要进行各项改正,比较繁琐.本文介绍了一种利用正常地磁场计算磁异常的方法,使磁异常计算简便、准确.【期刊名称】《地质装备》【年(卷),期】2011(012)001【总页数】2页(P25-26)【关键词】质子磁力仪;磁异常;计算方法【作者】鲍世才【作者单位】甘肃省地矿局第一地质矿产勘查院,甘肃,天水,741020【正文语种】中文【中图分类】P631.13目前我国地面磁测仪器主要为质子磁力仪,如加拿大生产的 GSM-19T、北京地质仪器厂生产的CZM-3、CZM-4、重庆奔腾数控研究所生产的WCZ-1等仪器,所测参数均为绝对地磁场,要想获得磁异常就必须进行日变改正、梯度改正、高度改正等各项改正。
空间任一点的磁场基本由地核场(正常场)、地壳场(异常场或称磁异常)、外源场三部分组成。
目前使用的磁测仪器基本都测定的是绝对地磁场,地面任一点的地磁场均可直接测得,而基本地磁场(正常场)可利用地磁场球谐表达式(或相应的软件)方便的计算出来,现行仪器日变改正方法多采用将测点观测仪器与日变观测仪器直接对接进行改正,即测点观测值减去日变观测值(若两台仪器数据采集同步则直接相减,不同步则插值后再相减),如北京地质仪器厂生产的CZM-3、CZM-4、重庆奔腾数控研究所生产的WCZ-1和加拿大生产的 GSM-19T等仪器。
因此,可利用正常地磁场直接进行各项改正。
1 总基点总基点(全测区的零点,即异常起算点)一般位于正常地磁场中,其日变观测值为该点正常地磁场与地磁日变之和,即:式中:T总——总基点日变观测场值T0——总基点正常场值TR——总基点日变量2 分基点分基点一般位于平稳地磁场中,其观测值为该点正常地磁场、异常场(与总基点地磁场差值)与地磁日变之和,即:式中:T分——分基点日变观测场值T0i——分基点正常场值ΔT0i——分基点与总基点地磁场差值即ΔT0i为分基点观测值与总基点观测值之差(经日变改正的异常值),减去分基点与总基点正常场之差(两点正常场改正值)。
应用地磁学课3
第三章磁测仪器§1、仪器概述§2、机械式磁力仪§3、质子磁力仪§4、其他磁力仪磁力仪1. 能准确测定所选择的地磁要素或其相对变化，不受其它要素的影响. ∆Z. (H)；2.能测出强弱不等的磁异常（灵敏度、稳定性、测程）；3.抗干扰能力（温度、磁性材料、地磁纬度变化）；4. 条件（野外：轻便；航空：连续、运动状态）对磁力仪性能的要求:§1、概述按照发展历史和物理原理：分三代{第一代磁力仪：利用永久磁铁与地磁场之间相互力矩作用原理，或者利用感应线圈加上辅助机械装置。
机械式磁力仪、感应式航空磁力仪等。
{第二代磁力仪：利用核磁共振特性（质子磁力仪）；利用高磁导率软磁合金材料（磁通门磁力仪），辅以复杂的电子线路。
还有光泵磁力仪等{第三代磁力仪：利用低温量子效应Î超导磁力仪。
§1、概述按照内部结构与物理原理：分两种{机械式磁力仪：悬丝式磁力仪、刃口式磁力仪{电子式磁力仪：质子磁力仪、磁通门磁力仪、光泵磁力仪、超导磁力仪等§1、概述{按照测量地磁场参数及其量值：分两类{相对测量仪器：悬丝式磁力仪(∆Z )、刃口式磁力仪(∆Z、∆H) {绝对测量仪器：质子磁力仪、磁通门磁力仪、光泵磁力仪、超导磁力仪等Î地磁场总强度T §1、概述{按照工作领域：{地面磁力仪、航空磁力仪、海洋磁力仪、井中磁力仪、卫星磁力仪等一. 垂直磁力仪相对测量仪器（∆Z ）§2、机械式磁力仪磁系一. CS2-61型垂直磁力仪βθθθoSNP上下地面磁系工作原理SS 0西东§2、机械式磁力仪fd当平衡时，有平衡方程：磁棒磁矩地磁场垂直分量磁棒的偏转角磁系所受重力重力与支点距离d 与磁棒轴夹角悬丝的扭力系数cos cos()2m Z P d θβθτθ•=•−+§2、机械式磁力仪⇒cos sin 2cos Pd Pd Z tg m m m ββτθθθ=++cos sin 2()Pd Pd tg m m mββτθ≈++•02s s tg fθ−=§2、机械式磁力仪为光系物镜的焦距（或光臂）f cos cos()2m Z P d θβθτθ•=•−+θ角很小：⇒fs s tg tg tg 2220−=⇒≈θθθ§2、机械式磁力仪))(22sin (cos 0s s fm Pd m Pd Z −•++=⇒τββε格值在相对测量中，在基点上读一数S 1，对应垂直分量Z 1,在测点上读一数S 2，对应垂直分量Z2, 则读数差值：=−=Δ12Z Z Z )(12S S −ε格值的倒数是灵敏度：fm Pd 22sin •+=τβε如何调节仪器的灵敏度？使分子减小或使分母增大可以提高灵敏度§2、机械式磁力仪二. 质子磁力仪§3、质子式磁力仪¾质子磁力仪是利用氢质子在地磁场中自由旋进的原理制成的，它可用测量地磁场总强度¾用于地面磁测、海洋和航空磁测，还可用于地面日变站观测和地磁台站的磁变观测等§3、质子式磁力仪§3、质子式磁力仪•仪器组成：仪器主机、探头、电池•制作材料：防磁材料、探头全密封•工作物质：富含氢的物质，如水、煤油等1、水（H 2O)的“核子顺磁性”:在外磁场作用下：①轨道电子受到磁力作用，发生微弱运动，显示出水的抗磁性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
WCZ-2质子磁力仪
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。
其具有的大存储容量、高分辨率、灵活性使它得以成为便携式、移动式、基站式磁力仪。
通过更改探头结构，可以以
0.1nT的分辨率进行总场和水平、垂直梯度的测量。
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xx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。
小型铁磁物体的探测等。
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）。
可用于野外作业，也可用做基站测量。
GPS定位功能：
可预置测线端点的经纬度，仪器自动计算各测点的位置；可实时显示位置信息，以及和设定点位的偏差。
GPS授时功能：
自动xx仪器的内置实时时钟。
每个测量点均保存经纬度、高程和时间信息，且能定时测量、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。
带背光的液晶显示器，方便夜间测量。
人性化键盘设计，支持左、右手同时操作。
既可全量程自动调谐，也可人工调谐。
轻便便携，整套系统使用探头天线背架，一人可完成全部测量任务。
具有RS-232C计算机接口。
专业地质软件可绘制等值线图、剖面图等。
技术指标
测量范围：20,000 nT～100,000nT
测量精度：
±1nT
分辨率：
0.1nT
允许梯度：
≤5,000nT/m
GPS定位精度：<2.5 m CEP
存贮数据：50,000个读数，带掉电保护功能
液晶显示：240×128图形液晶
键盘输入：22键
接口：
RS-232C标准串口
电源：
外置可充电锂电池
14.5V/3Ah，也可选用外接电源主机体积：230 ×155 ×65mm3 主机重量：
2.2Kg（包括电池）
探头体积：
φ75mm×155mm
探头重量：
0.8 Kg
工作温度：
-10℃～+50℃
标准配置
主机1xx
探头1只
测杆1xx
GPS天线1个
GPS适配器1个
充电器1xx
可充电电池2个
探头天线背架1套
探头注油孔xx用生胶带1卷
探头注油孔xx螺丝用呆扳手1把
探头连接线1根
探头夹1只
手提箱1个
专用通讯电缆1根
USB转串口线1套
无磁螺丝刀（一字和十字）各1把
软件及操作手册1套
探头盖备用紧固螺钉（M4×16）3颗
探头夹电缆备用紧固螺钉（M3×12）2颗探头线接线端备用紧固螺钉（M4×7）3颗插头线备用紧固螺钉（M2×6）6颗。