磁力仪
磁力仪(magnetometer)测量磁场强度和方向的仪器的统称。可用来寻找具有磁性的矿物质。测量地磁场强度的磁力仪可分为绝对磁力仪和相对磁力仪两类。主要用途是进行磁异常数据采集以及测定岩石磁参数,从20世纪至今,磁力仪经历了从简单到复杂,机械原理到现代电子技术的发展过程。
磁力仪的工作原理
质子旋进磁力仪利用氢原子产生旋进信号。它使用某些液体,如煤油,因为它们可以提供非常高的氢密度,并且在操作时没有危险。
让极化直流电流通过一个缠绕在液体试样上的线圈,这将会产生100高斯(Gauss)的辅助磁通密度。质子被极化至较强的净磁化强度,与较强的磁通密度达到热平衡。
当该辅助磁通终止时,被“极化“的质子即发生旋进而重排恢复为正常的磁通密度状态。根据以下公式,质子的旋进频率f0与磁通密度B(单位为特斯拉—Teslas,T)有直接关系:
f0=(γp/2π)B γp/2π=42.5763751MHz/T
对质子旋进的测量必须按序进行。即先有一个初始极化,接着进行频率测量,然后这个循环不断重复。这不同于在氢核被极化的同时进行旋进测量的连续测量法。
磁力仪
绝对磁力仪测定值的准确度由仪器本身确定,相对磁力仪测定值的准确度与绝对磁力仪比测后才能确定。常用的磁力仪有以下几种。
①地磁感应仪。测量地磁倾角的仪器。它是W.E.韦伯于是1837年根据电磁应原理制成的。测量精度可达数秒。
②磁偏计。测量地磁偏角的仪器。主要由磁系、悬丝、照准望远镜和水平度盘等组成。测量精度可达数秒。
③零点磁秤。测量地磁场垂直强度的相对磁力仪。它是拉库尔于1942年根据重力矩与磁力矩平衡的原理,利用两根磁针间的相互作用制成的。
④磁通门磁力仪。测量地磁场强度和方向的相对磁力仪。仪器由独立的磁通门探头组合而成。每一个磁通门探头能独立地探知某一方向上地磁场的强度,把3个探头相 互垂直地组合在一起,即可同时测出地磁场强度的3个分量。磁通门磁力仪是在第二次世界大战中为了从飞机上探测敌方潜艇而发展起来的,已在地磁台以及陆地磁 测、航空磁测、卫星磁测等方面得到广泛应用。
⑤质子旋进磁力仪。测量地磁场总强度的绝对磁力仪。强磁场使水或碳氢化物中的质子极化,当强磁场突然去掉时,质子就以角速度w绕地磁场旋进。测定质子的旋进频率即可算出地磁场总强度。这种仪器不怕震动,适于装载在船舶、气球、飞机、人造卫星等运载工具上使用。
⑥石英丝水平强度磁力仪。测量地磁场水平强度的相对磁力仪。它是丹麦学者D.拉库尔于1936年根据扭力矩与磁力矩平衡的原理设计制成的。仪器的主要部分是一条精制的石英丝和磁针。这种仪器可供野外地磁测量使用,也可供地磁台作地磁记录的校正。使用前必须先用绝对磁力仪对它的常数进行标定。
总而言之,通过本文的讲解,相信大家对磁力仪的认识已掌握了,知道磁力仪有多种,并且各自的定义都有不同。同时,希望本文能对大家的工作有一定的指导作用。
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