A-B 1756-L55M13 質(zhì)子旋進(jìn)式磁力儀主要供地面磁法勘探，用于鐵礦及其他金屬礦床的普查、詳查、地質(zhì)填圖。在航空、海洋、地震預(yù)報(bào)工作中，用于地磁臺(tái)站的磁變觀測和流動(dòng)磁測。目前地磁測量所使用的磁力儀多數(shù)是進(jìn)口產(chǎn)品，價(jià)格昂貴。國產(chǎn)的磁力儀以北京地質(zhì)儀器廠生產(chǎn)的CZM-2型質(zhì)子旋進(jìn)式磁力儀居多。該儀器為20世紀(jì)80 年代產(chǎn)品，使用簡單方便。但受當(dāng)時(shí)技術(shù)條件限制，儀器功耗大，穩(wěn)定性較差，精度較低（±1nT）。根據(jù)我國地磁流動(dòng)測量與定點(diǎn)觀測的需要，研制新型高精度的質(zhì)子旋進(jìn)磁力儀具有重要的意義。筆者設(shè)計(jì)了一種新型的磁力儀，與CZM-2型質(zhì)子旋進(jìn)式磁力儀相比，實(shí)測精度提高1倍（±0.5nT）。

　　1質(zhì)子旋進(jìn)式磁力儀工作原理

　　A-B 1756-L55M13 質(zhì)子磁力儀傳感器由兩個(gè)相同線圈反向串聯(lián)而成，以抑制外界干擾。線圈骨架中充滿富含氫質(zhì)子的煤油或者水。當(dāng)儀器進(jìn)行極化時(shí)，線圈通入約1 A的直流電流。在線圈內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生與地磁場方向垂直、大于地磁場幾個(gè)數(shù)量級的極化磁場。極化數(shù)秒后，氫質(zhì)子磁矩就會(huì)沿著垂直于地磁場方向的極化磁場整齊排列。然后切斷極化電流，線圈產(chǎn)生的極化磁場消失，質(zhì)子磁矩便在地磁場的作用下以地磁場為軸處于旋進(jìn)狀態(tài)。在旋進(jìn)過程中，質(zhì)子的磁矩切割線圈而在線圈兩端產(chǎn)生數(shù)微伏的感應(yīng)電動(dòng)勢，其角頻率與地磁場的關(guān)系

　　ω0=γH0

　　其中： A-B 1756-L55M13 為地磁場強(qiáng)度，單位是nT， f=ω0/2π為拉莫爾進(jìn)動(dòng)頻率，單位是Hz.γ為比例系數(shù)，稱為旋磁比。對于航空煤油γ=（ 2.67513±0.00002）rad/（T.s）。其幅值隨時(shí)間按指數(shù)形式衰減，

　　稱為自由感應(yīng)衰減其中µ0為磁導(dǎo)率， n為線圈匝數(shù)， A為線圈截面積， M為質(zhì)子磁化強(qiáng)度， T2為橫向弛豫時(shí)間。自由感應(yīng)衰減信號如圖1所示。

　　A-B 1756-L55M13 此感應(yīng)信號經(jīng)過選頻放大及整形分頻后，由單片機(jī)測周期，轉(zhuǎn)化成頻率并乘以歸一化系數(shù)便可直接讀出地磁場值。

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