PMG-2质子磁力仪

地面高精度磁测小结一、任务完成情况我单位立人员于2009年4月27日抵达雅干测区，并且着手开始野外生产工作，野外扫面工作于2009年6月中旬基本结束，6月中旬至7月中旬开始测量标本，9月份以后开始收集资料，进行室内整理。

高精度磁测共完成勘探面积1321.28 km2，设计面积为1400 km2，因为测区紧邻中蒙边界，所以导致边界地区无法进行实地勘测；其中扎尼乌苏幅90.38 km2、好来公幅383.48 km2、阿拉格乌拉幅349 km2、雅干幅329.78 km2、呼和毛日特乌拉幅168.64 km2。

实测物理点24604个，检查点751个，检查率3.1%。

采集物性标本1500块。

二、质量评述1．使用捷克产PMG-1型高精度质子磁力仪性能稳定，一致性测试精度为1.8559nT。

噪声2503号仪器0.36nT、2504号仪器0.31nT、2505号0.42nT、2512号仪器0.29 nT、8061号仪器0.20 nT、8062号仪器0.15 nT、8063号仪器0.20 nT。

2．基点联测：经长时间连续观测和十字剖面观测，认为基点选择合理，磁场变化稳定，连续观测地磁场平均值变化小于2nT,周围没有干扰。

3．野外测点观测采用GPS定点，每个测点插筷子并有红色标记，每1km 定有木桩并注记，注记清晰，定位准确，定位坐标GPS自动记录，并记录路线轨迹。

4．高精度磁测观测逐点进行，并起闭于校正点，仪器自动记录数据，室内回放计算机进行资料整理，记录精度高、准确、无人为误差，资料整理符合《规范》要求。

5．质量检查随工作进度逐步开展，质量检查率3.1%，精度达±2.2nT，满足《规范》要求。

三、高精度磁测成果本次地质矿产调查地面高精度磁测的成果研究主要是建立在等值线图和延拓图件的基础上的，用原始数据编制的等值线图，除白垩系及二叠系覆盖较厚，异常形态较为简单，大部分地区异常形态比较杂乱，给异常的划分工作带来了困难。

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。

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（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。

高精度磁法测量工作流程第一章出队前的预备..................................... ２第一节野外用品预备.................................. ２第二节工期的确定及资金的预备........................ ２第二章野外操作步骤..................................... ２第一节踏勘......................................... ２第二节测网布设...................................... １第三节磁法测量...................................... ２第三章室内资料整理................................... １９第一节数据整理.................................... １９第二节图件绘制.................................... ２２第三节成果提交................................... ２９第四章仪器的保管和爱护............................... ３０附表附图.............................................. ３１第一章出队前的预备第一节野外用品预备在接到出队任务时，磁测小组成员必须将出队所需的仪器、材料，测量物性标本的工具〔标本架、电子称、钢尺、罗盘、记录本等〕预备好，对野外安全措施物品等物资进行清点，发觉所缺应赶忙上报负责人进行购买。

当确定生产工具配备齐全后，小组成员须共同检查仪器及配套工具的完好程度，经检查一切正常后，由项目负责人进行磁法仪器的分配，并做好相关记录。

同时提醒工作人员在野外的生产本卷须知和操作规程，各操作员接到仪器后要妥善保管、不定期的检查和爱护，确保野外生产的顺利进行。

cidp-2018-146“双一流建设”-应用地球物理教学支撑平台项目（高精度梯度磁力仪）唯一供应商采购论证说明申购内容：高精度梯度磁力仪一、主要技术指标及配置从科学研究的实际需求出发，阐明申购仪器设备和主要配件的技术参数和性能，以及该仪器设备的先进性和适用性。

技术指标：绝对精度：小于0.2nT，普遍为0.1-0.2nT(大于2秒采样）普遍噪音值：0.05-0.13nT(大于2秒采样）读数分辨率：0.01nT测量范围：10,000nT-150,000nT梯度容量：7,000nT/m采样率：1，2，3，4，5，6，10，12，15，20，30，60秒采样模式：同步（连续或单点），异步（单点）GPS：内置GPS，定位精度2.5米通讯距离：通视情况下6.4km，实际通讯距离与所配置的天线有关，选配功能梯度同步精度：小于1us工作模式：单点，连续，梯度，梯度连续四种模式存储媒介：标配16GBSD卡，支持32GB及以上超大容量SD卡数据传输：SD卡或USB数据线电池指标：14.8V，6Ah无磁锂电池，可选配外置12V，12Ah常规锂电池，进行日变站工作。

工作温度：-40摄氏度-----70摄氏度重量：探头：0.8Kg；主机：1.9Kg（含电池）尺寸：探头：最大处直径80mm，长度170mm；主机：240*110*125mm；探头线2.5米数据预处理软件：Erev OGM-link，含日变处理，移动滑动平均滤波处理，坏点删除，平均相同测点，仪器噪音计算，绘制剖面图功能，航迹回传，支持GPS格式转换。

二、选型理由1.EREV质子磁力仪价格较为便宜；目前市面上的高精度质子磁力仪主要有三款，美国的EREV质子磁力仪、加拿大GSM19T磁力仪和捷克的PMG-2CILIYI,这三家在国内均有专门的代理商。

主要应用于高精度磁测及探矿、磁性基底和构造探测、地震前兆和火山前兆观测、工程和环境勘探、煤田及水文勘探、管道和地下爆炸物探测、考古、油气等行业。

PMG-2 质子磁力仪和梯度磁力仪操作手册目录1. 介绍2. 技术指标3. 描述3.1 探头与配件3.2 主机3.3 工作原理3.4 操作控制3.5 显示4. 操作4.1 电源供应4.2 开/关机4.3 电池状况检测5. 基本设置5.1 设置当地时间-TIME5.2 调节磁力仪-TUNE5.3 设置背景灯-BACKLIGHT5.4 选择测量模式-MODE5.5 设置自动关机时间-TIME5.6 设置位置-POSITION5.7 返回所存储的数据-MEMORY6. 测量6.1 装机6.2 探头固定6.3 调谐6.4 单点模式测量6.5 梯度模式测量6.6 自动模式测量7. 数据内存7.1 清除和检查数据-Erase7.2 数据存储7.3 显示存储的数据7.4 数据传输到电脑8．补充信息8.1 USB界面8.2 充电器8.3 保养和维修工作8.4 存储和运输8.5 保修8.6 装箱单1 介绍PMG-2质子磁力仪是一种有内置电池的便携式仪器。

它通过测量氢原子核的质子旋进频率来测量地磁场的绝对值。

磁感应强度矢量又称为磁场矢量。

PMG-2磁力仪有三种测量模式来测量地磁场：单点（SINGLE）模式只用一个探头工作，测量探头附近的磁场总量。

探头接到探杆的顶端。

梯度（GRAD）模式使用两个探头工作。

两个探头同时测量探头所在位置的磁场总量，梯度值为两个探头所测的水平或者垂直磁场的差值：由上端探头测得的磁场值减去下端探头测得的磁场值。

梯度测量消除了一部分干扰域的不良影响，弥补了区域场的影响，不依赖于地球磁场的日变。

自动（AUTO）模式使用一个探头，在一段设定好的时间内重复测量。

测量开始时间和测量间隔需提前设置好。

本模式用于测量地磁场的日变化。

测量结果存储于内部存储器中。

数据可以通过系统提供的软件用USB线导入电脑中，该软件将数据保存在外部计算机上的文本文件中。

仪器的供电由一个内置的无磁铅酸可充电电池来完成，它的无磁性可保证测量结果的准确性，设备也提供充电器。

§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）。