海洋磁力仪的应用
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磁法勘察在海洋工程中的应用海洋工程是人类开发利用海洋资源的重要领域,其中涉及众多复杂的工程技术问题。
在海洋工程中,地质勘察具有至关重要的意义。
它可以帮助我们了解海洋地质环境,为工程设计提供基础数据,避免潜在的风险。
在地质勘察中,磁法勘察是一种常用的方法,它具有无损、高效、高精度等特点。
本文将详细介绍磁法勘察在海洋工程中的应用。
磁法勘察是利用地磁场的分布特征和变化规律,来研究地质构造、矿产分布等情况的一种地球物理方法。
地磁场是一种天然的、分布广泛的磁场,其强度和方向在地球表面和内部不断变化。
当岩石或土壤中含有磁性矿物时,它们会受到地磁场的作用而产生磁性,从而改变地磁场分布。
通过测量和分析地磁场的分布特征,我们可以推断出地质构造、矿产分布等情况。
数据采集:使用磁力仪等设备,测量地磁场的分布特征和变化规律。
在海洋工程中,通常采用船载或海底机器人进行数据采集。
数据处理:对采集到的数据进行处理和分析,包括数据预处理、磁场异常识别、数据校正等。
通过数据处理,可以提取出反映地质构造和矿产分布等信息的磁场异常数据。
结果分析:根据磁场异常数据,结合相关的地球物理和地质资料,进行综合分析。
通过结果分析,可以得出地质构造、矿产分布等情况的结论,为海洋工程提供基础数据支持。
在海洋工程中,磁法勘察广泛应用于以下领域:海洋石油钻探:在海洋石油钻探中,磁法勘察可以帮助我们了解海底地质构造和岩石性质,识别出可能存在石油资源的区域。
通过对地磁场分布特征的测量和分析,可以推断出岩石层的地质年代、厚度和岩性等信息。
这些信息对于石油钻探的选址和钻井方案设计具有重要意义。
海洋天然气开采:在海洋天然气开采中,磁法勘察可以用于研究海底地质构造和岩石性质,寻找可能存在天然气资源的区域。
通过对地磁场分布特征的测量和分析,可以推断出岩石层的厚度、结构和岩性等信息。
这些信息对于天然气开采的钻井位置选择和开采方案设计具有指导作用。
深海钻探:在深海钻探中,磁法勘察可以帮助我们了解海底以下的地质构造和岩石性质。
海洋磁力仪探测实施方案一、前言。
海洋磁力仪是一种用于测量海底磁场的仪器,通过对海底磁场的测量,可以获取地球内部结构和地质构造的信息,对海洋地质勘探和资源调查具有重要意义。
本文档将详细介绍海洋磁力仪探测的实施方案,包括前期准备、仪器配置、数据采集和处理等内容,以期为相关工作提供指导和参考。
二、前期准备。
1. 确定探测区域,根据勘探目的和需求,选择合适的海域进行磁力仪探测,考虑海底地质情况、水深、海洋气象等因素。
2. 准备船只和设备,选择适合的调查船只,并配备海洋磁力仪及其相关设备,确保设备完好,能够正常工作。
3. 组织人员,确定调查人员组成及任务分工,包括仪器操作人员、数据采集人员、数据处理人员等,保证人员配备到位。
三、仪器配置。
1. 安装海洋磁力仪,根据调查船只的结构和要求,选择合适的位置进行海洋磁力仪的安装,确保仪器稳固、准确。
2. 调试仪器,在实施探测前,对海洋磁力仪进行调试和校准,确保其工作正常,数据准确可靠。
3. 检查相关设备,检查和测试与海洋磁力仪相关的设备和仪器,包括电源供应、数据采集系统、通信设备等,确保其正常运行。
四、数据采集。
1. 测量路径规划,根据探测区域的地质特征和勘探要求,制定合理的测量路径和方案,确保全面、有效地覆盖目标区域。
2. 实施测量,在船只航行过程中,根据测量路径和方案,进行海洋磁力仪的数据采集工作,确保数据的准确性和完整性。
3. 实时监测,在数据采集过程中,对海洋磁力场进行实时监测和记录,及时发现并处理可能出现的问题。
五、数据处理与分析。
1. 数据传输,将采集到的海洋磁力数据传输至数据处理中心,确保数据的完整性和安全性。
2. 数据处理,对采集到的海洋磁力数据进行处理和分析,包括数据清洗、滤波、校正等步骤,得到准确的地磁场数据。
3. 结果解释,根据处理后的数据,进行地磁场的解释和分析,获取目标区域的地质信息和构造特征,为后续工作提供科学依据。
六、总结。
海洋磁力仪探测是一项复杂而重要的工作,需要充分的前期准备和精细的实施方案。
海洋磁力仪分类
海洋磁力仪可以根据其用途和测量原理进行分类。
以下是一些常见的海洋磁力仪分类:
1. 海洋地磁观测仪:用于测量海洋中地球的磁场变化。
这种磁力仪通常安装在船只或浮标上,通过记录磁场强度和方向的变化,可以研究地球的磁场特性以及地磁活动。
2. 海底磁力仪:用于在海底获取地球磁场数据。
这种磁力仪通常被放置在潜艇或遥控无人潜水器中,通过测量海底磁场的变化,可以研究地球的地壳构造和板块运动等地质现象。
3. 陆地与海洋交界处磁力仪:用于在陆地与海洋交界处进行磁场测量。
这种磁力仪通常安装在岸边或近海浮标上,通过记录陆地与海洋交界处的磁场特征,可以研究地壳运动、地磁场变化以及地震活动等。
4. 海洋磁性探测仪:用于探测海底矿产资源中的磁性物质。
这种磁力仪通常通过测量海底磁场的变化,可以探测到磁性矿物的分布情况,对海域的地质勘探和矿产资源评价
具有重要意义。
这些分类只是基于一些常见的用途和原理进行的,并不是详尽无遗的分类。
在实际应用中,还可能存在其他类型的海洋磁力仪。
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------磁力仪用途的介绍磁力仪用途的介绍磁力仪就是通过磁敏传感器测量磁场并记录的一种磁法勘测设备。
磁敏传感器是对磁场敏感的元器件,具有把磁学物理量转换为电信号的功能。
它在地学领域中主要是用来测量地磁参量,供地球物理研究和找矿勘探使用。
目前,常用与地学领域中的磁敏传感器主要有质子旋进式磁敏传感器,光泵式磁敏传感器, SQUID(超导量子干涉器)磁敏传感器,磁通门式磁敏传感器,感应式磁敏传感器,半导体磁敏传感器,机械式磁敏传感器等。
应用不同的磁敏传感器所制造出来的磁力仪也分很多种,目前市场上应用比较广的主要有这么 3 种:1. 三分量磁力仪:它是应用磁通门式磁敏传感器研制的,这种磁力仪能够检测 3 个磁场分量和总磁场值,它既可以完成地面的磁法测量,也可以采集矿井下的磁法数据,测量结果精确,但其测量速度较慢,工作效率不高,一般应用在一些复杂的磁场勘探中,如磁偏角,磁倾角的测量,野外找矿一般较少用到。
2. 质子磁力仪:质子旋进式磁敏传感器是利用质子在地磁场中的旋进现象,根1/ 6据磁共振原理研制成功的,用这种传感器制作的测磁仪器,在国内外均得到广泛应用。
由于其轻巧耐用,操作简单方便,工作效率高,测量精度高,稳定性好。
在野外探矿所表现出的优越的性能,所以各种功能的质子磁力仪应运而生,质子梯度磁力仪,高精度质子磁力仪,甚低频磁力仪,步行磁力仪等应用到找矿的各个领域,是地质工作者最好的找矿帮手。
3. 光泵磁力仪:应用光泵式磁敏传感器研制的磁力仪叫做光泵磁力仪,目前光泵磁力仪是最先进的磁法探测设备,已经应用到陆地,航空,海洋等各个领域,其测量精度极高,稳定性极强,是磁法科研的最佳工具。
基于水下磁异常的潜艇探测技术0引言目前以声响讯号探测水面下的人造物体成为运用最广泛的手段。
但由于复杂的海洋环境,声纳探测的灵敏度受到一定的限制,同时,声纳探测还有自身的诸如“声影区”的局限,探测海洋中的运动物体(如潜艇)和海洋资源,非声探测技术将发挥重要的作用,其中水下磁场探测技术是一种基于磁异信号的目标探测技术,是近年来随着磁传感器的测量精度不断提高而新兴的一种目标磁探测技术。
虽然电磁波在水中衰减的速率非常的高,但随着减声降噪技术的发展,磁测量定位可以准确地推算出磁体与探头之间的相对位置,获得磁体在不同的位置下准确的磁场信息,磁探测技术被广泛地应用于军事设施上可以定位侵入防护区域的磁性目标(坦克,潜水艇,导弹等)的探测。
因此,开展水下目标磁探测研究,根据水下大型目标磁场的远场分布特征,建立目标磁场分布的探测模型,对水下大型目标进行远程探测,迅速准确地判断出目标物的类型,并进一步对其进行定向与定位,已成为在现代海战中取得决胜的关键性因素。
1水下目标磁异常探测原理磁探测技术是各种非声探测中发展较早、技术较成熟的一种探测方法,与声纳技术相比具有识别能力高、运行时间短、定位精度高及成本低等优点。
海洋磁探测是搜索水下磁性体最有效的手段之一,这些磁性体产生的感应磁场叠加在海洋磁背景场之上,会导致海洋磁背景场明显畸变,会改变所在位置周围空间的地磁场分布,从而产生磁场异常信号,通过测试和处理磁异信号,可以得到反映磁性目标的探测信息,其物理基础为:含有铁磁性物质的物体会改变所在位置周围空间的地磁场分布,从而产生磁场异常信号,其原理如图1所示。
图 1 磁异常现象示意图可见基于磁异信号的目标磁探测技术与磁异常场和地磁场有关。
对磁性目标的探测信息的提取都是通过对磁异信号的测量,从地磁场(近似均匀场)为背景中提取出来的。
2水下磁异常探测研究现状2.1潜艇磁场模型建立分析目标的磁特性可以使磁异常探测系统准确确定目标,根据磁场来源可将用于水下目标探测的电磁场主要有四种:第一种是水下潜艇一般都是由不同金属构成的,不同金属之间会产生电化学腐蚀电流从而产生的感应电磁场,还有就是为了防止海水腐蚀金属,外加电流阴极保护系统(ICCP)产生的电磁场(CRE和CRM);第二种是螺旋桨扰动腐蚀相关产生的轴频电磁场;第三种是舰船各种机电设备泄漏到海水中的电流产生的工频电磁场;第四种是水下目标的铁磁性金属结构的剩磁场和感应磁场。
试析海洋磁力仪的应用姜进胜
摘要:目前来说,磁力仪分为质子旋进式与光泵式两种基本类型,本文就围绕着质子旋进式与光泵式两种海洋磁力仪对其应用展开
了探讨,并且对质子旋进式海洋磁力的一个发展分支——sea spy磁力仪的原理及应用进行了介绍,最后,对海洋磁力仪的其他应用做
了简要概述。
关键词:质子旋进式光泵式 sea spy
中图分类号:tp212.13 文献标识码:a 文章编
号:1672-3791(2012)06(b)-0089-01
人们在早期的生产实践活动中就已经对地磁场有了初步的认识,磁力线是从地球的北极出发一直延伸到地球的南极的,随着时间的推移,科技在不断进步,磁力仪的种类发展越来越来多。
众所周知,磁法勘测在海洋地理调查中起着至关重要的作用,所以海洋磁力仪的普及使用也在海洋调查中大面积开展起来。
1 海洋磁力仪的原理与应用
在被大家熟知每一片地球区域,相关磁力场都是有规律的存在与分布着的。
某一区域的的磁力场如果受到外界铁质物体的入侵,则这个磁力场将会受到铁质物体在磁力场中产生的相对于本磁力场
的外力作用,从而对该磁力场造成干扰。
这些外力干扰基本上都是存在于这个入侵的铁质物体的周围的。
磁力在磁场中的相关应用可以帮助工作人员测量出某个地球区域的磁场强度,如果磁场受到外
来入侵,导致了场强变化,放置在其中的磁力仪也会相应地改变磁力数值,由于能够改变磁力场的物质都是铁磁物质构成的,所以磁力仪能够勘测出任何会使磁力场发生改变的物体,同样,磁力仪的使用能够满足人们的应用需要。
海洋磁力仪就是测量地球磁力场强度的一款精度很高的测量设备。
磁力仪的两种基本类型分为质子旋进式与光泵式两种,sea spy磁力仪是质子旋进式的一个发展分支,它也属于质子旋进式。
1.1 质子旋进式磁力仪
标准质子旋进式磁力仪是将少量附有氢原子核的液体,比如说甲醇或者煤油之类的,装入其传感器中。
在这些液体中,除了氢原子核能够显示较为微弱的磁矩,其的自旋磁矩并没有被抵消,液体中的其他分子的自旋、电子轨道以及原子核自选的所有相关磁矩都被成对地进行了彼此抵消。
氢原子在外磁场强度为零值时的磁矩取向是任意无规则的。
当传感器中富含氢原子的液体周围被附加上了由线圈产生的强大的人造磁场,则这个然早磁场会引起液体中的大量质子向同一方向自旋,并且这些质子的排列方向都是定向地以人造磁场方向为自旋轴进行排列的。
一旦这种人造磁场消失,就会发生质子旋进现象,具体表现为氢原子在地磁场力与其的原本持有的自旋惯性的相互作用下以同样的相位往磁场方向旋进。
在质子旋进的初期阶段,由于质子的相位相同,通过其磁性的宏
观显示,质子有周期性在容器外的线圈进行切割,从而发出相应地电感应的信号,切割频率与其的旋进频率是大体相同的。
但是热搅动会引起进动一致性的降低,这就会使得电感应信号也随之发生很大的改变,具体表现为电感应信号的急剧下降,所以,要在衰变钱的0.5s也就是心噪值较高时来对质子的旋进频率进行详细具体的测量。
然后通过对旋进信号的频率测量结果的出地磁场的场强大小。
1.2 sea spy磁力仪
sea spy磁力仪作为质子旋进式磁力仪的发展与延伸,虽然它也是以质子自旋共振原理为基础的,但是其较质子旋进磁力来说还是做了相当大的改进的。
sea spy磁力仪的相关效应是通过电子-质子的偶合现象达到质子极化这一目标的,这是sea spy磁力仪与质子旋进最大的不同之处。
sea spy磁力仪是将一种经过特殊处理的富含着带有一个游离电子的放射性原子的相应的化学试剂添加到富质子液体当中。
其中的游离电子在暴露于某种特定的跃迁能级较低的低频射线中被有效地激发,它将自己的能量就近传给相近的质子,但是并不辐射出射线来释放相关能量,这样在对质子的极化时就不需要施加过于强大的人造磁场。
sea spy磁力仪最大输出信号是由相关的化学试剂来决定的,其预输入传感器的能量并无太大关系。
所以,只使用l~2w的能量磁力仪传感器就能够清楚产生相关的强大进动信号,这是标准的质子磁力仪则即使耗费上千瓦的能量也无法匹敌的,sea spy磁力仪很大程
度上提高了质子磁力仪的可用信息量,相比于标准的,其的采样频
率是相当高的。
sea spy磁力仪拥有着标准质子磁力仪同样的优良精确特性,其也具有很强的长期稳定性,所以,sea spy磁力仪作为质子磁力仪的扩展与延伸,其更具灵敏度,对电能的节约也是很明显,带宽更大。
1.3 光泵磁力仪
光泵磁力仪是在20世纪中期出现的的新型磁力仪器,其可以进行连续观测,对周围磁场的梯度要求不是特别严格,不需要具体定向,无零点漂移而且灵敏度是十分高的。
光泵磁力仪在接通传感器的电源后,磁力仪射灯振荡器的rp功率会逐渐增强至整个射灯都开始发光,而后降低振荡器的相应功率,使其光线可进行调控,吸收室由于强光的照射温度会逐渐变高,使得铯原子发生物理变化,气化成蒸汽。
在以上过程中,相应光线会经过一个透镜变成平行光线,而后经
过滤波器,产生具有特定波长的光线,然后再通过偏振镜使得其产
生极化方向相反的两束光线,让其射向吸收室,这两束光线分别通
过吸收室中的两个被看做独立的的分室中的,光线在通过吸收室后,再经过其中第二个透镜使其聚焦在相应地光敏元件上,最后通过检测光电流的变化放大取得地磁场强的最终测定。
2 海洋磁力仪的其他应用
海洋磁力仪的操作实际上是非常简单的,磁力仪一般经过基本测
试后,在以后几个月内的实际使用中都不需要做大的调整,不过在
每次的船上作业前还是建议检修海洋磁力仪,确保机器的正常运转,在航海船只受地域以及风浪影响的时候,经常会出现船上铁制品的客观遗失,在样的情况下就可以应用海洋磁力仪,其可以发挥很大
的作用。
综上可知,海洋磁力仪作为海洋工程中的重要勘测工作,因其精
度高、准度好,深度跨度大优良特点,越来越广泛地应用在海洋工程磁力勘测工作中,为航海事业的发展推波助澜。
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