海洋磁力仪的应用

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。

第４３卷　第６期２０２１年１１月物探化探计算技术ＣＯＭＰＵＴＩＮＧＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳＦＯＲＧＥＯＰＨＹＳＩＣＡＬＡＮＤＧＥＯＣＨＥＭＩＣＡＬＥＸＰＬＯＲＡＴＩＯＮＶｏｌ．４３　Ｎｏ．６Ｎｏｖ．２０２１收稿日期：２０２０ １１ ２３基金项目：中国地质调查局项目（ＤＤ２０１９１００３）第一作者：杜润林（１９８７－），男，博士，工程师，主要从事海洋重磁数据处理解释等，Ｅ ｍａｌｉ：２７７４９１６８７＠ｑｑ．ｃｏｍ。

文章编号：１００１ １７４９（２０２１）０６ ０７７５ ０６深远海磁力日变观测系统设计及应用杜润林１，孙建伟１，陈晓红２，刘李伟１，２，李攀峰１（１．青岛海洋地质研究所青岛　２６６０７１；２．中国石油大学（华东）　２５７０６１）摘　要：磁力日变是影响海洋磁力测量精度的最主要因素，深远海区域因远离陆地难以设立磁场日变观测站获取磁力日变资料。

这里设计一套适宜在深远海区域进行磁力日变观测的潜标系统，有效提升了远海区域磁力日变观测数据的质量，且引入的精准定位技术显著降低了回收风险。

应用该系统在西太平洋海域获得了３２ｄ连续、平稳的实测地磁日变数据。

对磁力数据进行了日变校正，得到平差后的磁力异常均方根误差符合规范要求，验证了该潜标系统所获取数据的可靠性与准确性，为深远海地磁日变资料的获取提供借鉴。

关键词：潜标系统；磁力日变；深远海中图分类号：Ｐ６３１．４ 文献标志码：Ａ 犇犗犐：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１ １７４９．２０２１．０６．１２０　引言在海洋磁力测量中，磁力日变影响是海洋磁力测量的最主要误差源。

但在深远海区域进行磁力测量时，工区远离陆地，无法架设陆地磁力日变站，因此现阶段，国内已陆续有相关单位开始直接在测区或测区附近布放潜标式海底磁力日变站，并取得了一定成功经验［１－３］。

在已有工作的基础上，对潜标式海底磁力日变站的设计和布放进行了改进，每套潜标系统至少布设两个磁力日变站，确保日变数据的完整性，并在关键部位进行加固，提高整套系统的安全性。

磁法在海洋地球物理勘探中的应用地球物理勘探是一种通过对地球内部物理性质进行观测和研究，以获取地下信息的科学方法。

在海洋地球物理勘探中，磁法是一种常用的方法。

本文将重点介绍磁法在海洋地球物理勘探中的应用。

一、磁法原理和方法磁法是利用地球的磁场和地下物质的磁性差异进行勘探的方法。

地球的磁场是由地下的大地构造和地壳内磁性物质的分布所决定的。

磁法勘探主要依靠测量地磁场的参数，如地磁强度和地磁倾角等，来推断地下物质的磁性性质和空间分布。

在海洋地球物理勘探中，常用的磁法测量设备是磁力计。

磁力计是一种用于测量磁场强度和倾角的仪器，通常由磁棒和指示装置组成。

磁法测量过程中，磁力计会通过船载设备或者浮标悬挂在海面上，沿着不同的航线进行测量，获取一系列地磁数据。

二、磁法在海洋地球物理勘探中的应用1. 海底地壳磁性差异的分析海洋地球物理勘探中的一项重要任务是研究海底地壳的形成和演化过程。

通过测量海底地壳的磁性差异，可以推断出地壳的岩性和构造。

磁性差异主要由海底火山活动和板块运动等地质过程所引起，这些过程会导致磁铁矿物的形成和沉积，从而改变地下岩层的磁性特征。

2. 海底断层和构造的研究海底断层是海洋地壳中的一种常见地质现象，它是海洋地壳板块运动的结果。

通过对海底断层的磁性差异进行测量和解释，可以研究板块运动和地震活动的机制。

磁法勘探能够提供关于海底断层的位置、走向、位移等信息，对研究地震和地壳运动具有重要意义。

3. 海底矿产资源的勘探海洋地球物理勘探中的另一个主要任务是寻找海底的矿产资源。

一些富含磁性矿物的矿床，如铁矿石和锰结壳等，常常通过磁法方法进行勘探。

通过测量海底的磁性异常情况，可以推测出矿床的类型、规模和分布范围，为矿产资源的开发提供依据。

4. 海洋地磁场变化的研究地球的磁场是一个动态的系统，它会随着时间和空间的变化而产生变化。

海洋地球物理勘探中的磁法方法，还可以用于研究海洋地磁场的变化规律和机制。

通过长期观测和分析磁场数据，可以了解海洋地磁场的季节性和年际性变化，以及地磁活动与太阳活动的关联。

磁罗盘在航海中的应用航海是人类远古时期开始的一项重要活动，它对于人类的探索、贸易和发展产生了深远的影响。

在古代航海时代，人们在没有GPS、卫星导航和现代技术的情况下，如何确定方向和导航成为了一个重要的问题。

而磁罗盘的应用就在这个时候发挥了重要的作用。

本文将就磁罗盘在航海中的应用进行探讨。

磁罗盘是靠地球磁场与罗盘自身的磁场相互作用而指示方向的一种仪器。

在海洋航行中，船只需要确定自己的航向，也就是相对于正北方向的航向角。

而罗盘可以帮助船舶确定航向，并提供船舶所在的方位角。

在没有其他现代导航设备的情况下，磁罗盘成为了航海中不可或缺的工具。

首先，磁罗盘通过利用地球的磁场为船只提供准确的方向信息。

地球的磁场是由地球内部熔融的铁质核心运动产生的，它相当于一个巨大的磁体。

船只上的磁罗盘则是由磁针组成，通过磁针指向地球磁场的南北极来确定方向。

船舶乘员可以通过观察磁针的指向来判断船舶的航向。

磁罗盘提供了一种简单而可靠的方法来确定船只的方位。

其次，磁罗盘可以帮助船只确定当前所在的经度和纬度。

经度和纬度是确定地理位置的基本坐标，对于航海者来说至关重要。

传统上，船只在航海中往往依靠观测天体的高度和方位来测定自身所处的经纬度。

而磁罗盘则提供了一种补充的方法。

通过观测磁针的指向，船舶乘员可以确定船只的航向角，并结合航速和时间，计算出船只的经度。

结合天文观察，船只可以进一步确定自己所处的纬度。

磁罗盘为船只提供了进行地理定位的基本工具。

此外，磁罗盘也对船只航行中的安全起到了重要的作用。

船只航行时，恶劣的天气、航向偏差和其他因素可能导致航线的偏移，并可能引发航行事故。

通过观察磁罗盘，船舶乘员可以及时发现航向偏移，并采取相应措施进行修正。

磁罗盘的故障监测和报警系统可以提醒船舶乘员及时注意航向安全。

磁罗盘的准确性和稳定性对于船只航行的安全至关重要。

在现代航海中，尽管导航系统已经得到了极大的发展，磁罗盘仍然在一些特殊情况下发挥着重要的作用。

海洋磁力仪分类
海洋磁力仪根据其使用方法和应用领域可以分为多种分类。

以下是一些常见的分类方式：
1. 应用领域分类：
- 海洋磁力勘探仪：用于海底地质勘探、海洋矿产资源调查等。

- 海底地磁观测仪：用于测量海底地磁场的变化，研究地球磁场的变化和地球物理现象。

- 海洋磁力测量设备：用于对船舶、潜艇等水下器材进行磁力场测量。

2. 使用方法分类：
- 主动式磁力仪：通过产生磁场并测量其它磁场的变化情况来判断磁场的变化。

- 被动式磁力仪：通过接收来自地球磁场等外部磁场的变化来测量磁场的变化。

3. 测量方式分类：
- 绝对磁力仪：通过绝对测量的方法来测定磁场的强度和方向。

- 相对磁力仪：通过相对测量的方法来测定磁场的变化。

4. 测量范围分类：
- 低场磁力仪：用于测量较弱的磁场，一般适用于地质勘探和地球物理研究。

- 高场磁力仪：用于测量较强的磁场，一般适用于磁性材料
的测试和磁场强度的测量。

需要注意的是，以上分类方式只是一种可能的分类方式，实际上海洋磁力仪的分类还可以根据其他因素进行进一步细分。

经验交流▏G－882G型海洋磁力仪在海洋工程勘察中的性能分析与应用伴随国家海洋发展战略的实施发展，海洋磁力仪的应用更加广泛，根据实际应用情况来看，常见的海洋磁力仪类型主要是质子磁力仪和光泵磁力仪，都是电子仪器的一种。

结合不同的作业施工条件需要选择不同型号的海洋磁力仪(如表1所示)。

其中，标准的质子旋进海洋磁力仪是最早的海洋磁力仪，灵敏度很高，没有死区，拥有进向误差，质子磁力仪的计量精确度高、技术发展成熟、开发成本费用低，适合应用在采样率比较低的绝对测量操作中。

Overhauser海洋磁力仪具有高灵敏度、没有死区、价格廉价等方面的特点，采样率达到了4Hz，操作简单，适合应用在工程测量和科研物理调查研究工作中。

光泵式海洋磁力仪灵敏度达到了0.01nT，梯度的容忍度超过了质子旋进式磁力仪，速率达到了10Hz。

但是受工作原理的影响，在应用的过程中容易出现死区和进向误差。

光泵磁力仪具有噪声低、采样率高的特点，适合应用在对灵敏度和采样率要求比较高的相对测量操作中，但是具有耗能高等的应用局限。

表1 G－882G型海洋磁力仪和其他海洋磁力仪对比分析型号G877 Overhauser G882G工作原理标准质子旋进质子旋进铯光泵分辨率0.1 0.001 0.001灵敏度0.1～3Hz 0.01 0.01～1Hz绝对精度＜1 0.2 ±2梯度容忍度－＞1000 ＞20000死区无无0～15,75～90进向误差±1无±0.5温度漂移－无0.05耗电48～64 1～3 150采样速度0.1～3 0.1～4 0.1～10本文以G－882G型海洋磁力仪为例，分析了光泵磁力仪的工作原理，对G－882G型海洋磁力仪进行技术指标分析，并介绍其在海洋工程勘察中的应用。

一、G－882G型海洋磁力仪工作原理光泵磁力仪工作原理具体如图1所示。

根据图1发现光泵磁力仪的核心部件是含有碱金属蒸汽的容器。

光源产生之后通过透镜、滤镜和偏振片形成红外圆偏振光，红外圆偏振光在经过吸收室之后将所有的光束聚集在一个红外光检测仪器上。

磁力计的工作原理与应用磁力计是一种能够测量磁场强度和方向的仪器。

它利用磁力对感应线圈产生的感应电动势进行测量，从而得到磁场的相关信息。

磁力计的工作原理基于法拉第电磁感应定律，即当一个导体环境中发生磁通量的变化时，会在导体中产生感应电动势。

磁力计通常由感应线圈、电路和显示屏组成。

感应线圈是磁力计的核心部分，它由绕制而成的导线组成。

当感应线圈靠近磁场时，磁场的变化会在感应线圈中产生感应电动势。

这个电动势可以通过电路进行放大和处理，最后显示在显示屏上。

磁力计的应用非常广泛。

以下是几个常见的应用领域：1. 科学研究：磁力计在物理学、地球科学、天文学等领域中被广泛使用。

在物理学实验中，磁力计可以用于测量电流、磁场强度等物理量。

在地球科学中，磁力计可以用于研究地球的磁场变化以及地球内部的磁性材料。

在天文学中，磁力计可以用于测量恒星和行星的磁场。

2. 导航和定位：磁力计在导航和定位系统中起着重要的作用。

例如，在磁罗盘中，磁力计被用于测量物体相对于地球磁场的方向，从而确定方向。

在导航系统中，磁力计可以用于辅助GPS定位，提高定位精度。

3. 机器人技术：磁力计在机器人技术中被广泛应用。

机器人通常需要对环境进行感知和导航，磁力计可以帮助机器人测量磁场，以确定自身位置和方向。

磁力计还可以用于机器人的运动控制、姿态估计等方面。

4. 医学领域：磁力计在医学领域中也有重要的应用。

例如，在磁共振成像（MRI）中，磁力计可以用于测量MRI设备中产生的磁场强度，以确保成像质量和安全性。

磁力计还可以用于监测心脏活动、人体运动等方面。

5. 环境监测：磁力计可以用于环境监测，例如测量地磁场的强度和变化。

这对于研究地球磁场的变化、监测地质活动、预测地震等都非常重要。

总之，磁力计是一种重要的测量工具，在科学研究、导航系统、机器人技术、医学领域和环境监测等方面都发挥着重要作用。

通过测量磁场的强度和方向，磁力计为我们提供了对磁场的深入了解，为各个领域的研究和应用提供了有力支持。