磁法测量讲稿

高精度磁法勘探一、出队前的生产准备包括对生产设计和高精度磁测规范的学习；对磁法仪器和测量仪器的准备，保证各种仪器性能良好；生产用GPS、地形图、地质图、1/5万航磁图；还有对野外或室内生产材料的准备等，野外主要有红布（设立测量标志）、木桩（埋石）、记号笔、铅笔、圆珠笔、小刀、记录本等，室内主要有笔记本电脑、打印机、打印纸、大的方格厘米纸、三角板、铅笔、彩色铅笔等。

只有准备工作做充分了，才能保证野外顺利的开展工作。

二、仪器性能校验到野外后在工作现场进行，共校验两次，野外开工前和工作结束后各一次。

在校验之前要把仪器编上号（或使用仪器出厂时本身的编号，不要搞乱）。

1、磁力仪噪声水平的测定选择一处磁场平稳而又不受人文干扰影响的地区（驻地附近）进行。

各仪器间的距离要在20米以上，避免探头磁化时互相影响，然后使所有仪器同时作日变测量，观测时各仪器达到秒一级同步。

取100个左右的观测值按公式计算每台仪器的噪声均方根值S。

公式见规范。

2、仪器一致性校验观测点不少于50个，其中少数点要处于较强的异常场上（大于5倍的均方误差），全部仪器做往返观测。

有一台仪器作日变观测，对其他仪器的观测结果做日变改正。

一致性对比时各仪器探头高度要保持一致，避免垂直梯度变化的影响（如选在树林中进行）。

对比结果按规范中的公式计算总均方误差，要求误差不大于设计总均方误差值的2/3。

对于性能不好（达不到要求）的仪器不能投入野外生产使用。

磁测误差分配表三、基点的选择与联测1、基点的选择总基点位置首先在区域内已有航磁图上选址，最好在区域磁场零基值线附近。

并据交通地形等条件，选点在半径2m，高差0.5m范围内磁场变化不超过2nT，附近没有磁性干扰物，有利于长期保存的地方。

分基点亦即日变站选址要求位于平稳磁场内，靠近驻地（最好是独立的房屋内）使用方便，附近没有磁性干扰物。

仪器校正点：基本要求同分基点的要求。

对野外实地的选择结果要有记录。

日变站使用控制范围小于50km。

电子知识磁测量(1)磁测量是物质磁性及磁场的测量。

主要指在一定磁场下对磁化强度及各种环境条件下磁性材料的有关磁学量的测量。

物质磁性及磁场的测量。

主要指在一定磁场下对磁化强度及各种环境条件下磁性材料的有关磁学量的测量。

磁测量另一个主要内容是对空间磁场的测量。

它涉及空间磁场的大小、方向、梯度、其随时间的变化等。

磁场强度的测量由于磁场的数值范围很大，它从最小约10-9安/米到大于约108安/米。

磁场梯度从109安/米2到109安/米2,用单一方法测量这样大范围磁场显然是不行的。

目前测量磁场及磁场梯度方法原理上有：①已知产生磁场的电流与磁场的严格关系，通过测量电流确定磁场;②磁通法。

交流或直流，或交直流同时工作的方法，例如前述的感应法;③借助于一些物质的某种特性与磁的严格依赖性(规律性)测量这些特性的改变来确定磁场;④利用一些常规方法测出的“标准试样”去定标磁场梯度，特别在梯度值很大的场合。

微磁测量微磁测量是在地面特定的小区域或小地段所布置的高密度测网磁场精细测量,测量结果可用于研究磁性的微细结构。

此种测量可用于考古、管道挖掘等,在地质勘探中则可用于配合地质填图研究构造,确定岩石隐伏矿化的地表标志,研究接触带、热演化作用以及浮土磁不均匀性等地质问题。

磁法勘探测量磁法勘探测量是指磁法勘探涉及的各种测量工作。

主要包括建立磁法勘探的平面控制网和高程控制网；布设基线和测线网；进行测网联测、测点定位测量和勘探线剖面测量。

[IBIS模型是一种基于V/I曲线对I/O BUFFER快速准确建模方法，是反映芯片驱动和接收电气特性一种国际标准，它提供一种标准文件格式来记录如驱动源输出阻抗、上升/下降时间及输入负载等参数，非常适合做振荡和串扰等高频效应计算与仿真。

IBIS本身只是一种文件格式，它说明在一标准IBIS文件中如何记录一个芯片驱动器和接收器不同参数，但并不说明这些被记录参数如何使用，这些参数需要由使用IBIS模型仿真工具来读取。

磁法部分§2.1 岩（矿）石的磁性位于地壳中的岩矿体，在形成时，由于受地球磁场的磁化而表现出不同的磁性，由于这种磁性差异在地表反映出一定的磁异常，通过对岩石磁性的研究，可以掌握岩石磁化的原理，了解岩（矿）石的磁性特征及影响因素，从而解决对应的地质问题。

一、物质的磁性由现代电磁学理论可知，任何物质的磁性都是带电粒子运动的结果。

由于物质的原子结构不同，所呈现的宏观磁性也不同。

根据物性的不同，世间所有的物质可按其磁化率的不同，划分为三大类，即：抗磁性、顺磁性和铁磁性，这三类物质的磁性随温度变化与受外磁场磁化作用等方面都有明显不同。

1、抗磁性物质抗磁性物质的磁化率κ与温度无关。

在外磁场H 的作用下，这类物质的磁化率表现为负值，且数量很小。

这是因为抗磁性物质没有固定的原子磁矩，在受到外磁场作用后，原子磁矩将沿外磁场方向旋进，进而产生附加磁矩，方向与外磁场相反，形成抗磁性，其磁化率κ'可用下式计算：∑=-='z i i e r m Ne 12206μκ式中0μ为真空中磁导率；N 为单位体积内的原子数：e 为元电荷；e m 为电子静质量；Z 为每个原子的电子数；r 2i 为电子轨道半径平方的平均值。

抗磁性磁化率是无量纲的负值。

磁化率多为-10-5SI(κ)。

2、顺磁性物质原子的电子壳层中，含有非成对的电子，其自旋磁矩未被抵消，此时原子具有固定磁矩，在外部均匀磁场强度H 的作用下，将使原子磁矩沿H 方向整齐排列，这种特性叫顺磁性。

在不存在外磁场时，整个磁介质的各个原子磁矩的取向是杂乱无章的，宏观上不显磁性。

在外磁场的作用下，原子磁矩在外磁场方向的作用下定向排列，物体发生磁化，即产生顺磁效应。

顺磁性物质的磁化率κ''可用下式表示TC KT N a==''320μμκ 式中N 为单位体积内含有非成对电子的原子数，μa 为每个顺磁物质的原子磁矩，K 为玻尔兹曼常数，T 为热力学温度，C 为居里常数。

第一节 磁法工作方法及质量评价磁法测量工作按《地面高精度磁测技术规程》（DZ/T0071-93）规定执行。

(一) 工作部署及测网敷设工作比例尺为1﹕10000、网度为100×10m ，测线方位角为90O ，线号由北向南增大，起始线为100号线，增量为2，最终线为118号线；点号由西向东增大，起始点为100号点，点增量为2，最大点为300号点。

测区共布设测线10条，测网呈规则状，剖面长度10km ，总物理点数1010个。

(二) 测量前仪器性能校验 1、仪器噪声测定⑴ 在工作现场选择磁场平稳而又受人为干扰场影响较小的地区，对本次工作使用的5台磁力仪进行噪声水平测定。

⑵ 在仪器噪声水平测定时，探头之间保持20米以上的距离，以防止探头磁化时相互影响。

⑶ 各仪器达到秒级同步，同时采用循环方式进行测量，读数时间间隔10秒，读数个数100个。

⑷ 每台磁力仪的噪声水平用下式来衡量：()11niii S n x x =-∆=-∑∆式中：i x ∆→第i 时的观测值x i 与起始观测值x 0的差值i x ∆→所有仪器同一时间观测差值x i∆的平均值n →总观测次数，1,2,3,...,i n =。

2、仪器设备的性能测定⑴ 在正式工作之前，在工作现场选择一个包含少数异常点的地段，对参与工作的5台质子磁力仪性能进行测定。

⑵ 在测定地段，布设了52个测点，并在附近设立一个日变站进行日变观测，日变观测的采样时间间隔为10秒。

⑶ 所有仪器在选定的测点上作往返观测，对观测结果经日变改正后，计算总均方误差，要求其不大于设计均方误差的2/3。

总均方误差公式为：nm n1i 2iv-±=∑=ε式中：i v →某次观测值与各次观测值平均数之差；n →检查点数，1,2,3,...,i n =；m →总观测次数，等于各检查点上全部观测次数之和。

统计结果多台仪器均方误差为2.57nT,符合规范和设计要求。

仪器性能测定情况见下表（表1）仪器性能一览表 表1仪器型式仪器编号2012年12月02日测定 2013年01月04日测定噪声 本身精度(nT) 一致性(nT) 噪声(nT)本身精度(nT) 一致性(nT)备 注 (nT) GSM-19T604# 0.088 0.73 0.80.17 0.43 0.76836# 0.054 0.6 0.064 0.75 837# 0.072 0.470.082 0.76845# 0.186 0.215 作日变 906#0.0730.450.060.29根据两次仪器测定结果情况，分别对各仪器本身测量精度成了对比曲线图，见图1。

高精度磁法勘探一、出队前的生产准备包括对生产设计和高精度磁测规范的学习；对磁法仪器和测量仪器的准备，保证各种仪器性能良好；生产用GPS、地形图、地质图、1/5万航磁图；还有对野外或室内生产材料的准备等，野外主要有红布（设立测量标志）、木桩（埋石）、记号笔、铅笔、圆珠笔、小刀、记录本等，室内主要有笔记本电脑、打印机、打印纸、大的方格厘米纸、三角板、铅笔、彩色铅笔等。

只有准备工作做充分了，才能保证野外顺利的开展工作。

二、仪器性能校验到野外后在工作现场进行，共校验两次，野外开工前和工作结束后各一次。

在校验之前要把仪器编上号（或使用仪器出厂时本身的编号，不要搞乱）。

1、磁力仪噪声水平的测定选择一处磁场平稳而又不受人文干扰影响的地区（驻地附近）进行。

各仪器间的距离要在20米以上，避免探头磁化时互相影响，然后使所有仪器同时作日变测量，观测时各仪器达到秒一级同步。

取100个左右的观测值按公式计算每台仪器的噪声均方根值S。

公式见规范。

2、仪器一致性校验观测点不少于50个，其中少数点要处于较强的异常场上（大于5倍的均方误差），全部仪器做往返观测。

有一台仪器作日变观测，对其他仪器的观测结果做日变改正。

一致性对比时各仪器探头高度要保持一致，避免垂直梯度变化的影响（如选在树林中进行）。

对比结果按规范中的公式计算总均方误差，要求误差不大于设计总均方误差值的2/3。

对于性能不好（达不到要求）的仪器不能投入野外生产使用。

磁测误差分配表三、基点的选择与联测1、基点的选择总基点位置首先在区域内已有航磁图上选址，最好在区域磁场零基值线附近。

并据交通地形等条件，选点在半径2m,高差0.5m范围内磁场变化不超过2nT,附近没有磁性干扰物，有利于长期保存的地方。

分基点亦即日变站选址要求位于平稳磁场内，靠近驻地（最好是独立的房屋内）使用方便，附近没有磁性干扰物。

仪器校正点：基本要求同分基点的要求。

对野外实地的选择结果要有记录。

日变站使用控制范围小于50km。

磁粉检测基本原理讲义第一章绪（xu、）论1．1磁粉检测的发展简史和现状1．1．1磁粉检测的发展简史1）春秋战国时期：中国人发现了磁石吸铁现象,并以此为基础发明了指南针；2）十七世纪法国物理学家对磁力作了定量研究；3）十九世纪初期丹麦科学家奥斯特发现了电流周围也存在着磁场，同时法国科学家毕奥和沙伐尔及安培，对电流周围磁场的分布进行了系统的研究，得出了一般规律；后来英国的法拉第首创了磁力线的概念。

4）磁粉探伤的设想：早在1918年，美国人霍克发现由磁性夹具从钢制工件上磨削下来的铁末会聚集在工件表面有裂纹的区域，因此提出利用磁性检验工件表面裂纹的设想。

1928年-1930年福雷斯特成功研制出了周向磁化法，并将干磁粉用于焊缝及各种工件的探伤。

1934年首次用来演示磁粉检测技术的一台实验性固定式磁粉探伤装置问世。

1935年油磁悬液在美国开始使用。

1936年法国人申请了在水磁悬液中添加润湿剂和防锈剂的专利。

1938年《无损检测论文集》在德国出版，有了磁粉检测理论（原理和装置）。

1940年《磁通检验的原理》教科书在美国出版。

1941年荧光磁粉投入使用。

1949年以前，我国仅有几台美国进口的蓄电池式直流探伤机，用于航空工件的维修检查。

苏联学者瑞加德罗对磁粉的研究和发展作出了卓越的贡献，在大量实验数据的基础上制定了在世界上有广泛影响的磁化规范，在50年代初期首创了鉴定磁粉质量的磁性称量法和酒精沉淀法。

5）国外磁化技术的发展：磁化技术改造的目的就是简化探伤工序、提高检测速度、提高探伤灵敏度。

30-50年代有了从两个垂直方向分别磁化的方法（原理：电流转换开关，实现单方向磁化）；60年代初期有了复合磁化、摆动磁场（交流+直流）；60-70年代进化了复合磁化，又有了旋转磁场（交流+交流）；80年代有了多向复合磁化，即两组或两组以上（其中一组必须是交流）存在相位差的电流在工件上构成多组电流（或磁通）回路；90年代的复合磁化为：工件不接触电磁极且不直接通过线圈的复合磁化法（原理：利用线圈有效磁化区在空间强度分布叠加）。