高精度磁测对水下磁性物体的搜索定位

磁铁定位器使用方法一、什么是磁铁定位器磁铁定位器是一种使用磁性材料制成的工具，可以通过检测磁场来定位磁性物体。

它由磁杆和检测装置组成，可以广泛应用于工业生产、建筑施工、矿山勘探等领域。

磁铁定位器通过吸附磁性物体，快速准确地定位目标位置，提高了工作效率和准确性。

二、为什么要使用磁铁定位器磁铁定位器具有以下几个优点：1.高精度：磁铁定位器可以通过磁性感应原理，准确地检测磁场，定位目标物体的位置，避免了人工寻找的误差。

2.快速：使用磁铁定位器可以快速找到目标物体，提高工作效率，节省时间。

3.方便：磁铁定位器小巧轻便，可以随身携带，易于操作。

无论是在室内还是室外，都可以方便地使用。

三、磁铁定位器的使用方法3.1 准备工作使用磁铁定位器之前，需要进行一些准备工作：1.确认目标物体的性质：磁铁定位器只能用于检测磁性物体，因此需要事先确认目标物体是否具有磁性。

2.选择合适的磁铁定位器：根据需要定位的物体大小、环境等因素选择适合的磁铁定位器。

一般来说，较大的目标物体可以选择较强磁力的磁铁定位器。

3.安全措施：在使用磁铁定位器时，需要注意安全问题。

避免磁铁定位器接触到磁性物体时产生的吸附力过大，造成伤害。

3.2 使用步骤使用磁铁定位器的步骤如下：1.将磁铁定位器置于地面或目标物体附近的合适位置。

2.打开磁铁定位器的开关，开始检测。

3.缓慢移动磁铁定位器，注意观察磁铁定位器上的指示器变化。

4.当磁铁定位器指示器发生明显的变化时，表示检测到了磁性物体。

停下来，确认目标位置。

5.根据需要，可以使用其他工具将目标物体取出或进行其他操作。

6.使用完毕后，记得关闭磁铁定位器的开关，避免磁性物体误吸附。

3.3 注意事项使用磁铁定位器时需要注意以下几点：1.避免接触磁性物体时产生的吸附力过大，以免造成伤害。

2.使用时要注意保持磁铁定位器的清洁和干燥，避免杂物附着影响使用效果。

3.根据实际需要选择合适的磁力大小，避免使用过大或过小的磁铁定位器。

地面核磁共振方法探测地下水的原理SNMR 找水方法利用了不同物质原子核弛豫性质差异产生的NMR 效应。

即利用了水中氢核（质子）的弛豫特性差异，在地面上利用核磁共振找水仪，观测、研究在地层中水质子产生的核磁共振信号的变化规律，探测地下水。

核磁共振是一个基于原子核特性的物理现象，是指具有核子顺磁性的物质选择性地吸收电磁能量。

从理论上讲，应用NMR 技术的唯一条件是所研究物质的原子核磁矩不为零。

水中氢核具有核子顺磁性，其磁矩不为零。

氢核是地层中具有核子顺磁性物质中丰度最高、磁旋比最大的核子。

在稳定地磁场的作用下，氢核像陀螺一样绕地磁场方向旋进（见图1），其旋进频率（拉莫尔频率）与地磁场强度和原子核的磁旋比有关。

氢核在地磁场作用下，处在一定的能级上。

如果以具有拉摩尔频率的交变磁场对地下水中的质子进行激发，则使原子核能级间产生跃迁，即产生核磁共振。

通常向铺在地面上的线圈(发射线圈)中供入频率为拉摩尔频率的交变电流(见图2)，交变电流的包络线为矩形（见图3）。

()()00cos 2I t I f t π=式中I 0为交变电流脉冲的幅值。

图1质子磁矩在磁场作用下的旋进运动图3 NMR 信号时序图含水层 氢质子激发 脉冲矩信号线圈激发磁场质 子质 子 磁 矩稳定磁场 激发脉冲NMR 信号NMR 信号 噪声“死区时间”在地中交变电流形成的交变磁场激发下，使地下水中氢核形成宏观磁矩。

这一宏观磁矩在地磁场中产生旋进运动，其旋进频率为氢核所特有。

交变电流的包络线为矩形，其频率为测点的拉摩尔频率(800~3000Hz)，目前SNMR 找水仪电流脉冲的持续时间通常为40 ms 。

当切断线圈中的交变电流后，线圈中将测量到由地下质子弛豫产生的衰减的NMR 信号e(t)，NMR 信号包络线按照指数规律衰减（见图3）：()()()()()()()*002002exp cos 2sin 0.5e t f M f r t T f t r B r B r q dV ππϕγ⊥⊥=-+⎡⎤⎣⎦⎰式中： M 0——氢核的核磁矩;f(r)——地表以下r 深处含水层的含水量; T 2*——r 深处的质子的弛豫时间;B ⊥(r)——激发电磁场B1垂直于地磁场的分量; φ0 (r)——激发电流和感应电流之间的相位;q ——激发脉冲矩(q= I 0τ, I 0、τ分别为交变(激发)电流脉冲的幅值和供电持续时间)。

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。

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。

水域施工遗失物体的磁法快速探测定位
王传雷;黄潘;曲赞;喻忠鸿
【期刊名称】《工程地球物理学报》
【年(卷),期】2009(0)S1
【摘要】通过一个使用磁法探测技术对遗失在水下的铁磁性施工器件的快速探测定位的应用实例。

介绍了如何使用地面磁力仪在水域勘察施工的方法;如何识别水上船只对磁法测量的干扰影响;利用磁法测量资料对水下场源位置判定的方法;对比分析了对遗失在水下的铁磁性施工器件位置的现场判断、资料处理解释后的认定与探摸验证的结果。

通过总结,笔者认为磁法探测技术是寻找水下磁性物体的最有效的方法。

【总页数】5页(P54-58)
【关键词】磁性物体;磁法探测;场源;定位
【作者】王传雷;黄潘;曲赞;喻忠鸿
【作者单位】中国地质大学地球物理与空间信息学院
【正文语种】中文
【中图分类】P631.2
【相关文献】
1.强效抗癌制剂·超高纯碳纳米管带·超小型电视摄像机·可放映16部影片的电影放映机·纳米复合添加剂·环保型高效干式变压器·强化包装回收新法·节能型空调控制装置·新型磁粘性流体·生物体液成分快速检测法·集装箱CT检测系统·世界上最节油的
汽车 [J],
2.地下铁磁物体的分步磁定位方法 [J], 张国友;张维;周国华
3.磁探测定位在搜寻水下铁磁性物体中的应用 [J], 龚天平
4.基于管线探测法与井中磁梯度法的地下超深金属管线精确定位 [J], 杨超
5.海底掩埋铁磁物磁探测中的精确定位 [J], 顾建松;罗建国
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磁探潜原理
磁探潜是一种利用磁场测量技术探测水下目标的方法。

其原理是利用磁感应原理，通过测量水下目标对周围磁场的影响，来确定目标的位置和大小。

具体来说，磁探潜设备通常由一个或多个磁传感器组成，这些传感器可以测量周围的磁场强度和方向。

当磁传感器在水下移动时，它会记录下每一个位置的磁场数据，然后通过计算机处理这些数据，生成水下目标的位置和大小图像。

磁探潜的原理基于磁场的特性。

当有磁性物体（如水下金属物体）存在时，它会对周围的磁场产生影响，使磁场的强度和方向发生变化。

磁探潜设备通过测量这些变化，可以确定水下目标的位置和大小。

磁探潜技术在海洋资源勘探、水下考古、海洋环境监测等领域有广泛的应用。

它可以探测到水下的金属物体、管道、沉船等目标，并且可以在水下难以观察的情况下进行探测，具有较高的安全性和可靠性。

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。

水下机器人中的水下定位和导航技术研究水下机器人作为一种新兴的智能装备，近年来已经成为海洋科学研究、海洋资源探索和应急救援等领域中的重要工具。

而水下机器人的导航和定位技术对于其成功完成各项任务具有至关重要的意义。

本文将围绕这一话题，探讨水下机器人中的水下定位和导航技术研究的现状、发展趋势以及面临的挑战。

一、水下定位技术研究水下定位技术是指在水下环境中通过各种手段获取目标物体的位置信息，这种技术在水下机器人中具有重要作用。

常见的水下定位技术包括声学定位、磁力定位、惯性导航以及视觉定位等。

其中，声学定位技术是最常用也是最成熟的水下定位技术之一。

声学定位技术利用声波的传播和反射来完成目标物体的定位。

以声纳为例，当声源发出声波后，声波会在水下环境中传播，当遇到固体障碍物或水下物体时，部分声波会被反射回声源。

水下机器人通过测量声波从声源到目标物体以及反射回声源所需的时间，计算出目标物体与水下机器人的距离。

通过多个声源和接收器的组合，在三维空间内对目标物体进行定位。

声纳技术在定位精度和测量范围上均处于较好水平，且在水下环境中实现全天候、实时定位。

除了声学定位技术，磁力定位技术也在水下机器人中有着广泛的应用。

磁力定位技术利用地球磁场的特性，通过感应地球磁场和目标物体产生的磁场来完成定位。

相对于声学定位技术，磁力定位技术在深海等环境中具有更好的稳定性和不受环境干扰的优势。

二、水下导航技术研究水下导航技术是指通过各种方式确定水下机器人当前位置和方位信息，从而实现机器人的运动控制。

惯性导航技术是一种较为成熟的水下导航技术。

该技术通过惯性传感器测量机器人的加速度和角速度来获取运动信息，进而实现机器人在三维空间内的定位和导航。

但由于惯性传感器存在漂移现象，因此惯性导航技术需要结合其他定位技术进行校正，以提高定位精度。

除了惯性导航技术外，视觉导航技术也在水下机器人中有着广泛的应用。

视觉导航技术利用机器人上搭载的成像设备，通过图像处理和计算机视觉技术实现地标识别和定位。

磁法探测木质沉船的模型实验及效果分析王传雷;祁明松;胡尊平【摘要】中国辽阔的海疆和丰富的内陆水域为历史悠久并辉煌的航海史留下了丰厚的水下文化遗产，古代木质沉船承载着复原中华海洋文明的梦想。

因此，水下考古学迫切期望相关学科的技术支持，来对水下被掩埋的古代木质沉船进行探测。

笔者通过对木船的实物模型磁场进行测试及分析，证实了木船可以引起周边磁场的变化，同时查明了木船引起磁场变化的场源物质，从而证实了磁法探测木质沉船的可行性、可靠性和有效性，并讨论了磁法探测木质沉船的应用条件。

%Chinese vast territorial seas and rich inland waters constitute a long glorious history of navigation history,and have left huge underwater cultural heritages.As to underwater detection of buried ancient wooden shipwrecks,underwater archaeology is anxious to seek support from the related disciplines of technology,because the ancient wooden shipwrecks carry the dream of restoration of Chinese ma⁃rine culture.In this paper,the physical model of field test and analysis of the wooden shipwrecks confirmed that the wooden shipwreck can cause the change of the surrounding magnetic field,and the authors also found out the field source material that caused the change of magnetic field.These results confirm the feasibility,reliability and validity of the magnetic method in detecting wooden shipwrecks,the application conditions for magnetic detection of wooden shipwrecks are also discussed in this paper.【期刊名称】《物探与化探》【年(卷),期】2015(000)005【总页数】5页(P962-966)【关键词】木船;模型实验;磁场测量;效果分析【作者】王传雷;祁明松;胡尊平【作者单位】中国地质大学武汉地球物理与空间信息学院，湖北武汉 430074;中国地质大学武汉地球物理与空间信息学院，湖北武汉 430074;新疆地质调查院，新疆乌鲁木齐 830000【正文语种】中文【中图分类】P631.2使用磁法测量技术对水下的金属沉船进行调查，国内外都有成功的探测实例，探测到的金属沉船和相关目标物体都被打捞出水或得到验证，探测成果得到了业主的认可[1-5]。