地球物理仪器介绍-图文

地球物理仪器的研制与应用地球物理学是研究地球内部结构、物质组成和运动规律的科学。

随着科技的发展，地球物理仪器的研制和应用不断更新。

那么，本文将从地球物理仪器的发展历程、目前常见的地球物理仪器以及它们的重要性等方面进行探讨，希望能够让读者对地球物理学的了解更加深入。

一、地球物理仪器的发展历程地球物理仪器，顾名思义就是用于研究地球物理学的仪器。

早在1500年开始，人们就开始用简单的水准仪进行地形测量，以了解地球表面的高度和形态。

而后，渐渐出现了各种仪器，用于研究地球的电磁场、重力场、地热场等各种现象。

在这些成果中，均具有非常显著的探测效果，因此在地球物理学研究和应用中都具有重要的作用。

对于地球物理仪器的发展历程，可以大致分为以下几个阶段。

首先是大规模地震观测的阶段，这个时期主要是针对地震活动展开的大规模观测活动。

其次是测量船的时代，这个时期主要是针对海底地震和海洋地壳构造展开的观测。

随后是地震仪观测的时代，这个时期主要是针对精密地震观测展开的观测活动。

最后，现代地球物理学的时代，这个时期是以综合地球物理探测方法和技术为基础，设备功能和探测能力不断提高的阶段。

二、目前常见的地球物理仪器目前，常见的地球物理仪器有电磁场探测仪、重力场探测仪、地磁场探测仪、地电场探测仪、地震仪等。

下面将分别对这几种仪器进行详细介绍：1、电磁场探测仪电磁场探测仪是用来探测地下物质电导率分布的仪器，其原理是通过感应线圈产生的电磁场与地下的物质交互作用，得到电磁场反射信号，从而推断物质的结构和组成。

它可以应用在矿产勘探、水文地质勘探等领域，是其所在领域中检测深度和精度的重要手段。

2、重力场探测仪重力场探测仪可以用来探测地下岩层的密度变化和不同岩石层之间的分界面，其原理是利用重力作用力对物质的作用，研究地壳结构的差异和变化，从而探知地下结构和岩石分布。

在工业、矿产、石油等领域都有广泛的应用。

3、地磁场探测仪地磁场探测仪的主要作用是测量地球磁场的强度、方向和变化。

测绘技术中地球物理测量的仪器与方法地球物理测量是测绘技术中一项重要的技术应用，通过使用仪器和方法来研究地球内部的物理特征和现象。

这项技术对于地质勘探、自然资源调查、地震预测等方面有着重要的意义。

在本文中，我们将探讨地球物理测量中常用的仪器与方法。

一、重磁测量重磁测量是地球物理测量中常用的一种方法。

通过测量地球表面的重力和磁力场强度，可以得到地球内部的重力和磁力异常分布情况。

常用的重磁仪器包括重力仪和磁力仪。

重力仪是一种用于测量地球表面重力场的仪器。

它通常由测量仪器、支架和重力计组成。

在测量中，需将重力仪放置在平稳的地面上，并注意避免应力和振动的干扰。

通过测量重力仪的读数，可以计算出地球某个点的重力加速度。

磁力仪则是一种用于测量地球表面磁力场的仪器。

它能够检测地球磁力的变化，并将其转化为仪器上的磁力读数。

磁力仪主要包括磁力计、磁感应线圈和电子积分器等部分。

在使用时，需要注意避开金属物体等对磁力场的干扰。

二、地电测量地电测量是利用大地电场与地下体积电阻率分布之间的关系，通过测量地表上的电位差来推断地下岩石和土壤的导电性质。

这种方法常用于地下水资源调查、矿产资源探测和地质工程勘察等领域。

地电仪是地电测量中常用的仪器，它通过检测电位差并测量电流来进行测量。

地电仪一般由电源、测量电极和接收器组成。

在地电测量中，需将电极插入地下，在一定时间内测量地下电位差和电流大小，并记录下相关数据。

为了减小测量误差，地电测量时需要注意环境因素的影响。

例如，需避开高压电线、金属管道等干扰源，并在测量前进行背景电位的修正。

同时，考虑到地面不均匀，还需要进行电极和观测点的合理布置。

三、地震勘探地震勘探是一种常用的地球物理勘探方法，通过测量地震波在地下传播的特性来推断地下结构和岩层分布情况。

地震勘探在石油勘探、地震工程等领域有广泛应用。

地震仪器主要包括地震仪和震源。

地震仪通常用于测量地震波的传播速度和方向，以及地震能量的大小。

而震源则是产生震动的装置，常用的有振动器和炸药。

几种放射性仪器简介5.1 FD-3013 数字γ辐射仪FD-3013 数字γ辐射仪是一种便携式γ总量测量仪器，其工作原理如下图所示。

探测器为N a（Tl）闪烁计数器，它将入射γ射线转换成电脉冲信号，其计数率正比于射线强弱。

放大器将探测器给出的脉冲加以放大，以利后面的电路工作。

甄别器的阈压为40 keV，它剔除掉对应能量小于40 keV的脉冲，而让能量大于40 keV 的脉冲通过，使仪器进行积分测量。

分频器的作用是进行每秒计数与含量间换算；测量结果的归一化。

由于该仪器的灵敏度大致为5s-1／10-6eU（每10-6eU能引起每秒钟5次计数），通过微调仪器时钟频率，可以得到以仪器时钟为标准的仪器灵敏度5s-1／10-6eU 。

这样在1秒钟内，甄别器输出的脉冲数经过5分频后，即是以10-6eU为单位的测量值。

当测量时间分别为2s，4s,16s的时候，则分别经过2分频,4分频和16分频，最后得到归一化的10-6eU测量结果。

计数选通门根据测量要求，在控制电路的控制下，选择经过不同分频的脉冲计数通路。

计数、锁存、译码电路将通过了计数选通门的脉冲数记录下来，并送往显示器显示测量结果。

显示器为四位液晶显示器，当计数器进行下一周期的计数时，液晶屏上仍显示原来的内容，直到计数器又完成一个周期的计数才显示新的内容。

定时器给出了测量时间信号，使控制器能够根据要求协调仪器的工作。

它分别给出ls、2S、4S、16S、64s等时间信号，其中2S、4S、16s信号为测量10-6eU的时间信号，64s信号为测量64S的脉冲时间信号，1s为量程判别和监测的时间信号。

控制器包括量程判别电路、计数通路控制、报警控制等部分。

量程判别电路根据计数率的大小确定测量10-6eU的时问，当计数率小于100～199S-1时，将测量时间定为16 S，当计数率为100～19 9 S-1时，测量时间定为4S,当计数率大于200S-1时，则测量时间定为2S 计数通路控制电路则根据量程判别电路给出的测量时间或指定的测量方式，给出控制信号，使经过适当分频的信号通过计数选通门进入计数器，得到正确的测量结果。

仪器设备在地球物理学研究中的应用地球物理学是研究地球内部结构、地球表层特征及地球物理现象的科学学科。

而在地球物理学的研究中，仪器设备的应用起着至关重要的作用。

仪器设备的使用，使得地球物理学能够以更加准确和精细的方式观测、测量和分析地球的各种物理现象。

本文将探讨仪器设备在地球物理学研究中的应用，并介绍一些常用的仪器设备。

一、地震勘探仪器设备的应用地震勘探是地球物理学研究中常用的方法之一，通过记录地震波在地壳中的传播特性，可以了解地球内部的结构和性质。

在地震勘探中，地震仪是必不可少的仪器设备之一。

地震仪可以测量地震波的到达时间、波形以及振幅等信息，从而推断地球内部的构造特征。

此外，地震仪还能够判断地壳中是否存在矿藏、岩石层的厚度及构造运动等。

二、地磁仪的应用地磁仪是测量地球磁场的仪器设备，可以帮助地球物理学家研究地球磁场的分布和变化规律。

地磁仪广泛应用于地磁测量、地磁勘探以及磁场监测等领域。

地磁仪能够测量地球磁场的强度、方向和倾角等参数，通过分析这些数据可以获得地球内部物质的磁性特征，进而揭示地球内部的构造和运动情况。

三、重力仪的应用重力仪是测量地球重力场的仪器设备，重力场的变化可以反映地球内部的物质分布和地壳的变形情况。

利用重力仪可以测量地壳下不同物质的密度差异，从而推断地球内部的物质分布和地壳的变形情况。

重力仪广泛应用于地质构造、矿产勘探等领域。

通过对重力场的测量和分析，可以了解地球内部的地壳厚度、岩石类型以及断层活动等重要信息。

四、电磁仪的应用电磁仪是通过测量地球上电磁场的变化来探索地下结构和地下物质分布的仪器设备。

电磁法是地球物理勘探中常用的方法之一。

电磁仪可以测量地下介质对电磁场的响应，从而推断地下物质分布的特征。

电磁仪广泛应用于地下水资源勘探、矿产资源勘探以及地下构造探测等领域。

五、雷达测深仪的应用雷达测深仪是一种通过测量电磁波在地下传播的时间和速度等参数来测量地下土层深度的仪器设备。

雷达测深仪可以通过发送电磁波并接收反射信号，根据时间和速度关系计算出土层的深度。

地球物理仪器的发展与应用地球物理仪器是研究地球内部结构、地壳运动、地球物质性质以及地震等地球物理学问题的重要工具。

随着科技的不断进步和人类对地球内部的认识的深入，地球物理仪器的发展取得了显著的成果，并且广泛应用于地质勘探、地震监测、环境监测等领域。

一、地球物理仪器的发展历程地球物理仪器的发展可以追溯到19世纪初，当时仪器仅限于简单的地震仪和磁力计。

随着科学研究的深入，地球物理学的发展呈现出爆发式增长。

20世纪初，透射地震仪、重力仪和电磁仪器等开始被广泛使用，为理解地球内部的结构和性质提供了重要手段。

现代地球物理仪器则更加先进，包括全球定位系统（GPS）、测深仪、雷达成像仪和地热仪等。

这些仪器能够高效地采集、记录和分析地球物理数据，为地质勘探和科学研究提供了强有力的支持。

二、地球物理仪器的应用领域1. 地质勘探地球物理仪器在石油、矿产、地热等资源勘探中具有重要作用。

通过地震勘探、电磁勘探和重力勘探等方法，可以获取地下构造和地质体的信息，帮助确定勘探区域的潜在资源。

2. 地震监测地震是地球内部运动的重要表现，地球物理仪器在地震监测中起到了至关重要的作用。

位移测量仪、地震仪器和地震阵列等设备能够实时记录和监测地震活动，帮助科学家预测和研究地震的产生机制，为珍贵的预警提供数据支持。

3. 环境监测地球物理仪器在环境监测领域也有广泛的应用。

例如，大气探测仪、气象雷达等仪器可以用于气候观测和天气预报，磁力计和电磁辐射仪可以监测地磁和电磁辐射的变化，帮助科学家研究气候变化和环境污染等问题。

4. 地球物理学研究地球物理仪器在科学研究中扮演着重要的角色。

通过收集大量的地震数据和地磁数据，科学家可以深入研究地球内部的结构和性质，探索地球演化的历史和机制。

三、地球物理仪器的未来展望随着科技的不断进步，地球物理仪器将会更加先进和精确。

未来的地球物理仪器可能结合人工智能技术，实现自动化、智能化的数据采集和处理，提高勘探和监测的效率和准确性。

勘测师行业工作中的地球物理勘测方法与仪器地球物理勘测是勘测师行业中一种常用的工作方法，通过使用各类仪器设备，对地下的物理性质进行探测和分析，以便更好地了解地下构造与地质特征。

本文将介绍勘测师行业工作中常用的地球物理勘测方法与仪器。

一、地震勘测方法与仪器地震勘测是地球物理勘测中最常用的方法之一，它利用地震波在地壳中传播的特点，通过记录地震波的传播速度、振幅和反射、折射等现象，来推断地下岩石的性质和分布。

在地震勘测中，常用的仪器有地震仪、地震记录仪等。

地震仪是一种测量地震波传播速度的仪器，它通过测量地震波的到达时间和震中距离，来计算地震波的传播速度。

地震记录仪则用于记录地震波的振幅和波形，通过分析地震记录，可以获得地下岩石的界面信息。

二、电磁勘测方法与仪器电磁勘测是另一种常用的地球物理勘测方法，它利用地下物质对电磁场的响应，来推断地下的物性参数。

常见的电磁勘测方法包括电阻率法、磁法和电磁波测深法等。

在电磁勘测中，常用的仪器有电磁测深仪、电磁感应仪等。

电磁测深仪是一种测量地下电磁场分布的仪器，它利用电磁感应原理，通过测量地下电阻率差异，来确定地下构造的变化。

电磁感应仪则用于测量地下物质对电磁波的响应，通过分析电磁波的反射、透射等现象，可以推断地下物质的性质。

三、重力与磁力勘测方法与仪器重力和磁力勘测是利用地球重力场和地磁场的变化，来推断地下物质性质的方法。

重力勘测主要用于测量地下岩石的密度差异，从而推断地下岩石的分布情况。

磁力勘测则主要用于测量地下岩石的磁性差异，以此推断地下岩石的性质和构造。

常用的仪器有重力仪和磁力计。

重力仪是一种测量地球重力场的仪器，它通过测量地球重力场的强度和方向，来推断地下岩石的密度分布情况。

磁力计则是一种测量地磁场强度和方向的仪器，通过分析地磁场的变化，可以推断地下岩石的磁性特征。

综上所述，地球物理勘测方法与仪器在勘测师行业中起着重要的作用。

地震勘测、电磁勘测、重力与磁力勘测是常用的地球物理勘测方法，而地震仪、地震记录仪、电磁测深仪、电磁感应仪、重力仪和磁力计是常见的地球物理勘测仪器。

地球物理仪器报告剖析一、原理地震仪是最常用的地球物理仪器之一，主要通过记录地震波在地球内部传播的情况来研究地球结构。

地震波分为P波、S波和地震面波等不同类型，它们在地球内部传播的速度、路径和衰减情况会受到地球内部结构的影响。

通过分析地震波的传播特性，可以推断地球内部的物理性质，如速度结构、密度分布等。

电磁探测仪主要通过测量地球内部的电磁场变化来研究地球结构。

地球内部的电磁场受到地磁场、电离层等因素的影响，其变化可以反映地球内部的性质，如导电性、磁性等。

通过记录地球内部电磁场的变化，可以揭示地球的结构特征，如岩石类型、流体分布等。

重力仪主要通过测量地球引力场的变化来研究地球结构。

地球内部的物质分布会对地球的引力场产生影响，不同密度的物质会产生不同的引力效应。

通过测量地球引力场的变化，可以推断地球内部的密度分布，从而揭示地球的结构特征。

二、应用地球物理仪器在地质勘探、地震监测、资源勘探等领域有着广泛的应用。

在地质勘探中，地震仪、电磁探测仪等地球物理仪器被广泛应用于勘探矿产资源、油气资源等。

通过研究地球内部结构，可以帮助勘探者找到矿产资源的分布规律，指导勘探活动的进行。

在地震监测中，地球物理仪器可以用于监测地震波的传播轨迹、速度等参数，帮助科学家们更好地理解地震的发生机制和预测地震的可能性。

通过对地震波的分析，可以实现对地震危险性的评估，从而指导地震防灾工作的进行。

在资源勘探中，地球物理仪器可以用于勘探地下水资源、矿产资源等。

通过研究地球内部结构的变化，可以确定地下水资源的分布、储量等信息，为水资源管理提供科学依据。

同时，地球物理勘探技术也可以应用于勘探石油、天然气等资源，为资源勘探活动提供技术支持。

三、发展趋势随着科学技术的不断发展，地球物理仪器也在不断更新和改进。

未来地球物理仪器的发展趋势主要包括以下几个方面：1.多功能化：未来地球物理仪器将趋向于多功能化，一个仪器可以实现多种功能的探测。

通过整合不同原理的仪器，可以提高数据采集的效率和准确性。

地球物理仪器分类号密级中国地质大学（北京）课程结课报告地球物理仪器学生姓名陈浩院（系）地球物理与信息技术专业电子与通信工程学号2110130002任课教师邓明职称教授二O一四年四月目录1.绪论 (1)2.地震勘探方法 (4)2.1勘探原理 (4)2.2应用范围 (5)2.3反射法 (6)2.4折射法 (6)3.重磁仪器 (7)3.1磁力仪 (7)3.2重力仪 (9)4.地震勘探仪器 (11)4.1模拟地震仪 (11)4.2 数字地震仪 (12)4.3 24位模数转换器地震仪 (13)5. 电法仪器 (14)5.1 大地电磁探测仪 (15)5.2 瞬变电磁仪 (17)5.3 高密度电法仪 (19)6 核辐射仪器 (23)6.1 放射性仪器分类 (26)7 总结与展望 (30)1.绪论地球物理学就是用物理学的方法和原理，对地球的各种物理场分布及其变化进行观测，探索地球本体以及近地空间的介质结构、物质组成、形成和演化，研究与其相关的各种自然现象几其变化规律。

本质上是一门观测学科，需要采集大量的有效信息，可靠信息和信息量的缺乏或不足则是任何数学技巧和图像显示无法弥补的。

高精度和高分辨率的观测与实验仪器和设备是地球物理学发展史中的先行部队，为此，在不断学习国外先进科学技术的同时，也在逐步开创中国地球物理仪器的研制，并且成立具有自主独立主权的实力型品牌。

地球物理仪器是地学仪器的主要组成部分，是认识自然的重要手段，我国地球物理界的前辈们经常说：“地球物理学是一门观测科学”，我院著名老一代地球物理学家顾功叙生前再三强调要注重自主研发的地球物理仪器的重要性。

当代物理学家刘光鼎院士曾明确指出，仪器问题不解决，就无法实现地学现代化。

我国近十几年来正逐步开创中国地球物理仪器研究和研制的新局面，形成具有中国特色的并具有独立知识产权的设备和体制，进而开拓新市场，走向世界，并独立于世界科技之林。

在地球物理学领域，地球物理场主体上分为重力场、地磁场(包括航磁)、电场、地热场、放射性辐射场和地震波场。

地球物理勘探仪器的测量原理地球物理勘探是一种通过测量地球物理现象来了解地球内部结构和性质的科学方法。

在地球物理勘探中，仪器是不可或缺的工具，它们通过测量地球物理参数来获取有关地球内部的信息。

本文将介绍几种常见的地球物理勘探仪器及其测量原理。

一、地震仪地震仪是地球物理勘探中最常用的仪器之一。

它的测量原理基于地震波的传播和反射。

地震波是由地震源产生的能量波动，经过地球内部的传播后，会在地下的不同介质中发生反射、折射和散射。

地震仪通过测量地震波的传播时间和振幅变化来推断地下介质的性质和结构。

常见的地震仪包括地震记录仪和地震传感器。

二、重力仪重力仪是测量地球重力场的仪器。

它的测量原理基于物体在地球重力作用下的加速度差异。

重力仪通过测量物体的加速度变化来计算地球的重力场强度。

在地球物理勘探中，重力仪被广泛应用于测量地下物质的密度变化。

密度较大的物质会引起局部的重力异常，通过重力仪的测量可以推断出地下的密度分布情况。

三、磁力仪磁力仪是测量地球磁场的仪器。

地球具有一个磁场，磁力仪通过测量磁场的强度和方向来推断地下的磁性物质分布。

磁力仪的测量原理基于磁感应定律，当磁场中存在磁性物质时，它会产生磁感应强度的变化。

通过测量磁场的变化，可以获取地下磁性物质的分布情况。

磁力仪在地球物理勘探中广泛应用于寻找矿产资源和地下构造的研究。

四、电磁仪电磁仪是测量地球电磁场的仪器。

地球的电磁场是由地球内部的电流体所产生的，电磁仪通过测量地球电磁场的强度和频率来推断地下的电导率分布。

地下的电导率分布与地下介质的性质有关，通过电磁仪的测量可以获取地下介质的电导率信息。

电磁仪在地球物理勘探中被广泛应用于寻找地下水资源、矿产资源和地下构造的研究。

总结起来，地球物理勘探仪器的测量原理涉及地震波传播、重力场、磁场和电磁场的测量。

通过这些仪器的测量，可以获取地下介质的性质和结构信息，为地质勘探、资源勘探和环境调查等提供重要的科学依据。

随着技术的不断发展，地球物理勘探仪器的测量精度和分辨率将进一步提高，为我们对地球内部的认识提供更多的突破。

分类号密级中国地质大学（北京）课程结课报告地球物理仪器学生姓名马敏院（系）地球物理与信息技术专业电子与通信工程学号任课教师邓明职称教授二O一四年四月1 前言球物理仪器是认识地球、资源探测、工程勘察、地质灾害监测的重要手段，是地球科学研究的基础，也是前沿技术。

在地球物理学领域，地球物理场主体上分为重力场、地磁场、电场、地热场、放射性辐射场和地震波场。

日常工作中对矿产资源、油气能源和环境的勘察与监测，对地震灾害的预测与预防，对地球深部圈、层结构以及物质组成和空间状态的探测等都是通过物理场完成的。

随着地球物理学在理论、方法和应用方面的不断进步，科学与技术发展的需求日益增加，相应学科的仪器与设备得到了迅速发展，物理学、力学、信息学和计算机技术中的一些新成就得到了广泛应用，地球物理观测的精度和对信息的分辨率不断提高。

地球物理勘探仪器是集当代先进技术如传感器、电子、计算机、数据传输和通讯等技术为一体的综合系统。

它的革新与发展总是伴随着新技术的推广和完善。

地球物理仪器按照所测量的地球物理场，主要分为重力仪、磁力仪、电法仪、浅层地震仪、测井仪以及放射性仪器等。

地球物理仪器在许多部分存在相似的电路，例如模拟通道和数字通道，前置放大电路和滤波电路，A/D采样和数模转换等，除此之外还会连接通信接口、显示接口以及键盘接口等等。

但是地球物理仪器往往又有自己的一些特点：（1）频带较宽，大动态范围；（2）高速、高分辨率和高信噪比；（3）集成度高，功能多但是功耗较低；（4）操作简单，轻便灵活，现场实时显示结果，宽工作温度范围，高稳定度在以上各个重要参数中，高分辨率是地球物理仪器的最为关键参数，这是因为在地球物理勘探中，传感器接收的信号一般都很小，如直流电法仪中，测量大地的自然电位时，信号可能只有几uV；地震勘探中，检波器接收的信号也只有几pV；瞬变电磁仪接收到的二次场信号也只有几nv。

这就要求A/D转换器具有很高的分辨率，因此目前的地球物理仪器设计中大都采用了24位△∑A/D采样技术，以达到高分辨率的目的。