磁场梯度测量及重磁联合解释与应用
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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。
重磁和大地电磁数据三维联合反演汇报人:日期:CATALOGUE 目录•重磁和大地电磁数据采集与处理•三维模型构建•重磁和大地电磁数据联合反演•重磁和大地电磁数据联合反演结果分析•重磁和大地电磁数据联合反演的应用前景重磁和大地电磁数据采集与处理磁力计选择测线布置数据采集重磁数据采集在野外实地进行大地电磁数据采集,记录各测点的视电阻率和相位差。
大地电磁数据采集数据采集电极布设数据预处理数据整理数据滤波数据转换三维模型构建岩石密度模型01岩石磁性模型02岩石电性模型03地磁场源模型地壳电阻率模型地幔电阻率模型地球电阻率模型建立重磁和大地电磁数据联合反演遗传算法是一种基于生物进化原理的优化算法,适用于解决非线性、高维度、多峰值等复杂优化问题。
在重磁和大地电磁数据联合反演中,遗传算法可用于优化反演模型的参数,提高反演结果的准确性和稳定性。
遗传算法具有自适应、并行性和全局搜索能力等特点,可以处理大规模数据集,并找到最优解。
010203基于遗传算法的反演基于模拟退火算法的反演010203在重磁和大地电磁数据联合反演中,粒子群优化算法可用于优化反演模型的参数,提高反演结果的精度和稳定性。
粒子群优化算法具有并行性、简单易实现和全局搜索能力等特点,适用于处理大规模、高维度的优化问题。
粒子群优化算法是一种基于群体智能的优化算法,通过模拟鸟群、鱼群等生物群体的行为来寻找最优解。
基于粒子群优化算法的反演重磁和大地电磁数据联合反演结果分析通过反演结果可以推断出不同地质构造的形成时间和演化过程。
反演结果还可以帮助研究地壳的构造运动和动力学过程。
地质构造解释通过反演可以预测地热资源的富集区域和开发潜力。
联合反演结果可以揭示地下热流体的分布和运移规律。
联合反演还可以为地热资源的开发提供地质学依据,指导地热资源的合理利用和开发。
重磁和大地电磁数据联合反演的应用前景地质科学研究123矿产资源勘查联合反演可以提供更准确的地热资源位置和分布信息,为地热资源的开发利用提供科学依据。
磁场与磁场强度的测量与应用磁场是我们日常生活中常见的自然现象之一,也是物理学中重要的研究对象。
磁场强度在物理学、工程学以及其他学科中具有广泛的应用。
本文将探讨磁场的概念,介绍磁场的测量方法,以及磁场强度的应用。
一、磁场的概念磁场是指某一区域内磁力线所具有的特征和性质。
磁场既可以由永久磁铁产生,也可以由通过电流的导线产生。
磁场具有磁力线方向和磁力线密度两个基本特征,通过磁感线的方向和磁感线的密度可以描述磁场的强弱。
二、磁场的测量方法测量磁场的方法有许多种,下面将介绍几种常见的磁场测量方法。
1. 磁力计测量法磁力计是一种常用的测量磁场的仪器。
它通过测量磁场对一个已知质量的物体所产生的力来确定磁场的强度。
磁力计一般采用弹簧平衡或电子平衡的原理进行测量,具有较高的测量精度。
2. 霍尔元件测量法霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁场测量仪器。
霍尔效应是指当电流通过一块导体时,该导体两侧会产生一定的电压差,该电压差与磁场的强度成正比。
通过测量霍尔元件两侧的电压差,可以确定磁场的大小。
3. 磁感应强度测量法磁感应强度是描述磁场强弱的物理量。
通过将一个测试线圈放入待测磁场中,测量测试线圈中感应电动势的大小来确定磁感应强度。
该方法适用于测量不均匀磁场或微弱磁场,具有较高的测量精度。
三、磁场强度的应用磁场强度在各个领域都有着重要的应用,下面将介绍几个常见的磁场强度应用。
1. 电机与发电机电机和发电机是利用磁场强度与导线所受力的原理实现能量转换的设备。
通过在磁场中放置导线,当导线通电时,根据洛伦兹力的作用,导线会受到一个力,从而实现能量转换。
2. 磁共振成像磁共振成像(MRI)是一种基于磁场强度原理的医学成像技术。
通过在人体部位施加强大的磁场,结合无线电脉冲的辅助,可以对人体组织进行高清晰度的成像。
磁共振成像在医学诊断中有着重要的应用价值。
3. 磁存储技术磁存储技术是指利用磁场强度对磁介质进行信息的编码与储存的技术。
如硬盘、磁带等设备,利用磁场强度改变来存储与擦除信息。
磁现象在科研中的应用(一)应用场景一:磁共振成像(MRI)MRI是一种基于磁现象的医学成像技术,广泛应用于临床和科研领域。
它利用人体组织中的氢原子在强磁场和射频脉冲的作用下的磁现象,通过测量信号的响应来生成图像。
MRI在诊断肿瘤、神经系统疾病等方面作出了重要贡献。
1.1 基本原理MRI利用静态磁场、梯度磁场和射频场来实现成像。
首先,将患者放入强磁场中,使人体内的原子的自旋与磁场方向对齐。
然后,通过施加梯度磁场和射频脉冲,激发原子自旋的共振现象。
最后,测量原子自旋返回平衡态时所释放的信号,并通过信号处理生成图像。
1.2 应用价值MRI可以对人体内部组织进行非侵入性、无辐射的成像,能够在不同平面、不同方向上观察组织的结构和功能,具有较高的分辨率和对比度。
因此,MRI广泛应用于肿瘤、神经系统疾病、心血管疾病等的诊断和研究。
应用场景二:磁性材料在磁存储中的应用磁存储是一种将信息以磁性方式存储和读取的技术,广泛应用于计算机和数据存储设备中。
磁性材料在磁存储中起到了至关重要的作用,它们具有可逆磁性和较长的记忆效果。
2.1 基本原理磁存储设备利用磁性材料的磁现象来实现数据的存储和读取。
在磁存储介质中,磁性材料的微小区域被磁化表示为0或1的信息状态。
通过施加磁场或电流,可以改变磁性材料的磁化方向,从而改变信息状态。
2.2 应用价值磁存储设备具有高密度、大容量和非易失性等特点,能够长期保存数据且不受断电影响。
磁性材料在其中的应用使得磁存储在计算机和数据存储设备中扮演着重要的角色。
应用场景三:电动机与发电机电动机和发电机是磁现象在电力工程领域的重要应用。
它们利用电流和磁场之间的相互作用来实现能量转换和传递,广泛应用于工业生产和能源领域。
3.1 基本原理电动机和发电机均通过磁场与电流之间的相互作用来实现能量转换。
电动机将电能转化为机械能,通过电流在磁场中产生的作用力来驱动装置运动。
而发电机则将机械能转化为电能,通过磁场和旋转装置之间的运动产生电流。
磁场梯度测量及重磁联合解释与应用近二十余年来,磁测技十发展十分迅速,出现了高精度的光泵磁力仪和超导磁力仪,为开展磁场梯度测量打下了物质基础。
在某些地质条件下,磁场梯度测量有可能解决一般磁测难于解决的复杂问题,可以查明场源的更多特点和细节。
标签:超导磁力仪磁场梯度重磁异常等1概述磁场梯度测量:测量磁场在空间的变化率(单位为纳特/米或纳特/千米)称为磁场梯度测量,在生产实际中应用的有垂直梯度测量与水平梯度测量两种。
垂直梯度测量的接收部分为两个垂直安置的探头。
如果在飞机上测量,探头的垂直距离可以设计得较大,约30~60米,测量仪器一般选用极高灵敏度的光泵磁力仪,两个探头同时读数。
如果在地表测量,探头的垂直距离约为2米,测量仪器以核子旋进磁力仪为主。
在地表测量中,为了克服两个探头激发时产生的磁场相互干扰,常采用上、下两个探头分两次激发读数,间隔为2秒。
用两个探头读数值除以探头间距离即为该点上的垂直梯度。
局部磁异常的垂直梯度变化比区域异常的明显,故垂直梯度测量适合于在具有强区域干扰地区实施,以便获得有用的局部异常的信息。
水平梯度测量常见于海上,接收部分同样是两个探头,但为水平放置。
同时记录两个探头的读数,其瞬时差就是水平梯度。
2重磁联合反演的应用磁力勘探是发展最早,应用广泛的一种地球物理勘探方法,也是最为经济,快捷的方法之一。
早在两千多年以前,我们的祖先就知道并利用了天然磁石的吸铁性和指极性。
中国古代的四大发明之一的指南针传入欧洲后,人们开始关注地磁现象,并开始应用磁力探测仪器来寻找铁矿。
随着现代科学技术的进步,磁力勘探仪器已从机械式发展到电子式,磁力勘探的范围也逐渐扩展到空中、海洋。
在上世纪60年代发展起来的高灵敏度磁力传感器,使得人们能够快速、准确地测量地磁总场的幅值。
在地球物理工作中根据利用的不同类型的物性差异课将具体方法分为重磁电震等,重磁是位场属于同源场,往往利用单一方法进行探测工作时会因为问题的复杂性而无法得到较好的解,因此采用重磁这两种同源场,同时联合处理反演会得到较好的结果,而且他们都是位场,联合反演的结果也更趋向于真实。
磁场梯度测量及重磁联合解释与应用
近二十余年来,磁测技十发展十分迅速,出现了高精度的光泵磁力仪和超导磁力仪,为开展磁场梯度测量打下了物质基础。
在某些地质条件下,磁场梯度测量有可能解决一般磁测难于解决的复杂问题,可以查明场源的更多特点和细节。
标签:超导磁力仪磁场梯度重磁异常等
1概述
磁场梯度测量:测量磁场在空间的变化率(单位为纳特/米或纳特/千米)称为磁场梯度测量,在生产实际中应用的有垂直梯度测量与水平梯度测量两种。
垂直梯度测量的接收部分为两个垂直安置的探头。
如果在飞机上测量,探头的垂直距离可以设计得较大,约30~60米,测量仪器一般选用极高灵敏度的光泵磁力仪,两个探头同时读数。
如果在地表测量,探头的垂直距离约为2米,测量仪器以核子旋进磁力仪为主。
在地表测量中,为了克服两个探头激发时产生的磁场相互干扰,常采用上、下两个探头分两次激发读数,间隔为2秒。
用两个探头读数值除以探头间距离即为该点上的垂直梯度。
局部磁异常的垂直梯度变化比区域异常的明显,故垂直梯度测量适合于在具有强区域干扰地区实施,以便获得有用的局部异常的信息。
水平梯度测量常见于海上,接收部分同样是两个探头,但为水平放置。
同时记录两个探头的读数,其瞬时差就是水平梯度。
2重磁联合反演的应用
磁力勘探是发展最早,应用广泛的一种地球物理勘探方法,也是最为经济,快捷的方法之一。
早在两千多年以前,我们的祖先就知道并利用了天然磁石的吸铁性和指极性。
中国古代的四大发明之一的指南针传入欧洲后,人们开始关注地磁现象,并开始应用磁力探测仪器来寻找铁矿。
随着现代科学技术的进步,磁力勘探仪器已从机械式发展到电子式,磁力勘探的范围也逐渐扩展到空中、海洋。
在上世纪60年代发展起来的高灵敏度磁力传感器,使得人们能够快速、准确地测量地磁总场的幅值。
在地球物理工作中根据利用的不同类型的物性差异课将具体方法分为重磁电震等,重磁是位场属于同源场,往往利用单一方法进行探测工作时会因为问题的复杂性而无法得到较好的解,因此采用重磁这两种同源场,同时联合处理反演会得到较好的结果,而且他们都是位场,联合反演的结果也更趋向于真实。
联合反演是地球物理数据分析的理想工具,它包括同步反演、顺序反演、剥离法反演和伸展法反演。
前人针对MT与地震联合反演开展了相关研究,利用了最速下降法、遗传算法、广义逆法等手段。
一般认为,顺序反演优于单独反演,而同步反演效果最优,且非线性反演法比广义线性法更优越。
重磁异常是同源场,可通过重磁联合反演来减少重、磁单一方法反演的多解
性,提高反演结果的可靠性。
地球物理联合反演就是联合应用多种地球物理观测数据,通过地质体的岩石物性和几何参数之间的相互关系求得同一个地下地质、地球物理模型。
重磁联合反演方法的研究开始于20世纪后期。
用一个等效层的方法来计算磁化率与密度的比值的变化来实现重磁联合反演。
为了减小重、磁异常反演的多解性问题,在重、磁异常由同一场源引起的情况下,研究了使用广义反演方法来实现2.5维重、磁联合反演,反演参数为异常体多边形的角点坐标及每一矿体的密度差及磁化率,结果说明这种类型使用广义反演算法是合理的,并且说明了方法的实用性。
用最小二乘反演方法来解决2.5维模型的顶点和物理参数,为了获得算法的稳定,他们通过固定某些参数来反演其他参数。
在具有先验信息的基础上,如密度、磁化率、剩余磁化强度等,对重、磁场的联合反演问题进行了研究,而张贵宾等人以BG理论为基础,研究了一种综合重、磁异常联合反演既是磁界面也是密度界面的方法,并建立了重、磁广义线性综合反演系统,扩展了3维的方法,将随深度变化的密度和磁化率作为未知的参数。
在一个统计的框架下,将蒙特卡罗方法用于重磁的联合反演,产生一个可能的密度函数来描述一组可接受的模型。
2006年,又提出了新的界面重磁聯合反演方法,利用阻尼最小二乘法在常密度差与常磁性差的条件下实现的。
综合应用重磁方法的基本原理解反演问题,获得了具有较高分辨率的磁化强度和密度随深度的分布模型!在解反演问题时,必须具有垂直向位场数据的相关信息,这对于提高垂向深度分辨率具有决定性作用,这种垂向深度分布的结果仅取决于位场数据的分布。
重磁资料的顺序反演可进一步修改地震资料品质差或解释不清之处,减少不确定因素,使模型解释更趋合理,起到相互修正反馈、提高解释精度和减小多解性的效果。
应用重磁人机联作2.5维体正反演计算系统,其中,重磁力正演采用2.5维体多边形截面的数值计算公式,计算中根据物性变化规律及地震和电性层特征,修改密度、磁化强度以及界面深度等参数,对地震和MT 资料解释确定的地层,在重磁反演中作为界面深度的控制,通过改变密度和磁化强度的数值,对地震或MT资料解释不确定的界面。
通过正反演计算加以修正,以达到模型正演异常与实测异常的最佳拟合。
磁力资料反演的权重系数。
联合反演用到重力和磁力两种不同的资料,每一种资料对于反演待求的地质体作用可能是不一样的,因此可以对不同类型的资料进行加权处理
应该指出的是,目前的重磁反演方法还缺乏对孤立火成岩体与连续的结晶基底面两类不同的模型同时反演的方法技术。
重磁反演方法按模型来分类,可以分为两类:一类是孤立模型,通常用最优化方法,该方法把模型函数线性化,再用迭代方法求解;另一类是界面模型,通常在频率域用泰勒级数展开,如帕克法,或用近似线性公式在空间域求解,如矩阵法等。
这两类方法都无法兼顾较复杂的地质模型(如孤立形体与连续界面同时存在)的反演。
3结语
加强岩石物性的统计和分析工作是重要的. 重磁电震联合反演在该研究区的应用可发挥不同物探方法的优势,相互补充,减少反问题解的非唯一性.研究
结果初步建立了研究区的地质、地球物理模型,综合地质地球物理解释,全面揭示了研究区的地质结构,说明了联合反演的必要性和应用效果。
参考文献
[1]杨文采.地球物理反演的理论与方法[M].北京:地质出版社,2013.
[2]秦葆瑚;磁法勘探中的梯度测量[J];物探与化探;2014年02期
[3]王书惠;关于用有限元法作磁法勘探正演计算的理论问题[J];地球物理学报;2013年02期.
[4]张重光;沿走向倾斜磁性体的异常特征[J];地质与勘探;2014年05期.。