磁力仪
加拿大gem公司是专门研发和生产磁力仪的专业公司，已有三十多年历史。其生产的磁力仪被*为磁力仪的标准系列。该公司研发和生产的磁力仪共有七个系列，每个系列中都有多个品种。gem磁力仪销往世界各国。自2005年以来，仅一年10个月时间，国内有关单位就购买了近300台标准磁力仪和40多台高精度overhauser磁力仪以及多台三分量磁力仪。
gem公司生产的磁力仪系列：
● 标准磁力仪和梯度仪系列
● 高精度overhauer磁力仪和梯度仪系列
● didd三分量磁力仪系列
● 钾光泵磁力仪系列
● overhauser航空磁力仪
● 钾光泵航空磁力仪
● 超高精度磁力仪
gsm－19高精度overhauser磁力仪和梯度仪系列
图5　gsm高精度overhauser磁力仪
1．应用领域
　overhauer磁力仪是运用gem公司的*技术开发出来的高精度磁力仪，它具有一系列*的优点，已成为高精度的标准磁力仪观测系统，它主要应用于：
● 高精度矿产资源探测
●　 含油、气盆地构造探测
● 工程和环境勘探
●　 地下埋藏物和管线探测
●　地震和火山前兆观测
●　考古
●　对物质磁性的高精度测量
2．工作原理
当把特殊的含有不成对电子的液体与氢原子结合起来、并在射频（rf）磁场的极化下便产生overhauser效应。也即，不成对的电子将其自身的极化强度传输给氢原子后，就产生了很强的进动信号这种进动信号对总磁场强度值具有很高的灵敏度，并可用简单的方程式表达。于是通过测量进动信号，便可测出总磁场强度。此种磁力仪称为overhause磁力仪。
由于产生射频（rf）磁场所需的能量很小，并且其频段处于进动信号频率之外，从而消除了测量噪声，所以overhauser磁力仪功耗特别低，精度很高。
此外，射频磁化过程和进动信号的测量过程可以同步进行，因此观测效率高， 可以高速采样。
3．overhauser磁力仪探头
overhauser磁力仪探头是性创新产品，它是电子学设计和量子磁力化学的*结合。
在电子学方面，探头内含有反向串联的双拾取线圈，以压制环境噪声干扰，例如大气噪声等。在量子磁力化学方面，探头内充填属于公司的溶有自由电子的富氢液体，从而增加了在射频极化磁场作用下所产生的进动信号强度。
在材质方面探头尺寸很小，很轻又牢固。探头的所有材质都是经过仔细选择的非磁性物，以zui大的提高信噪比。探头方向性很小，在赤道附近也可对磁场进行地测量，在野外测量时可以不必注意探头的放置方向。
4．overhauser磁力仪主机
主机包括微型鍵盘，内置固化件的显示界面，系统控制电路和数据存储以及数据检索等。为了操作方便，显示界面具有单色文本和实时剖面显示双重功能，并可交互使用。可以通过gemlinkw软件网页对内置固化件中的软件进行升级，因此可使你的磁力仪永远保持zui高水平，而又不必返回厂家升级。
5．overhauser磁力仪主要优点
overhauser磁力仪把高精度的数据采集，工作效率和高度稳定性有效地结合
在一起。它的观测精度与昂贵的铯光泵一致，但在稳定性和功耗方面具有独到的优点：
● 高灵敏度、高分辨率和高观测精度
● 超级传感器
● 测量之前无需预热，易于野外操作
● 数据存储达4m字节，可扩展到32m字节
● 可编程基点站
● 快速数据传输
● 置于磁力仪内的、集成式gps用于定位测量（可选），分辨率可达5米或1米
● 宽的温度范围（标准型从-40到＋55摄氏度；可选型从-55到60摄氏度），可在的气候条件下使用
● 坚固可靠的设计。使用寿命长，适应性强
● 几乎无须保养，确保了更低的使用成本
● 从上更新软件其他优点包括：精度高、操作速度快（每秒多达5个读数），能耗非常低
6．overhauser磁力仪技术指标和配置
技术指标：
● 灵敏度：<0.015nt
● 分辨率：0.01nt
● 精度： 0.1nt
● 动态范围：20000到120000nt
● 梯度容限：>10000nt/m
●　采样率：60+,5,3,2,1,0.5,0.2秒
●　 温飘：0.0025nt/℃（环境温度为0到-40℃情况下）；0.0018nt/°c（环境温度为0到+55°c情况下）
●　工作温度：-40℃--+55℃
●　存储32m字节，
● 尺寸及重量：
主机223×69×240mm，重2.1kg
探头175mm（长）×75mm（直径），重1.0kg
● 工作模式：
流动站：每3秒钟自动读取和存储一次观测值，测点坐标值，以及时间和日期。基点站：每3到60秒自动存储一次观测值，时间和日期
遥控：可选择rs232接口进行遥控测量
● 输入与输出：
rs232接口数字输出或应用6针防水插头（选项）作模拟输出
标准配置
gsm-19主机，gemlinkw软件，内部可充电电池，充电器，探头和电缆以及探头支杆，rs232电缆，运输箱，中文操作手册。
保修期 两年，终身服务。
7．高精度overhauser磁力仪系列
● gsm－19 overhauser标准磁力仪，zui快读数3秒
● gsm－19v overhauser标准磁力仪＋甚低频
● gsm－19g overhauser标准磁力梯度仪（zui快读数3秒）
● gsm－19gv overhauser标准梯度仪＋甚低频
● gsm－19w overhauser walking磁力仪（zui快读数0.2秒）
● gsm－19wv overhauser walking磁力仪＋甚低频
● gsm－19gw overhauser walking磁力梯度仪（zui快读数2秒）
● gsm－19gwv overhauser walking磁力梯度仪＋甚低频
● gsm－19gw4 overhauser 4个探头overhauser walking磁力梯度仪
didd三分量磁力仪
1. didd测量原理
在overhause探头上安装两个互相垂直的线圈，线圈悬挂在由皮青铜做成的弹簧悬丝上。
其中一个线圈平面垂直全磁场矢量f，另一个线圈平面平行全磁场矢量f。
首先向垂直f的线圈，即磁场倾角（i）线圈内，依次输入大小相等，方向相反的偏置电流，这两个偏置电流所产生的偏转磁场由overhause探头接收，并记录下来，称之为ip和im，同时也记录下来未加偏量电流时的全磁场f。
同样，在向平行f的线圈，即磁偏角（d）线圈内，依次输入大小相等，方向相反的偏置电流，这两个偏置电流所产生的偏转磁场由overhause探头接收，并记录下来，称为dp和dm，同时也记录下来未加偏置电流时的全磁场f。
应用简单算法就可以确定全磁场f的倾角（i）和偏角（d）的瞬时变化di和dd。
如果我们知道观测地区的地磁场倾角（i）和磁场偏角（d），我们把di和dd与它们相加便可知道该地区的地磁场倾角和地磁场偏角的瞬时变化。
2. didd技术指标
● 灵敏度：0.01nt@5秒
● 分辨率：0.01nt
● 精度：0.2nt
● 动态范围：20000到120000 nt
● 梯度容差＞10000 nt/m
● 工作温度：－40℃—+55℃
● 温度飘移： ＜0.1nt/℃
● 长时间漂移： ＜2nt/年
● 功耗：1.5w，12v供电
● 采样率：
① 1.0秒---5.0秒
② 0.5秒—2.5秒
③ 0.2秒—1.0秒
● 测量范围：磁倾角i。≤±900，磁偏角d0≤1800
● 操作模式：自动或远程控制
● 尺寸和重量：223×69×240mm（主机）
直径250mm（探头）
3.didd标准配置
gsm- 90主机；didd探头及电缆；didd软件；12vdc电瓶；rs-232电缆；手册。
可选件：gps给出的时间值。
4. didd的安装
● 实时接收d+，d-，i+，i-和f的原始图像
● 应用1分钟高斯滤波器处理原始数据。
● 从处理后的数据计算△i，△d和x,y,z。
进一步平均化或者深加工可以从存储的文件中操作：
● 在屏幕上显示原始数据的值并计算
● 显示全磁场 f，x,y,z倾角和偏角的图表
gsm-19fd didd installation illustration
图7 didd安装图
唐瑞君
北京地森海科技发展有限责任公司