磁力仪及野外工作方法

二、磁力仪及野外工作方法

1.磁力仪

磁测仪器称为磁力仪。它分为机械式和电磁式两大类,下面以机械式磁力仪为例简单介绍其工作原理[44]

图9-10 磁力仪示意图

(1)机械式磁力仪。机械式磁力仪又称磁秤,它利用静力平衡原理进行地磁相对测量。其工作原理简介如下。

磁力仪主要由包括磁棒在内的磁系等部分组成,如图9-10所示。

为了测量地磁场垂直分量的变化,把悬丝水平置于磁南北方向,这时地磁场垂直分量与悬丝相垂直,并产生磁力矩,使得磁棒悬丝摆动,而地磁场水平分量与悬丝相平行,故不产生使磁棒旋转的磁力矩。设磁棒处于平衡状态时,磁棒倾斜(磁轴SN与水平面的夹角为α),磁棒受到三种力矩的同时作用,即磁力矩、重力矩和扭力矩(悬丝扭力作用),在平衡时,总力矩为零。因此,磁棒静止时夹角α变化量与磁场垂直分量的变化量有关。当α<2°时,它们的关系满足于下式:

式中:ΔZ为磁场垂直分量变化值,它是两个测测量值之差;C为比例系数;Δα为磁棒的磁轴与水平线夹角的变化值。

Δα一般很小,要借助光学系统将其放大并转化为刻度尺上的读数变化,即

式中:S2为Z2时的读数;S1为Z1时的读数;ε为系数,称为仪器的格值,单位为伽玛/格,指仪器读数变化一格时所相当的磁场垂直分量变化值。

(2)电磁式磁力仪。电磁式磁力仪包括磁通门磁力仪、质子旋进式磁力仪、光泵磁力仪和超导磁力仪四种。

2.测线布置与磁测精度

根据设计及工作比例尺以及被测对象的可能形态,布置一定密度的测网。测线应垂直于被测对象的走向。

磁测精度是指磁测数据的可靠程度,它可用均方误差表示。我国目前采用三级精度标准:高精度的均方误差不超过±10nT;中精度的均方误差=±(10~20)nT;低精度的均方误差=±(20~30)nT。

在水文地质及工程地质中,为了解决有关填图问题而开展的磁测工作,因其磁异常较弱,故应按中等以上精度要求而进行工作。

3.磁测结果整理和图示

对于所测量的数据必须要进行日变改正,温度改正,仪器零点改正以及纬度变化改正。最后将经过改正后的数据绘成各种图件,包括剖面图、平面等值线图和剖面平面图等图件,以供分析和解释。