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公司基本資料信息
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§1.概述
質子磁力儀屬于眾多磁力儀中的一個精度較高的分支,它即使對較弱磁性物的測量,如地球的磁場,仍能取得較高的分辨率和精度,所以即使對地球磁場的微弱的變化,也能夠測知。它的工作原理是利用氫質子在磁場中的旋進現象進行測量的。在傳感器中,充滿了含氫的液體,這些氫質子在被儀器強制極化之前,處于無規律的排列狀態。當人為對其加上一個極化信號后,質子將做旋進運動。極化信號消失后,質子的旋進將主要受到外界磁場的影響會逐漸消失,通過對受旋進影響的傳號器中頻率的測量,來測知外界磁場的大小。不斷對這個動作進行循環,即可持續測量。
該儀器磁場測量精度為±1nT,分辨率高達0.1nT,完全符合原地礦部發布的《地面高精度磁測工作規程》要求。
§1.1.應用范圍
■礦產勘查,如鐵礦、鉛鋅礦、銅礦等
■配合礦區勘探,研究礦體的埋深、產狀和連續性,研究礦體的形狀、大小,估計礦床規模
■石油、天然氣勘查,研究與油氣有關的地質構造及大地構造等問題
■普查、詳查、地質填圖
■航空及海洋磁測的地面日變站
■斷層定位
■考古
■水文
■工程勘查,如管線探測等
■地震前兆監測,火山觀測以及其它環境及災害地質工作
■小型鐵磁物體的探測等
§1.2.主要特點
■可進行地磁場總場測量及梯度測量(水平梯度或垂直梯度,需增配專用探頭及探頭架)
■可外接GPS,存儲測點坐標值
■可用于野外作業,也可用做基站測量
■內置實時時鐘,測量結果連同測量時刻一并存儲,還能定時測量、存儲
■大屏幕顯示,全中文界面,自動顯示磁場強度曲線,操作簡單
■既可全量程自動調諧,也可人工調諧
■輕便便攜,整套系統使用背包背帶,一人即可完成全部測量任務
■具有USB、 RS-232C 二種計算機接口
■專業地質軟件可繪制等值線圖、剖面圖等
■內存大,可存 24萬個測點,帶掉電保護功能。
■硬質鋁合金外殼,專用防水接頭,可適用于惡劣環境,防震、防雨
■信號質量適時監控,信號質量下降可及時發現以便采取措施補救
§1.3.系統描述
本質子磁力儀利用質子旋進的原理,來測量地球磁場的磁場總量絕對值。它可以利用以下兩種模式進行工作。
1 、單點模式:只使用一個傳感器進行工作,它檢測傳感器所在位置的地球磁場總量的絕對值。
2 、自動模式:自動模式只使用一個傳感器工作,它可以使儀器在設定的時間開始,以固定間隔的時間重復自動測量。其中儀器開始工作的時間和間隔時間可以通過軟件來設置。這個功能主要是用于日變修正。
測量結果將會貯存在儀器的內存中,當關機或更換電池時,數據不會丟失。測量完畢回到室后,數據可以通過傳輸線下載至計算機中進行進一步處理。用軟件可以將所測得數據進行日變修正,并可對修正后的數據進行進一步處理。文件為文本格式,用戶可以使用其他軟件進行處理,將測量結果繪出等值線圖、剖面圖等專業圖,以供進一步分析使用,也可繪制出三維圖使測量結果更加直觀易讀。
§1.4.技術指標
測量范圍: 25,000-80,000nT
測量精度:±1nT
分 辨 率: 0.1nT
梯度范圍: 5,000nT/m
存貯數據: 245,760 個讀數
存貯時間: 10 年
液晶顯示:320×240 圖型液晶
電腦接口: USB口,可直接作為U盤使用(WIN XP直接驅動)
RS-232C 串口(300-119200 波特率可選)
電源電壓:內置可充電4AH鋰電池
主機尺寸: 232 x 100 x 145mm
傳 感 器:直徑 70mm ,長 140mm
主機重量:包括電池 1.9 公斤
傳 感 器: 0.8公斤
溫度范圍: -10 ℃到 +50 ℃
§2.儀器組成
PM-2質子磁力儀由四部分組成,分別為主機、傳感器、探桿、測量線。下面分別介紹。
1、主機為帶有顯示、鍵盤及插座的長方鋁合金箱,在主機的左邊中部有一4芯插座為傳感器信號輸入插座。在主機面板右上方有一充電、USB及GPS接口9芯插座,儀器面板左邊為液晶顯示屏,在靠近屏幕右邊處有五個黃色的按鍵,上面沒有印字,這五個按鍵為功能鍵,操作時的功能為屏幕顯示按鈕中所標注的功能。
圖2-1為傳感器(探頭)接口
圖2-1
圖2-2 儀器面板圖
在面板上有紅色電源開關鍵,按一下即可開機,再按一下為關。面板右下部分為鍵盤區有12個鍵,包括0~9數字及取消及確定鍵。如上圖所示。
§3.儀器液晶屏幕上顯示的主界面說明
圖3-1
圖3-1中各個顯示部分說明如下
【標題欄】顯示當前已經測量并保存的數據個數。
【數據列表區】顯示最后保存的7條測量記錄。格式如下
【測量值顯示區】顯示點號、測量值、異常值(測量值-減去基點的差值)。
【曲線顯示區】用保存的數據畫曲線,實時顯示曲線以便更好的了解異常。
【基點數值】顯示當前的基點值, Ymin為曲線顯示的最小值邊界,Ymax為曲線顯示的最大值邊界,調整Ymin及Ymax的數值可使曲線的某段顯示更為明顯,在主界面狀態下按【選項鍵】可以輸入基點、Ymin、Ymax的值。
【時鐘】顯示儀器內部時鐘,包括小時、分鐘、秒。
【電池電量指示】顯示電池電量,分為四格。如果電池電量圖標為空芯,一定要馬上為電池充電。
【菜單區】為快捷功能按鈕,一共有5個按鈕顯示,對應屏幕旁邊的五個按鍵。
如果按對應按鍵則執行按鈕所顯示的功能。
§4.儀器面板說明
圖4-1
圖4-1為儀器面板示意圖,左邊為儀器的液晶顯示屏,在顯示屏右邊有5個黃色未印字的按鍵,這5個按鍵為儀器的功能鍵,所代表功能為液晶顯示屏顯示的按鈕中規定。儀器右邊為鍵盤區,鍵盤區上部為紅色電源開關,電源開關下部為兩個指示燈,分別為電源指示燈(紅色當儀器打開時亮)、工作狀態燈(綠色,按鍵及測量時亮)。再下面為數字區有0~9數字鍵及【確定】【取消】鍵。
快捷鍵定義
【0】鍵在不輸入數字時為測量鍵,在主界面下按【0】就執行測量操作。
【1】鍵為點號輸入鍵,在主界面下按【1】將彈出點號輸入對話框。
【5】鍵為基點及縱標設置鍵,在主界面下按【5】將彈出基點及縱標設置輸入對話框。
【7】鍵為讀取GPS坐標鍵,在主界面下按【7】將彈出GPS讀取對話框。
儀器面板右上角為充電及傳輸接口,用于對儀器充電及讀取GPS數據。GPS連接線為專用線,用于連接GARMIN 76(或72)型GPS,其他型號需定制。
§5.基本操作說明
參數輸入界面顯示見圖5-1
圖5-1
1、線號輸入
在主界面下按【參數設置】按鈕對應的按鍵進入參數設置界面,按照屏幕提示按【1】鍵即可輸入測線編號。測線編號最多4位數,比如要輸入220,則按【2】、【2】、【0】鍵后,按【確認】鍵即可輸入,參數設置界面中測線編號一項中測線編號就會變為[0220]了,如果要保存參數一定要按【保存】按鈕對應的按鍵,如果按【返回】按鈕對應的按鍵則不保存。
2、點號輸入
在主界面下按【參數設置】按鈕對應的按鍵進入參數設置界面,按照屏幕提示按【2】鍵即可輸入點號信息。點號編號最多4位數,比如要輸入1080,則按【1】、【0】、【8】【0】鍵后按【確認】鍵即可輸入,參數設置界面中點號一項就會變為[1080]了,如果要保存參數一定要按【保存】按鈕對應的按鍵,如果按【返回】按鈕對應的按鍵則不保存。
3、點號步長輸入
在主界面下按【參數設置】按鈕對應的按鍵進入參數設置界面,按照屏幕提示按【3】鍵即可輸入點號步長。點號步長最多3位數,比如要輸入100,則按【1】、【0】、【0】鍵后按【確認】鍵即可輸入,參數設置界面中點號步長一項就會變為[100]了,如果要保存參數一定要按【保存】按鈕對應的按鍵,如果按【返回】按鈕對應的按鍵則不保存。
4、點號增減
在主界面下按【參數設置】按鈕對應的按鍵進入參數設置界面,按照屏幕提示按【4】鍵一次,則屏幕顯示的點號增減一項的顯示就是會在【增加】【減少】之間變化,例如,顯示為【增加】,按一下【4】鍵,那么顯示就會變為【減少】,如果再按一下【4】鍵,則顯示又會變為【增加】。
點號增減的作用:如果點號增減為【增加】時,那么當保存測量數據后,點號則加上【點號步長】的值。如果點號增減為【減少】時, 那么當保存測量數據后,點號則減去【點號步長】的值
例:當前點號為【120】、點號步長為【20】、點號增減為【增加】,那么在主菜單中測量完畢,按【保存】按鈕后,則當前的點號將變為【140】。
例:當前點號為【120】、點號步長為【20】、點號增減為【減少】,那么在主菜單中測量完畢,按【保存】按鈕后,則當前的點號將變為【100】。
5、諧振方式
在主界面下按【參數設置】按鈕對應的按鍵進入參數設置界面,按照屏幕提示按【5】鍵一次,則屏幕顯示的諧振方式一項的顯示就是會在【手動】【自動】之間變化,例如,顯示為【手動】按一下【5】鍵,那么顯示就會變為【自動】,如果再按一下【5】鍵,則顯示又會變為【手動】。
一般在正常測量時,諧振方式應設置為【自動】,在干擾大或梯度大時,可設置為【手動】,在做日變測量時也應設置為【手動】。
6、測量方式
在主界面下按【參數設置】按鈕對應的按鍵進入參數設置界面,按照屏幕提示按【6】鍵一次,則屏幕顯示的測量方式一項的顯示就是會在【單點】【連續】之間變化,例如,顯示為【單點】,按一下【6】鍵,那么顯示就會變為【連續】,如果再按一下【6】鍵,則顯示又會變為【單點】。
7、定時間隔
在主界面下按【參數設置】按鈕對應的按鍵進入參數設置界面,按照屏幕提示按【7】鍵即可輸入定時間隔值。定時間隔范圍為5~50秒,比如要輸入10,則按【1】、【0】鍵后按【確認】鍵即可輸入,參數設置界面中點號步長一項就會變為[10]了,如果要保存參數一定要按【保存】按鈕對應的按鍵,如果按【返回】按鈕對應的按鍵則不保存。
8、信號質量
在主界面下按【參數設置】按鈕對應的按鍵進入參數設置界面,按照屏幕提示按【8】鍵一次,則屏幕顯示的信號質量一項的顯示就是會在【不好】【中等】【很好】之間變化,例如,顯示為【不好】按一下【8】鍵,那么顯示就會變為【中等】,再按一下【8】鍵,則顯示會變為【很好】, 如果再按一下【8】鍵,則顯示又會變為【不好】。
正常測量時用【中等】就可以,如果作為日變站,那么就可以選取【很好】,如果干擾或梯度大,那么就應選擇信號質量【不好】進行測量。
9、連接GPS
在主界面下按【參數設置】按鈕對應的按鍵進入參數設置界面,按照屏幕提示按【9】鍵一次,則屏幕顯示的連接GPS一項就是會在【斷開】【聯機】之間變化,例如,顯示為【斷開】,按一下【9】鍵,那么顯示就會變為【聯機】,如果再按一下【9】鍵,則顯示又會變為【斷開】。
10、時鐘設置
在主界面下按【參數設置】按鈕對應的按鍵進入參數設置界面,見圖5-2。
圖5-2
然后按【0】鍵,屏幕彈出時鐘設置對話框,屏幕顯示如下
圖5-3
按【1】鍵為設置年份,屏幕彈出年份輸入對話框如下
注意年份要輸入4位,比如要輸入2006年,應輸入【2】【0】【0】【6】后按【確認】鍵。
如上圖顯示,可以分別手工輸入年、月、日、時、分、秒。
儀器也可以用GPS進行對時。在屏幕顯示時鐘設置對話框時,按【8】鍵屏幕將顯示如下:
如果屏幕顯示設置完畢,按任意鍵退出,就說明已經對好時鐘了,這時按任意鍵就可返回上一層屏幕。如果屏幕顯示GPS格式錯誤,那么就按照GPS說明書進行輸出格式的設置,GPS“NMEA”輸出設置為:XX.XXXX,(4 digits), GPS衛星信息、航點/航線、GAEMIN Proprietary的復選框為空。
設置完時鐘后就可以用【取消】返回參數設置界面。文件管理界面如圖5-4。
圖5-4
圖5-4
在主界面下按【文件管理】按鈕對應的按鍵,進入文件管理界面,文件管理可以對已保存的數據進行瀏覽、傳輸、清除等操作。
數據瀏覽
本儀器可保存15個文件,每個文件可以保存16384個記錄。文件管理中列出已經儲存的文件。可以用【↑】【↓】鍵進行選擇,選中的文件可按【確認】鍵或【數據瀏覽】按鈕進行數據瀏覽。
圖5-5
數據瀏覽界面如上圖,數據列表為每頁7條,對應曲線上[]所對應部分,用【pgup】【pgdn】鍵進行數據瀏覽,數據列表前后翻頁,標題欄[0010-0010]表示一共10頁當前頁為第10頁。每頁為7條數據。
縱標設置
縱標設置是為了更好的觀察曲線形態而設定的,人為規定顯示的最大值及最小值。
按數字鍵【1】屏幕變為如下
這時用數字鍵即可輸入,比如當前地區的正常總場值為56800,則按數字鍵5、6、8、0、0后按【確認】鍵即可。屏幕則變為
也可進行縱標設置。按【2】可輸入縱標最小值。按【3】可輸入縱標最大值。根據測量的數據調整縱標范圍,可使顯示的曲線更清晰易讀。
創建文件
按創建文件按鈕,將建立一個新文件,根據提示建立即可,本儀器最多可以建立15個文件。
清除數據
按清除數據按鈕,將清除儀器內保存的所有數據,清除后自動建立一個新文件。
數據傳輸
把儀器所帶的數據傳輸線先和儀器連接好,再把另一頭插如PC的USB口,然后打開儀器電源,按此選項,PC機將發現一個以PM-2為卷標的移動存儲器(即U盤)在windows【我的電腦】可以打開,數據文件名為FILE_1.TXT至FILE_15.TXT,把文件拷貝到你的計算機里就可以了。
注意:不要向儀器內拷貝數據。
§6.實際操作步驟實例
1、點測方式
按儀器面板上電源開關,電源指示燈(紅色)亮,屏幕顯示如圖6-1。
圖6-1 圖6-2
等幾秒鐘或按任意鍵則儀器進入主界面,如圖6-2。主界面顯示區域的說明在前面章節已經介紹。
測量前應查看儀器當前的諧振值也就是預置場值是否正確。查看方法為:按屏幕右側顯示的【預置場值】的按鈕邊所對應的黃色按鍵。如按下,則屏幕彈出一顯示框如圖6-3。
圖6-3
如果預置值正確,則按鍵盤的【確認】返回,如果不正確就用數字鍵輸入,比如當地的正常場為53670,那么就依次按鍵盤上的5、3、6、7、0,然后按【確認】鍵返回。輸入中如有輸入錯誤可用【取消】鍵退格,或按【確認】鍵以后重新輸入。
檢查完預置場值,就可以進行測量,按鍵盤上的【測量】鍵后,工作狀態指示燈(綠色)亮4秒鐘后,屏幕上的測量值顯示區就會顯示測量值了。
如果此測點測量的值比上一測量點值差距比較大,建議再測量一次,觀察重復性。如果重復性好,再轉到下一點進行測量。測量值顯示區說明如下:
如果信號狀態出現問號,說明質子旋進信號不穩定,在干擾強或場值梯度大的地方容易出現。如果數據重復性滿足要求的話,出現問號也沒問題。
如果要保存數據則按【保存】按鈕所對應按鍵即可保存。如果測量值旁邊出現問號,則不容許保存。不過如果當前標記為6(未知),則可保存數據。
此點測量完畢后,保存數據,就可到下一點進行測量了
在正常情況下,用儀器的自動諧振方式即可進行測量,不過在梯度大或干擾大的地區測量,就會出現問題,這時可改為手動諧振,并應把信號質量項改為【不好】,這樣儀器會更好的讀取正確的磁場值。
為了方便用戶了解當前測量的情況,本儀器顯示差值,即用當前點的測量值減去基點的值。比如當前測點的測量值為53678,基點值為54000,那么將在異常值顯示的位置上顯示[-322]。表示當前點的總場值比基點少322nT。
2、連續測量方式
當儀器作為日變站時,應用連續測量方式。在參數設置中把【測量方式】設置為【連續】,把【諧振方式】設置為手動,【時間間隔】設置為所需的時間5~50秒可選,【信號質量】選為【很好】,按保存按鈕,回到主菜單,按【測量】鍵若干次如果讀數穩定,按【保存】按鈕即可開始連續測量。如果要停止測量可按任意鍵。
注意:【預置場值】要設置好,信號質量才會好,讀數重復性才會好。
經驗:可先用單點測量,自動調諧方式測量若干次,讀數穩定時的預置場值即為正確的預置場值。
§7.儀器的故障排除與保養
儀器內電池組的檢查及充電:
儀器使用前、后均應查看內部電池組電壓是否大于16V,若不滿足此要求,應及時對電池組充電。當儀器內電池電壓低于13.6V時,為了保護電池組,儀器將自動關機。
注:給電池充電時,應先插上220V交流電,然后再把充電插頭和儀器連接。
探頭的檢查及注意事項
儀器在使用前、后均應對儀器的探頭進行例行檢查,查看其是否漏油、探頭接線柱與探頭電纜連接是否牢固及接觸是否良好、探頭電纜與探頭的4芯插頭連接是否良好、有無短路或斷路現象。若存在上述問題應及時與廠方聯系并在廠方的指導下解決。
探頭在測量過程中,放置的方向: 1、兩接線柱在探頭一側,且兩接線柱與地面垂直于同一條垂線上。2、以探頭軸向方向正對地磁南、北極方向放置為最佳,此放置可獲得高質量的旋進信號,其他方向的放置,信號質量次之。另外探頭桿有1.5米、2米兩種,對于地表干擾較大或磁異常較大的測量點,可選用2米長的探桿進行地磁測量,一般情況下采用1.5米長的探桿用于地磁測量。3、探頭在使用過程中應盡量避免磕碰,以防漏油和內部短路、斷路等事故發生。
如儀器在測量過程中磁場值讀數重復性滿足不了要求,故障判斷及解決方法
1、探頭在測量過程中,探頭軸向方向正對地磁南、北極方向放置。
2、測量點附近是否有干擾源(供電系統的設施或用于生產或生活的活動場所)。
3、測量點是否為地質異常點,對礦體埋藏較淺的測量點,可采用加高探桿高度,并采用手動配諧方式,以該測量點以前讀數較重復的測量點磁場值為參考以±1000nT、±2000nT、±3000nT……的方式鍵入預置場值(設置見前面介紹),并反復測量尋找讀數重復的測量值,在采取上述1、2、3解決辦法后,磁場值讀數仍不重復,按下一條(4)執行。
4、回到讀數重復的測量點,并按該測量點預置參數測量該點,若讀數重復則說明磁場值讀數不重復的那個測量點磁梯度超限,極化產生的旋進信號衰減過快儀器無法正常讀數,該測量點只能按地質異常點處理。若回到正常點儀器仍讀數不重復,說明儀器工作不正常,應檢查儀器的電池電壓是否過低或連接線與探頭和儀器是否連接正常。
附錄A
文件格式如下
PM2 Proton Mag平臺ometer Data
標 題:
儀器編號:
人員編號:
測區編號:
A.線號_B.點號_C.日期_D.時間_E.場值_F.標記_G.緯度(x)_H.經度(y)
0100 0210 06-04-29 14:50:40 54495.5 0 000:00:00.00 00:00:00.00
0100 0220 06-04-29 14:50:45 54494.5 0 000:00:00.00 00:00:00.00
0100 0230 06-04-29 14:50:50 54493.9 0 000:00:00.00 00:00:00.00
0100 0250 06-04-29 14:51:00 54493.9 0 000:00:00.00 00:00:00.00
0100 0260 06-04-29 14:51:05 54492.6 0 000:00:00.00 00:00:00.00
0100 0270 06-04-29 14:51:10 54493.4 0 000:00:00.00 00:00:00.00
一共8列分別為
A.線號,B.點號,C.日期,D.時間,E.場值,F.標記,G.緯度(x),H.經度(y)
緯度、經度一項如不接GPS為00:00:00.00。
格式為文本格式,后綴為TXT,可用記事本等軟件打開。
附錄B
坐標轉換
儀器坐標保存為WGS-84的緯度經度值是大地坐標。國內的地形圖大多用的為北京—54平面坐標,所以需要轉換。
可用【坐標轉換 4.0軟件進行轉換】,用7參數法,高斯投影。具體參數測量人員可咨詢。這里只講操作。
啟動軟件后,在坐標轉換菜單里,投影設置里輸入中央子午線,七參數設置里輸入參數后,按照屏幕所顯示的設置
彈出
按確定按鈕后,顯示如下界面,
點擊瀏覽按鈕選擇要轉換的PM-2文件,文件將加入到左邊的列表框中,加入文件完畢后,點擊[=>]按鈕,將彈出一確定對話框,確定屏幕右邊的輸出文件框中將列出輸出文件列表。
輸出文件的緯度、經度列將轉換為北京—54平面坐標值。
下面為轉換前后的情況
A.線號_B.點號_C.日期_D.時間_E.場值_F.標記_G. 緯度(x)__H.經度(y)
0100 0308 06-04-26 16:35:48 54569.2 0 39:31:35.56 116:40:57.87
0100 0309 06-04-26 16:36:02 54572.1 0 39:31:35.65 116:40:57.87
A.線號_B.點號_C.日期_D.時間_E.場值_F.標記_G. 緯度(x)__H.經度(y)
0100 0308 06-04-26 16:35:48 54569.2 0 4377052.694728 472666.960690
0100 0309 06-04-26 16:36:02 54572.1 0 4377055.470375 472666.970471
附錄C
日變改正軟件說明
運行光盤中SETUP目錄中的SETUP.EXE安裝程序,安裝完畢后,啟動程序。屏幕顯示如下:
用文件菜單中【打開日變數據】打開日變數據后,屏幕顯示如下
依次按屏幕上的[【突變點剔除】、【平滑處理】【顯示日變曲線】即可。完成日變數據的處理。異常判斷值為日變數據突變剔除的閥值,如相鄰數據之差大于此值,即剔除此值。【平滑處理】用來消除儀器噪聲帶來的影響,提高改正經度。
用文件菜單中【打開日變數據】打開日變數據后,屏幕顯示如下
在磁場基值處輸入早基數值,然后點擊【日變改正】后數據表中即可顯示改正值。如圖所示
保存改正后的數據的方法:在網點數據表中雙擊右鍵,程序將彈出一程序,選菜單中FILE à WRITE
選擇保存類型為Excel 5格式保存,文件即可用EXECL打開或GRAPHER和SURFER等軟件打開并處理。
附錄D
液晶對比度調節
本儀器采用液晶作為顯示器,當使用溫度過低或過高顯示器將變淺或發黑,這時應調整儀器對比度調整電位器。此電位器在儀器內部。把儀器四角的固定螺絲拿下。拿出機芯,注意機芯和外殼之間的連線是固定的,電位器在儀器機芯的右側,如圖所示:
附錄E
GPS傳輸格式設置
第一步 進入接口設置 第二步 把格式設置為 NMEA
第三步 在如上圖顯示時按GPS的【MENU】鍵,GPS顯示如下圖
第四步 用方向鍵選擇NMEA輸出設置,GPS顯示如下圖,然后按E平臺R鍵
第五步 用選擇輸出精度為4位
第六步 把屏幕下方的輸出語句設置的三項前的對勾全部去掉。方法為用方向鍵選中后按【ENTER】鍵。顯示如下圖:
七步 下圖為設置好的屏幕顯示下圖:
注意:GPS每次關機后,輸出設置將丟失,也就是說每次開機要重新設置一次。