[发明专利]一种便携式高精度地磁矢量经纬磁力仪

说明书

技术领域

本发明涉及地球物理地磁场测量，是一种便携式高精度地磁矢量经纬磁力仪。

背景技术

目前，地磁场矢量的测量是一种对磁性体的定性及定量解释的最佳方法。申请人在此领域经过了长期的研究提出了较多方案。例如：高精度地磁矢量测量方法及其装置，地磁矢量野外测量方法及其装置等。这些测量方法及装置经过使用发现存在几个方面不足:这些结构虽然比传统亥姆赫兹双线圈有较大的压缩性改变，测量精度有所提高，在野外测量时便携性有很大改善，但是仍然操作复杂，体积较大，测量精度受影响;另外，由于地球物理野外测量均需定位地球物理测点的平面位置及高程，现有技术的结构中只能满足地磁矢量定位的需要，不能满足地球物理测点的定位和高程测量的需求，因此，在实际作业时需要配备经纬仪等测绘仪以完成地球物理测点的定位和高程的测量。这就导致野外工作效率极难有较大提高，测量精度较难达到精准。

发明内容

本发明的目的是提供一种便携式高精度地磁矢量经纬磁力仪，它能够解决现有技术的不足。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案：一种便携式高精度地磁矢量经纬磁力仪，包括地磁总场光泵磁力仪，地磁总场光泵磁力仪与地磁矢量观测平台相连，地磁矢量观测平台上安装望远镜支架，望远镜支架上安装望远镜，电源与地磁总场光泵磁力仪相连，线圈组套在地磁总场光泵磁力仪探头外部，探头位于线圈组的中心，探头安装在望远镜支架上，线圈组分为垂直线圈组和水平线圈组，电源为线圈组提供直流电流，所述的垂直线圈组和水平线圈组分别由6个大小相同、共轴平行排列、同向串联的线圈组成，6个垂直线圈均为圆形线圈，圆形线圈套在探头外侧，6个水平线圈均为矩形线圈，矩形线圈的一个短边位于探头的一端面上,矩形线圈的另一个短边位于探头的另一个端面上,矩形线圈的长边位于圆形线圈的外侧并与探头的长度方向平行。垂直线圈半径为R，线圈组中第一线圈A₁与第三线圈A₂与第五线圈A₃的匝数比为3.4551667 : 1.3477373 : 1，第一线圈A₁和第二线圈A₆的匝数相同，间距2c为2.38786748R;第三线圈A₂和第四线圈A₅匝数相同，间距2b为1.07401394R;第五线圈A₃和第六线圈A₄匝数相同，间距2a为0.32510610R。水平线圈短边边长2d、长边边长2e，在55mm < 2d < 75mm、140mm < 2e < 200mm范围内，线圈组中第七线圈B₁与第九线圈B₂与第十一线圈B₃的匝数比为4.4 : 1.39 : 1，第七线圈B₁和第八线圈B₆匝数相同，间距2j为2.70956d-0.0204e;第九线圈B₂和第十线圈B₅匝数相同，间距2i为1.12888d+0.00074e;第十一线圈B₃和第十二线圈B₄匝数相同，间距2h为0.33844d+0.00022e。第一线圈A₁、第三线圈A₂和第五线圈A₃间的匝数分别为3匝、4匝和10匝。第七线圈B₁、第九线圈B₂和第十一线圈B₃间的匝数分别为5匝、7匝和22匝。圆形线圈直径比探头直径长3～4毫米，矩形线圈短边长度比圆形线圈直径长3～4毫米，矩形线圈长边的长度比探头长度长3～4毫米。探头的直径是64mm，长度是141mm，6个垂直线圈上下分布，6个垂直线圈直径均为68mm，其中第五线圈A₃和第六线圈A₄的匝数均为3匝、间距为11.06mm，第三线圈A₂和第四线圈A₅的匝数均为4匝、间距为36.52mm，第一线圈A₁和第二线圈A₆的匝数均为10匝、间距为81.19mm，6个水平线圈的短边长度是72mm，长边长度是145mm，线圈中第十一线圈B₃和第十二线圈B₄的匝数均为5匝、间距为12.20mm，第九线圈B₂和第十线圈B₅的匝数均为7匝、间距为40.70mm，第七线圈B₁和第八线圈B₆的匝数均为22匝、间距为96.03mm。探头的直径是63mm，长度是160mm，6个垂直线圈上下分布，6个垂直线圈直径为66mm，其中第五线圈A₃和第六线圈A₄的匝数均为3匝、间距为10.73mm，第三线圈A₂和第四线圈A₅的匝数均为4匝、间距为35.44mm，第一线圈A₁与第二线圈A₆的匝数均为10匝、间距为78.80mm，6个水平线圈的短边长度为70mm，长边长度为164mm，线圈中第十一线圈B₃和第十二线圈B₄的匝数均为5匝、间距为11.87mm，第九线圈B₂和第十线圈B₅的匝数均为7匝、间距为39.61mm，第七线圈B₁和第八线圈B₆的匝数均为22匝、间距为93.00mm。探头的直径是55mm，长度是195mm，6个垂直线圈上下分布，6个垂直线圈直径为58mm，其中第五线圈A₃和第六线圈A₄的匝数均为3匝、间距为9.43mm，第三线圈A₂和第四线圈A₅的匝数均为4匝、间距为31.15mm，第一线圈A₁与第二线圈A₆的匝数均为10匝、间距为69.25mm，6个水平线圈的短边长度为62mm，长边长度为198mm，线圈中第十一线圈B₃和第十二线圈B₄的匝数均为5匝、间距为10.52mm，第九线圈B₂和第十线圈B₅的匝数均为7匝、间距为35.08mm，第七线圈B₁和第八线圈B₆的匝数均为22匝、间距为81.93mm。电源和地磁总场光泵磁力仪分别安装在三角架的支腿上，三角架上安装地磁矢量观测平台，探头固定在望远镜支架上部的中心部位或固定在望远镜支架的侧部。