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1、中国测绘学会海洋测绘专业委员会第二十一届海洋测绘综合性学术研讨会论文集一G82光泵磁力仪工作原理与应用陈福玉,(天津海事局海测大队天津30220):G一882磁、、、,摘要简要介绍了力仪工作原理并结合事例介绍了磁力仪的测线布设目标探测位置确定方法等以便对从事同样的工作者有借鉴作用。:;;关键词工作原理物标探测方法位置确定,磁力仪发展简介电子组成原子核的核外电子按一定规律在不同。的轨道上运动由于不同的轨道对应不同的能人们很早在生产实践中就认识到了我们生,,,、。级即离核近的电子能级低离核远的电子能级活的地球带有磁性并认识到了地
2、球有南北极;,,,高又由于原子中的电子总遵循能量最低原则通过实践发现了地球是一个大磁场磁力线从。,因而电子总是最先排在能级最低的轨道上北极回到南极并利用地磁的这种原理发明了指,当原子从外界得到能量如受到某种频率光;17世纪中叶瑞典人开始利用罗盘寻找磁铁南针,,的照射后电子可以从低能级跃迁到高能级上矿1879年R.泰伦制造出找磁铁矿的简单磁力,:,。,去其吸收能量必须满足玻尔频率条件仪磁法才正式用于生产随着时间的推进磁一,,F=(几凡)lh力仪的种类越来越多从磁力仪发展的历程看:;;;,主要分为¹机械;;型º饱和型»和旋型¼式
3、中凡为高能级的能量凡为低能级的能量光泵型;½超导型。h为布朗克常数;了为照射光的频率。上述现象称、,机械型磁力仪由装在枢轴上的用来测量垂之为共振吸收如果入射光的频率不能满足上述,,,直或水平场强或场方向的磁铁构成目前已不常条件那么原子不能吸收能量电子也就不会跃;。,,用饱和型磁力仪使用一种垂直方向安装的磁饱迁当电子吸收能量后它就处于高能级状态,,和铁心传感器用来测量垂直场强有效灵敏度,,这时是不稳定的会自发的返回低能级状态同为几个伽马;和旋型磁力仪利用碳氢化合物式样。时放出相应频率的光液中的自族,质子或轻原子核的进动来测量总
4、的我们都知道凡是封闭的电流都具有相应的,,磁场强度有效测IGmai;光泵型磁,量精度可达磁矩所以原子中的电子绕原子核的运动电子,,力仪利用原子核内的原子跃迁原理制造磁感应的自旋以及原子核自旋等都会产生一定的磁mal),,。更灵敏(最大精度为0.(X)2G绝对精度更矩所有磁矩的矢量和即为原子的总磁矩在外,,;高而且测量总的场强不存在方向误差超导磁场的作,,用下原子内部电子运动发生变化导,,型磁力仪根据超导原理制造是,目前最灵敏的磁致电子能级发生分裂变成若干次能级这种现,,,一力仪主要用于高精度的地磁场研究古地磁研象称之为塞曼现
5、象如下图21亚状态氮的塞曼,,,,究考古研究等但由于技术复杂价格昂贵能级图所示。。应用较少,,正常状态下原子总磁矩为零如图中所示,;的基态s0当用高频电磁波激发可使子激发一电ZG882光泵磁力仪,,到2351亚稳态从而使氮原子具有磁性(磁矩)882,,G-型海上磁力仪属于第四代光泵式磁力再在外磁场的作用下便产生塞曼分裂图中,,20世纪塞曼能级235;到2能级激发光仪光泵磁力仪是60年代发展起来的新坷为D0是由讥,,,,,3,3,,仪器用于磁法勘探上它具有灵敏度高无零波长D是25到2p能级激发光波长场是,,,。点漂移不须定向对
6、周围磁场梯度要求不严235:到2能级激发光波长恤。,以及可以连续观测的优点塞曼次能级之间两能级差与外磁场强度成.,1物理原理:2正比其关系是,根据量子力学理论原子是由原子核和核外△石‘g禅才aH:一.收稿日期20()9伪16中国测绘学会海洋测绘专业委员会第二十一届海洋测绘综合性学术研讨会论文集s9,,,,。,式中H为外加磁场如地磁场;舒为原子的朗的强度最弱约30(X)0Gmal这是因为地球,,;户,;产,道因子为玻尔磁子舒和在原子物理中在它的演化形成的过程中地球尤其是它的表面。,已经精密测定物质结构的不同而决定物质的磁化能力
7、的不,,,。,,又由于△E=hf因而f=g矛到/h=同实际工作中测量的某一水域或某一地方BH,,。人了了地球的磁场强度是有一定规律的比如在海洋,,,其中K值可以精确测量可见为了要测磁场测绘中某一冲刷淤积泥质海底磁场在一个平;H只须测得塞曼磁次能级的相邻两能级电子跃迁均值内起伏变化不大而某一礁石与冲刷淤积混,。,。时所吸收的辐射光频率f即可合海底磁场强度却有较大的变化我们把这一,一变化称为磁异常G882型光泵磁力仪正是通过磁异常来探测铁磁物质。石‘,一讥犯G882型光泵磁力仪更适合于原底质变化不。二.Dl()82908。,大的
8、海域这样的海域通航船舶由于受风浪等,,因素的影响时有将铁器遗失在海里的情况比,、、;:“108307如容易滚动的铁桶容易滑的钢板及铁锚等D施、工作业的船舶容易将施工作业管线及船册等掉。入海中2恤下面以208年5月在秦皇岛西港区地理位0,,,,=0,,,:置395136L1193736磁力仪
