质子磁力仪属于众多磁力仪中的一个精度较高的分支，它即使对较弱磁性物 ...

质子磁力仪属于众多磁力仪中的一个精度较高的分支，它即使对较弱磁性物 ... PM-2质子磁力仪使用说明书 ?1.概述 质子磁力仪属于众多磁力仪中的一个精度较高的分支，它即使对较弱磁性物的测量，如地球的磁场，仍能取得较高的分辨率和精度，所以即使对地球磁场的微弱的变化，也能够测知。它的工作原理是利用氢质子在磁场中的旋进现象进行测量的。在传感器中，充满了含氢的液体，这些氢质子在被仪器强制极化之前，处于无规律的排列状态。当人为对其加上一个极化信号后，质子将做旋进运动。极化信号消失后，质子的旋进将主要受到外界磁场的影响会逐渐消失，通过对受旋进影响的传号器中频率的测量，来测知外界磁场的大小。不断对这个动作进行循环，即可持续测量。 该仪器磁场测量精度为?1nT，分辨率高达0.1nT，完全符合原地矿部发布的《地面高精度磁测工作规程》要求。 ?1.1.应用范围 ?矿产勘查，如铁矿、铅锌矿、铜矿等 ?配合矿区勘探，研究矿体的埋深、产状和连续性，研究矿体的形状、大小，估计矿床规模 ?石油、天然气勘查，研究与油气有关的地质构造及大地构造等问 ?普查、详查、地质填图 ?航空及海洋磁测的地面日变站 ?断层定位 ?考古 ?水文 ?工程勘查，如管线探测等 ?地震前兆监测，火山观测以及其它环境及灾害地质工作 1 PM-2质子磁力仪使用说明书 ?小型铁磁物体的探测等 ?1.2.主要特点 ?可进行地磁场总场测量及梯度测量(水平梯度或垂直梯度，需增配专用探头及探头架) ?可外接GPS，存储测点坐标值 可用于野外作业，也可用做基站测量 ? ?内置实时时钟，测量结果连同测量时刻一并存储，还能定时测量、存储 ?大屏幕显示，全中文界面，自动显示磁场强度曲线，操作简单 ?既可全量程自动调谐，也可人工调谐 ?轻便便携，整套系统使用背包背带，一人即可完成全部测量任务 ?具有USB、 RS-232C 二种计算机接口 ?专业地质软件可绘制等值线图、剖面图等 ?内存大，可存 24万个测点，带掉电保护功能。 ?硬质铝合金外壳，专用防水接头，可适用于恶劣环境，防震、防雨 ?信号质量适时监控，信号质量下降可及时发现以便采取措施补救 ?1.3.系统描述 本质子磁力仪利用质子旋进的原理，来测量地球磁场的磁场总量绝对值。它可以利用以下两种模式进行工作。 1 、单点模式:只使用一个传感器进行工作，它检测传感器所在位置的地球磁场总量的绝对值。 2 、自动模式:自动模式只使用一个传感器工作，它可以使仪 2 PM-2质子磁力仪使用说明书 器在设定的时间开始，以固定间隔的时间重复自动测量。其中仪器开始工作的时间和间隔时间可以通过软件来设置。这个功能主要是用于日变修正。 测量结果将会贮存在仪器的内存中，当关机或更换电池时，数据不会丢失。测量完毕回到室后，数据可以通过传输线下载至计算机中进行进一步处理。用软件可以将所测得数据进行日变修正，并可对修正后的数据进行进一步处理。文件为文本格式，用户可以使用其他软件进行处理，将测量结果绘出等值线图、剖面图等专业图，以供进一步使用，也可绘制出三维图使测量结果更加直观易读。 ?1.4.技术指标 测量范围: 25,000-80,000nT 测量精度:?1nT 分 辨 率: 0.1nT 梯度范围: 5,000nT/m 存贮数据: 245,760 个读数 存贮时间: 10 年 液晶显示:320×240 图型液晶 电脑接口: USB口,可直接作为U盘使用(WIN XP直接驱动) RS-232C 串口(300-119200 波特率可选) 电源电压:内置可充电4AH锂电池 主机尺寸: 232 x 100 x 145mm 传 感 器:直径 70mm ，长 140mm 主机重量:包括电池 1.9 公斤 传 感 器: 0.8公斤 温度范围: -10 ?到 +50 ? 3 PM-2质子磁力仪使用说明书 ?2.仪器组成 PM-2质子磁力仪由四部分组成，分别为主机、传感器、探杆、测量线。下面分别介绍。 1、主机为带有显示、键盘及插座的长方铝合金箱，在主机的左边中部有一4芯插座为传感器信号输入插座。在主机面板右上方有一充电、USB及GPS接口9芯插座,仪器面板左边为液晶显示屏，在靠近屏幕右边处有五个黄色的按键，上面没有印字，这五个按键为功能键，操作时的功能为屏幕显示按钮中所标注的功能。 图2-1为传感器(探头)接口 图2-1 图2-2 仪器面板图 在面板上有红色电源开关键，按一下即可开机，再按一下为关。面板右下部分为键盘区有12个键，包括0,9数字及取消及确定键。如上图所示。 4 PM-2质子磁力仪使用说明书 ?3.仪器液晶屏幕上显示的主界面说明 图3-1 图3-1中各个显示部分说明如下 【标题栏】显示当前已经测量并保存的数据个数。 【数据列表区】显示最后保存的7条测量记录。格式如下 【测量值显示区】显示点号、测量值、异常值(测量值-减去基点的差值)。 【曲线显示区】用保存的数据画曲线，实时显示曲线以便更好的了解异常。 【基点数值】显示当前的基点值， Ymin为曲线显示的最小值边界， 5 PM-2质子磁力仪使用说明书 Ymax为曲线显示的最大值边界，调整Ymin及Ymax的数值可使曲线的某段显示更为明显，在主界面状态下按【选项键】可以输入基点、Ymin、Ymax的值。 【时钟】显示仪器内部时钟，包括小时、分钟、秒。 【电池电量指示】显示电池电量，分为四格。如果电池电量图标为空芯，一定要马上为电池充电。 【菜单区】为快捷功能按钮，一共有5个按钮显示，对应屏幕旁边的五个按键。 如果按对应按键则执行按钮所显示的功能。 ?4.仪器面板说明 图4-1 图4-1为仪器面板示意图，左边为仪器的液晶显示屏，在显示屏右边有5个黄色未印字的按键，这5个按键为仪器的功能键，所代表功能为液晶显示屏显示的按钮中规定。仪器右边为键盘区，键盘区上部为红色电源开关，电源开关下部为两个指示灯，分别为电源指示灯(红色当仪器打开时亮)、工作状态灯(绿色，按键及测量时亮)。再下面为数字区有0,9数字键及【确定】【取消】键。 6 PM-2质子磁力仪使用说明书 快捷键定义 【0】键在不输入数字时为测量键，在主界面下按【0】就执行测量操作。 【1】键为点号输入键，在主界面下按【1】将弹出点号输入对话框。 【5】键为基点及纵标设置键，在主界面下按【5】将弹出基点及纵 标设置输入对话框。 【7】键为读取GPS坐标键，在主界面下按【7】将弹出GPS读取对话框。 仪器面板右上角为充电及传输接口，用于对仪器充电及读取GPS数据。GPS连接线为专用线，用于连接GARMIN 76(或72)型GPS，其他型号需定制。 ?5.基本操作说明 参数输入界面显示见图5-1 图5-1 1、线号输入 在主界面下按【参数设置】按钮对应的按键进入参数设置界面，按照屏幕提示按【1】键即可输入测线编号。测线编号最多4位数， 7 PM-2质子磁力仪使用说明书 比如要输入220，则按【2】、【2】、【0】键后，按【确认】键即可输入，参数设置界面中测线编号一项中测线编号就会变为[0220]了，如果要保存参数一定要按【保存】按钮对应的按键，如果按【返回】按钮对应的按键则不保存。 2、点号输入 在主界面下按【参数设置】按钮对应的按键进入参数设置界面，按照屏幕提示按【2】键即可输入点号信息。点号编号最多4位数，比如要输入1080，则按【1】、【0】、【8】【0】键后按【确认】键即可输入，参数设置界面中点号一项就会变为[1080]了，如果要保存参数一定要按【保存】按钮对应的按键，如果按【返回】按钮对应的按键则不保存。 3、点号步长输入 在主界面下按【参数设置】按钮对应的按键进入参数设置界面，按照屏幕提示按【3】键即可输入点号步长。点号步长最多3位数，比如要输入100，则按【1】、【0】、【0】键后按【确认】键即可输入，参数设置界面中点号步长一项就会变为[100]了，如果要保存参数一定要按【保存】按钮对应的按键，如果按【返回】按钮对应的按键则不保存。 4、点号增减 在主界面下按【参数设置】按钮对应的按键进入参数设置界面，按照屏幕提示按【4】键一次，则屏幕显示的点号增减一项的显示就是会在【增加】【减少】之间变化，例如，显示为【增加】，按一下【4】键，那么显示就会变为【减少】，如果再按一下【4】键，则显示又会变为【增加】。 点号增减的作用:如果点号增减为【增加】时，那么当保存测量数据后，点号则加上【点号步长】的值。如果点号增减为【减少】 8 PM-2质子磁力仪使用说明书 时, 那么当保存测量数据后，点号则减去【点号步长】的值 例:当前点号为【120】、点号步长为【20】、点号增减为【增加】，那么在主菜单中测量完毕，按【保存】按钮后，则当前的点号将变为【140】。 例:当前点号为【120】、点号步长为【20】、点号增减为【减少】，那么在主菜单中测量完毕，按【保存】按钮后，则当前的点号将变为【100】。 5、谐振方式 在主界面下按【参数设置】按钮对应的按键进入参数设置界面，按照屏幕提示按【5】键一次，则屏幕显示的谐振方式一项的显示就是会在【手动】【自动】之间变化，例如，显示为【手动】按一下【5】键，那么显示就会变为【自动】，如果再按一下【5】键，则显示又会变为【手动】。 一般在正常测量时，谐振方式应设置为【自动】，在干扰大或梯度大时，可设置为【手动】，在做日变测量时也应设置为【手动】。 6、测量方式 在主界面下按【参数设置】按钮对应的按键进入参数设置界面，按照屏幕提示按【6】键一次，则屏幕显示的测量方式一项的显示就是会在【单点】【连续】之间变化，例如，显示为【单点】，按一下【6】键，那么显示就会变为【连续】，如果再按一下【6】键，则显示又会变为【单点】。 7、定时间隔 在主界面下按【参数设置】按钮对应的按键进入参数设置界面，按照屏幕提示按【7】键即可输入定时间隔值。定时间隔范围为5~50秒，比如要输入10，则按【1】、【0】键后按【确认】键即可输入，参数设置界面中点号步长一项就会变为[10]了，如果要保存参数一定要按【保存】按钮对应的按键，如果按【返回】按钮对应的按键 9 PM-2质子磁力仪使用说明书 则不保存。 8、信号质量 在主界面下按【参数设置】按钮对应的按键进入参数设置界面，按照屏幕提示按【8】键一次，则屏幕显示的信号质量一项的显示就是会在【不好】【中等】【很好】之间变化，例如，显示为【不好】按一下【8】键，那么显示就会变为【中等】，再按一下【8】键，则显示会变为【很好】, 如果再按一下【8】键，则显示又会变为【不好】。 正常测量时用【中等】就可以，如果作为日变站，那么就可以选取【很好】，如果干扰或梯度大，那么就应选择信号质量【不好】进行测量。 9、连接GPS 在主界面下按【参数设置】按钮对应的按键进入参数设置界面，按照屏幕提示按【9】键一次，则屏幕显示的连接GPS一项就是会在【断开】【联机】之间变化，例如，显示为【断开】，按一下【9】键，那么显示就会变为【联机】，如果再按一下【9】键，则显示又会变为【断开】。 10、时钟设置 在主界面下按【参数设置】按钮对应的按键进入参数设置界面，见图5-2。 图5-2 10 PM-2质子磁力仪使用说明书 然后按【0】键,屏幕弹出时钟设置对话框，屏幕显示如下 图5-3 按【1】键为设置年份，屏幕弹出年份输入对话框如下 注意年份要输入4位，比如要输入2006年，应输入【2】【0】【0】【6】后按【确认】键。 如上图显示，可以分别手工输入年、月、日、时、分、秒。 仪器也可以用GPS进行对时。在屏幕显示时钟设置对话框时，按【8】键屏幕将显示如下: 如果屏幕显示设置完毕，按任意键退出，就说明已经对好时钟了，这时按任意键就可返回上一层屏幕。如果屏幕显示GPS格式错误，那么就按照GPS说明书进行输出格式的设置，GPS“NMEA” ，输出设置为:XX.XXXX(4 digits), GPS卫星信息、航点/航线、 11 PM-2质子磁力仪使用说明书 GAEMIN Proprietary的复选框为空。 设置完时钟后就可以用【取消】返回参数设置界面。文件管理界面如图5-4。 图5-4 在主界面下按【文件管理】按钮对应的按键，进入文件管理界面，文件管理可以对已保存的数据进行浏览、传输、清除等操作。 数据浏览 本仪器可保存15个文件，每个文件可以保存16384个记录。文件管理中列出已经储存的文件。可以用【?】【?】键进行选择，选中的文件可按【确认】键或【数据浏览】按钮进行数据浏览。 图5-5 数据浏览界面如上图，数据列表为每页7条，对应曲线上[]所对应部分,用【pgup】【pgdn】键进行数据浏览，数据列表前后翻页， 12 PM-2质子磁力仪使用说明书 标题栏[0010-0010]表示一共10页当前页为第10页。每页为7条数据。 纵标设置 纵标设置是为了更好的观察曲线形态而设定的,人为规定显示的最大值及最小值。 按数字键【1】屏幕变为如下 这时用数字键即可输入，比如当前地区的正常总场值为56800,则按数字键5、6、8、0、0后按【确认】键即可。屏幕则变为 也可进行纵标设置。按【2】可输入纵标最小值。按【3】可输入纵标最大值。根据测量的数据调整纵标范围，可使显示的曲线更清晰易读。 创建文件 按创建文件按钮，将建立一个新文件，根据提示建立即可，本仪器最多可以建立15个文件。 13 PM-2质子磁力仪使用说明书 清除数据 按清除数据按钮，将清除仪器内保存的所有数据，清除后自动建立一个新文件。 数据传输 把仪器所带的数据传输线先和仪器连接好，再把另一头插如PC的USB口，然后打开仪器电源，按此选项，PC机将发现一个以PM-2为卷标的移动存储器(即U盘)在windows【我的电脑】可以打开，数据文件名为FILE_1.TXT至FILE_15.TXT，把文件拷贝到你的计算机里就可以了。 注意:不要向仪器内拷贝数据。 ?6.实际操作步骤实例 1、点测方式 按仪器面板上电源开关，电源指示灯(红色)亮，屏幕显示如图6-1。 图6-1 图6-2 等几秒钟或按任意键则仪器进入主界面，如图6-2。主界面显示区域的说明在前面章节已经介绍。 测量前应查看仪器当前的谐振值也就是预置场值是否正确。查看方法为:按屏幕右侧显示的【预置场值】的按钮边所对应的黄色按键。如按下，则屏幕弹出一显示框如图6-3。 14 PM-2质子磁力仪使用说明书 图6-3 如果预置值正确，则按键盘的【确认】返回，如果不正确就用数字键输入，比如当地的正常场为53670,那么就依次按键盘上的5、3、6、7、0，然后按【确认】键返回。输入中如有输入错误可用【取消】键退格，或按【确认】键以后重新输入。 检查完预置场值，就可以进行测量，按键盘上的【测量】键后，工作状态指示灯(绿色)亮4秒钟后，屏幕上的测量值显示区就会显示测量值了。 如果此测点测量的值比上一测量点值差距比较大，建议再测量一次，观察重复性。如果重复性好，再转到下一点进行测量。测量值显示区说明如下: 如果信号状态出现问号，说明质子旋进信号不稳定，在干扰强或场值梯度大的地方容易出现。如果数据重复性满足要求的话，出现问号也没问题。 如果要保存数据则按【保存】按钮所对应按键即可保存。如果测量值旁边出现问号，则不容许保存。不过如果当前标记为6(未 15 PM-2质子磁力仪使用说明书 知)，则可保存数据。 此点测量完毕后，保存数据，就可到下一点进行测量了 在正常情况下，用仪器的自动谐振方式即可进行测量，不过在梯度大或干扰大的地区测量，就会出现问题，这时可改为手动谐振，并应把信号质量项改为【不好】，这样仪器会更好的读取正确的磁场值。 为了方便用户了解当前测量的情况，本仪器显示差值，即用当前点的测量值减去基点的值。比如当前测点的测量值为53678,基点值为54000,那么将在异常值显示的位置上显示[-322]。表示当前点的总场值比基点少322nT。 2、连续测量方式 当仪器作为日变站时，应用连续测量方式。在参数设置中把【测量方式】设置为【连续】，把【谐振方式】设置为手动，【时间间隔】设置为所需的时间5,50秒可选，【信号质量】选为【很好】，按保存按钮，回到主菜单，按【测量】键若干次如果读数稳定，按【保存】按钮即可开始连续测量。如果要停止测量可按任意键。 注意:【预置场值】要设置好，信号质量才会好，读数重复性才会好。 经验:可先用单点测量，自动调谐方式测量若干次，读数稳定时的预置场值即为正确的预置场值。 ?7.仪器的故障排除与保养 仪器内电池组的检查及充电: 仪器使用前、后均应查看内部电池组电压是否大于16V，若不满足此要求，应及时对电池组充电。当仪器内电池电压低于13.6V时，为了保护电池组，仪器将自动关机。 注:给电池充电时，应先插上220V交流电，然后再把充电插头和仪器连接。 16 PM-2质子磁力仪使用说明书 探头的检查及注意事项 仪器在使用前、后均应对仪器的探头进行例行检查，查看其是否漏油、探头接线柱与探头电缆连接是否牢固及接触是否良好、探头电缆与探头的4芯插头连接是否良好、有无短路或断路现象。若存在上述问题应及时与厂方联系并在厂方的指导下解决。 探头在测量过程中，放置的方向: 1、两接线柱在探头一侧，且两接线柱与地面垂直于同一条垂线上。2、以探头轴向方向正对地磁南、北极方向放置为最佳，此放置可获得高质量的旋进信号，其他方向的放置，信号质量次之。另外探头杆有1.5米、2米两种，对于地表干扰较大或磁异常较大的测量点，可选用2米长的探杆进行地磁测量，一般情况下采用1.5米长的探杆用于地磁测量。3、探头在使用过程中应尽量避免磕碰，以防漏油和内部短路、断路等事故发生。 如仪器在测量过程中磁场值读数重复性满足不了要求，故障判断及解决方法 1、探头在测量过程中，探头轴向方向正对地磁南、北极方向放置。 2、测量点附近是否有干扰源(供电系统的设施或用于生产或生活的活动场所)。 3、测量点是否为地质异常点，对矿体埋藏较浅的测量点，可采用加高探杆高度，并采用手动配谐方式，以该测量点以前读数较重复的测量点磁场值为参考以?1000nT、?2000nT、?3000nT……的方式键入预置场值(设置见前面介绍)，并反复测量寻找读数重复的测量值，在采取上述1、2、3解决办法后，磁场值读数仍不重复，按下一条(4)执行。 4、回到读数重复的测量点，并按该测量点预置参数测量该点，若读数重复则说明磁场值读数不重复的那个测量点磁梯度超限，极化产生的旋进信号衰减过快仪器无法正常读数，该测量点只能按地 17 PM-2质子磁力仪使用说明书 质异常点处理。若回到正常点仪器仍读数不重复，说明仪器工作不 正常，应检查仪器的电池电压是否过低或连接线与探头和仪器是否 连接正常。 附录A 文件格式如下 PM2 Proton Magnetometer Data 标 题: 仪器编号: 人员编号: 测区编号: A.线号_B.点号_C.日期_D.时间_E.场值_F.标记_G.纬度(x)_H.经度 (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列分别为 A.线号，B.点号，C.日期，D.时间，E.场值，F.标记，G.纬度(x)， H.经度(y) 纬度、经度一项如不接GPS为00:00:00.00。 格式为文本格式，后缀为TXT，可用记事本等软件打开。 附录B 18 PM-2质子磁力仪使用说明书 坐标转换 仪器坐标保存为WGS-84的纬度经度值是大地坐标。国内的地形图大多用的为北京—54平面坐标，所以需要转换。 可用【坐标转换 4.0软件进行转换】,用7参数法，高斯投影。具体参数测量人员可咨询。这里只讲操作。 启动软件后,在坐标转换菜单里，投影设置里输入中央子午线，七参数设置里输入参数后，按照屏幕所显示的设置 弹出 按确定按钮后，显示如下界面， 点击浏览按钮选择要转换的PM-2文件，文件将加入到左边的列表 19 PM-2质子磁力仪使用说明书 框中，加入文件完毕后，点击[=>]按钮，将弹出一确定对话框，确 定屏幕右边的输出文件框中将列出输出文件列表。 输出文件的纬度、经度列将转换为北京—54平面坐标值。 下面为转换前后的情况 A.线号_B.点号_C.日期_D.时间_E.场值_F.标记_G. 纬度(x)__H.经 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.线号_B.点号_C.日期_D.时间_E.场值_F.标记_G. 纬度(x)__H.经 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 附录C 20 PM-2质子磁力仪使用说明书 日变改正软件说明 运行光盘中SETUP目录中的SETUP.EXE安装程序，安装完毕后，启动程序。屏幕显示如下: 用文件菜单中【打开日变数据】打开日变数据后，屏幕显示如下 依次按屏幕上的[【突变点剔除】、【平滑处理】【显示日变曲线】即可。完成日变数据的处理。异常判断值为日变数据突变剔除的阀值，如相邻数据之差大于此值，即剔除此值。【平滑处理】用来消除仪器噪声带来的影响，提高改正经度。 21 PM-2质子磁力仪使用说明书 用文件菜单中【打开日变数据】打开日变数据后，屏幕显示如下 在磁场基值处输入早基数值，然后点击【日变改正】后数据表中即可显示改正值。如图所示 保存改正后的数据的方 22 PM-2质子磁力仪使用说明书 法:在网点数据表中双击右键，程序将弹出一程序，选菜单中FILE , WRITE 选择保存类型为Excel 5格式保存，文件即可用EXECL打开或GRAPHER和SURFER等软件打开并处理。 附录D 液晶对比度调节 本仪器采用液晶作为显示器，当使用温度过低或过高显示器将变浅或发黑，这时应调整仪器对比度调整电位器。此电位器在仪器内部。把仪器四角的固定螺丝拿下。拿出机芯，注意机芯和外壳之间的连线是固定的，电位器在仪器机芯的右侧，如图所示: 23 PM-2质子磁力仪使用说明书 附录E GPS传输格式设置 第一步 进入接口设置 第二步 把格式设置为 NMEA 第三步 在如上图显示时按GPS第四步 用方向键选择NMEA的【MENU】键，GPS显示如输出设置，GPS显示如下图，下图 然后按ENETR键 24 PM-2质子磁力仪使用说明书 第五步 用选择输出精度为4位 第六步 把屏幕下方的输出 语句设置的三项前的对勾全部七 去掉。方法为用方向键选中后按步 下【ENT ER】图 键。显为 示如下设 图: 置好的屏幕显示下图: 25 PM-2质子磁力仪使用说明书 注意:GPS每次关机后，输出设置将丢失，也就是说每次开机要重新设置一次。 1