磁通門磁力梯度儀及其同軸調(diào)整方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種磁通門磁力梯度儀及其同軸調(diào)整方法，屬于弱磁場(chǎng)檢測(cè)領(lǐng)域。一種磁通門磁力梯度儀，在梯度儀的探桿兩端的安裝盒的盒子本體的一對(duì)平行側(cè)壁上分別設(shè)有調(diào)整螺絲孔，且所述兩個(gè)安裝盒上設(shè)有調(diào)整螺絲孔的對(duì)側(cè)壁之間互相垂直，兩個(gè)單軸磁通門傳感器的敏感軸沿探桿軸向呈同軸固定在安裝盒內(nèi)；一種磁通門磁力梯度儀的同軸調(diào)整方法，將磁通門磁力梯度儀垂直固定在無磁校正臺(tái)上，反復(fù)交替微調(diào)兩端用于固定磁通門的緊定螺絲，至兩個(gè)磁通門的磁通量讀數(shù)差值小于1nT，最后將兩個(gè)磁通門用硅膠永久固定在安裝盒內(nèi)，完成同軸調(diào)整。本發(fā)明中所述的磁通門磁力梯度儀，兩個(gè)方向的調(diào)整不會(huì)互相干擾，有效簡(jiǎn)化了同軸調(diào)整過程，提高了同軸調(diào)整的精度。
【專利說明】磁通門磁力梯度儀及其同軸調(diào)整方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及磁通門磁力梯度儀，特別涉及一種磁通門磁力梯度儀的同軸調(diào)整方法。
【背景技術(shù)】
[0002]磁通門磁力儀主要用于微弱低頻靜磁場(chǎng)的測(cè)量，如地球磁場(chǎng)、生物磁場(chǎng)和地下鐵磁性埋件的探測(cè)等。但是，當(dāng)被測(cè)磁場(chǎng)非常微弱，而且環(huán)境噪聲較大時(shí)，有效信號(hào)常常被環(huán)境噪聲淹沒，導(dǎo)致探測(cè)效果大打折扣。磁通門磁力梯度儀可以較好地克服上述局限，其優(yōu)點(diǎn)是可以大大消除外界干擾信號(hào)的影響，即使在強(qiáng)磁擾和磁暴發(fā)生時(shí)也可照常工作。磁通門磁力梯度儀通常用于金屬礦產(chǎn)資源勘探、地下管線探測(cè)、地下文物考古定位及各種微弱磁場(chǎng)變化監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。由于磁通門的矢量測(cè)量特性，可以監(jiān)測(cè)確定方向的磁場(chǎng)分量變化，尤其是垂直分量的梯度測(cè)量對(duì)于探測(cè)對(duì)象的邊界確定有十分突出的效果。目前，常見的磁通門磁力梯度儀是將兩個(gè)單分量的磁通門安裝在一根固定探桿的兩頭，分別測(cè)定兩點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)度，由此獲得探桿軸向磁場(chǎng)的梯度值。但是，由于磁通門傳感器是一個(gè)矢量測(cè)量傳感器，對(duì)被測(cè)磁場(chǎng)的方向非常敏感，如果上述磁通門磁力梯度儀的兩個(gè)單分量磁通門的方向出現(xiàn)偏差，將會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果嚴(yán)重失真。
[0003]以中國(guó)為例，地球磁場(chǎng)的垂直分量值大概在30000nT左右，假設(shè)磁通門磁力梯度儀中的兩個(gè)磁通門傳感器的偏差角為1°，則由此帶來的測(cè)量誤差為:30000X(l-COSr )= 4.6(nT);而實(shí)際上一般磁通門的安裝角度誤差往往達(dá)到2°至3°甚至更大，由此帶來的測(cè)量誤差非常大，因此在制作磁通門磁力梯度儀時(shí)，需要對(duì)兩個(gè)傳感器的方向進(jìn)行精確的同軸調(diào)整，使兩個(gè)傳感器的安裝角度誤差盡可能小，例如:
[0004]當(dāng)誤差角度為0.5° 時(shí)，30000Χ (1-cos0.5° )=1.1 (nT)；
[0005]當(dāng)誤差角度為0.2° 時(shí)，30000Χ (1-cos0.2° )=0.18(ηΤ)。
[0006]目前，在制作磁通門磁力梯度儀時(shí)，通常先固定一端的磁通門傳感器，另一端的磁通門傳感器采用活動(dòng)連接，通過調(diào)整活動(dòng)連接的磁通門傳感器，使兩個(gè)磁通門傳感器達(dá)到同軸。如圖1所示，磁通門磁力梯度儀由探桿、固定于探桿兩端的安裝盒和放置在安裝盒中的單軸磁通門傳感器組成，所述安裝盒包括盒子和蓋子，其中一個(gè)安裝盒內(nèi)固定安裝一個(gè)單軸磁通門傳感器，另一個(gè)安裝盒的盒子的底部和與探桿相鄰的一對(duì)側(cè)壁上各設(shè)有調(diào)整螺絲孔，單軸磁通門傳感器通過緊定螺絲固定在安裝盒內(nèi)。對(duì)磁通門磁力梯度儀進(jìn)行同軸調(diào)整時(shí)，同時(shí)給兩個(gè)單軸磁通門傳感器通電，觀察其讀數(shù)，微調(diào)盒子兩側(cè)壁上的緊定螺絲使單軸磁通門傳感器在水平方向上進(jìn)行調(diào)整，微調(diào)盒子底部的緊定螺絲使單軸磁通門傳感器在垂直方向上進(jìn)行調(diào)整，反復(fù)交替微調(diào)后，最終實(shí)現(xiàn)磁通門磁力梯度儀的同軸調(diào)整，但是由于只對(duì)其中一個(gè)單軸磁通門傳感器進(jìn)行水平和垂直方向的調(diào)整，會(huì)產(chǎn)生相互干擾，而且其中垂直方向只有一側(cè)設(shè)有調(diào)整螺絲孔，使調(diào)整過程復(fù)雜和不確定，并且最終導(dǎo)致磁通門磁力梯度儀的誤差大。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種磁通門磁力梯度儀，能夠簡(jiǎn)化同軸調(diào)整過程，提高磁通門磁力梯度儀的精度。
[0008]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0009]一種磁通門磁力梯度儀，包括探桿、安裝盒和單軸磁通門傳感器，所述安裝盒包括盒子本體和蓋子，所述探桿和安裝盒均由無磁鋁材制成，所述盒子本體的一對(duì)平行側(cè)壁上設(shè)有對(duì)稱的調(diào)整螺絲孔，所述單軸磁通門傳感器通過緊定螺絲固定在安裝盒內(nèi)，所述安裝盒分別固定在探桿的兩端，安裝盒設(shè)有調(diào)整螺絲孔的一對(duì)平行側(cè)壁分別垂直于探桿的端部，所述探桿兩端的兩個(gè)安裝盒上設(shè)有調(diào)整螺絲孔的兩對(duì)平行側(cè)壁之間互相垂直，且兩個(gè)安裝盒內(nèi)的單軸磁通門傳感器的敏感軸沿探桿的軸向呈同軸設(shè)置。
[0010]一種前述磁通門磁力梯度儀的同軸調(diào)整方法，包括如下步驟:
[0011]步驟1.選取地磁場(chǎng)相對(duì)穩(wěn)定的區(qū)域作為放置無磁校正臺(tái)的測(cè)量地，將磁通門磁力梯度儀垂直固定在無磁校正臺(tái)上，并將兩個(gè)單軸磁通門傳感器與電腦相連，從電腦上觀察兩個(gè)單軸磁通門傳感器測(cè)得的磁通量讀數(shù)；
[0012]步驟2.反復(fù)交替調(diào)節(jié)磁通門磁力梯度儀兩端的安裝盒上的緊定螺絲，使兩個(gè)安裝盒內(nèi)的單軸磁通門傳感器分別在兩個(gè)互相垂直的方向上移動(dòng)，調(diào)整至兩個(gè)單軸磁通門傳感器的磁通量讀數(shù)差值小于InT ；
[0013]步驟3.用快干膠將兩個(gè)單軸磁通門傳感器分別固定在磁通門磁力梯度儀兩端的安裝盒內(nèi)，再用絕緣硅膠使兩個(gè)單軸磁通門傳感器永久固定，完成磁通門磁力梯度儀的同軸調(diào)整。
[0014]本發(fā)明的有意效果在于:在兩個(gè)安裝盒上分別設(shè)有調(diào)整螺絲孔，兩個(gè)單軸磁通門傳感器分別在兩個(gè)互相垂直的單一方向上作調(diào)整，兩個(gè)方向的調(diào)整不會(huì)互相干擾，有效簡(jiǎn)化了同軸調(diào)整過程，提高了同軸調(diào)整的精度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為現(xiàn)有的磁通門磁力梯度儀的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為本發(fā)明磁通門磁力梯度儀的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3為本發(fā)明磁通門磁力梯度儀的局部放大示意圖；
[0018]圖4為本發(fā)明磁通門磁力梯度儀的同軸調(diào)整方法的示意圖。
[0019]其中:1-JJG_2無磁校正臺(tái)，11-夾具，2-電腦，3_磁通門磁力梯度儀，31-單軸磁通門傳感器，32-探桿。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0021]如圖2和圖3所示，是磁通門磁力梯度儀的結(jié)構(gòu)示意圖，包括探桿、兩個(gè)安裝盒和兩個(gè)單軸磁通門傳感器，所述安裝盒包括盒子本體和蓋子，所述探桿和安裝盒均由無磁鋁材制成，所述盒子本體的一對(duì)平行側(cè)壁上設(shè)有對(duì)稱的調(diào)整螺絲孔，所述單軸磁通門傳感器通過緊定螺絲固定在安裝盒內(nèi)，所述安裝盒分別固定在探桿的兩端，安裝盒設(shè)有調(diào)整螺絲孔的一對(duì)平行側(cè)壁分別垂直于探桿的端部，所述探桿兩端的兩個(gè)安裝盒上設(shè)有調(diào)整螺絲孔的兩對(duì)平行側(cè)壁之間互相垂直，且兩個(gè)安裝盒內(nèi)的單軸磁通門傳感器的敏感軸沿探桿的軸向呈同軸設(shè)置。這種結(jié)構(gòu)的磁通門磁力梯度儀進(jìn)行同軸調(diào)整時(shí)，其兩端的單軸磁通門傳感器分別只在單一方向上移動(dòng)，相互之間沒有干擾，能有效簡(jiǎn)化同軸調(diào)整的過程。
[0022]如圖4所示，是磁通門磁力梯度儀3在進(jìn)行同軸調(diào)整時(shí)的連接示意圖。
[0023]在磁通門磁力梯度儀3進(jìn)行同軸調(diào)整時(shí)，使用了如下設(shè)備JJG-2無磁校正臺(tái)1、電腦2和基于單軸磁通門傳感器技術(shù)的磁通門磁力梯度儀3，所述磁通門磁力梯度儀3包括探桿31、兩個(gè)方形的安裝盒和兩個(gè)單軸磁通門傳感器31，其中探桿31和安裝盒均由無磁鋁材制成，安裝盒由盒子本體和蓋子組成。
[0024]一種磁通門磁力梯度儀3的同軸調(diào)整方法具體包括如下步驟:
[0025]步驟1.選取地磁場(chǎng)相對(duì)穩(wěn)定的區(qū)域作為放置JJG-2無磁校正臺(tái)I的測(cè)量地，將磁通門磁力梯度儀3的探桿31通過JJG-2無磁校正臺(tái)I的夾具11垂直固定在JJG-2無磁校正臺(tái)I上，并將兩個(gè)單軸磁通門傳感器31與電腦2相連，從電腦2上觀察兩個(gè)單軸磁通門傳感器31測(cè)得的磁通量讀數(shù)；
[0026]步驟2.先調(diào)整一端的單軸磁通門傳感器31的緊定螺絲，使兩個(gè)單軸磁通門傳感器31的磁通量讀數(shù)趨于相等，然后再調(diào)整另一端的單軸磁通門傳感器31的緊定螺絲，使兩個(gè)單軸磁通門傳感器31的磁通量讀數(shù)的差值進(jìn)一步縮小，如此反復(fù)交替調(diào)整至兩個(gè)單軸磁通門傳感器31的磁通量讀數(shù)差值小于InT ；
[0027]步驟6.先用快干膠將兩個(gè)單軸磁通門傳感器31分別固定在磁通門磁力梯度儀3兩端的安裝盒內(nèi)，再用絕緣硅膠使兩個(gè)單軸磁通門傳感器31永久固定，蓋上安裝盒的蓋子完成磁通門磁力梯度儀3的同軸調(diào)整。
【權(quán)利要求】
1.一種磁通門磁力梯度儀，包括探桿、安裝盒和單軸磁通門傳感器，所述安裝盒包括盒子本體和蓋子，所述探桿和安裝盒均由無磁鋁材制成，其特征在于:所述盒子本體的一對(duì)平行側(cè)壁上設(shè)有對(duì)稱的調(diào)整螺絲孔，所述單軸磁通門傳感器通過緊定螺絲固定在安裝盒內(nèi)，所述安裝盒分別固定在探桿的兩端，安裝盒設(shè)有調(diào)整螺絲孔的一對(duì)平行側(cè)壁分別垂直于探桿的端部，所述探桿兩端的兩個(gè)安裝盒上設(shè)有調(diào)整螺絲孔的兩對(duì)平行側(cè)壁之間互相垂直，且兩個(gè)安裝盒內(nèi)的單軸磁通門傳感器的敏感軸沿探桿的軸向呈同軸設(shè)置。
2.—種權(quán)利要求1中所述的磁通門磁力梯度儀的同軸調(diào)整方法，其特征在于:包括如下步驟: 步驟1.選取地磁場(chǎng)相對(duì)穩(wěn)定的區(qū)域作為放置無磁校正臺(tái)的測(cè)量地，將磁通門磁力梯度儀垂直固定在無磁校正臺(tái)上，并將兩個(gè)單軸磁通門傳感器與電腦相連，從電腦上觀察兩個(gè)單軸磁通門傳感器測(cè)得的磁通量讀數(shù)； 步驟2.反復(fù)交替調(diào)節(jié)磁通門磁力梯度儀兩端的安裝盒上的緊定螺絲，使兩個(gè)安裝盒內(nèi)的單軸磁通門傳感器分別在兩個(gè)互相垂直的方向上移動(dòng)，調(diào)整至兩個(gè)單軸磁通門傳感器的磁通量讀數(shù)差值小于InT ； 步驟3.用快干膠將兩個(gè)單軸磁通門傳感器分別固定在磁通門磁力梯度儀兩端的安裝盒內(nèi)，再用絕緣硅膠使兩個(gè)單軸磁通門傳感器永久固定，完成磁通門磁力梯度儀的同軸調(diào)難iF.0
【文檔編號(hào)】G01R33/022GK103969603SQ201410200464
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年5月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月13日
【發(fā)明者】胡杰, 張琳 申請(qǐng)人:上海海事大學(xué)