强自旋极化效应的高精度Overhauser磁力仪研究

1

作者 罗望 胡祥云 +3 位作者 葛健 刘立超 佘锦华 董浩斌 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期4583-4593,共11页

Overhauser磁力仪是磁法勘查技术的重要基础仪器,被广泛用于磁场标量数据精度要求较高的地球科学研究、国防安全等领域.传统的Overhauser磁力仪受限于动态核极化效应中电子自旋能量较弱,导致质子系统吸收能量少,输出感应衰减信号(FID,Fr... Overhauser磁力仪是磁法勘查技术的重要基础仪器,被广泛用于磁场标量数据精度要求较高的地球科学研究、国防安全等领域.传统的Overhauser磁力仪受限于动态核极化效应中电子自旋能量较弱,导致质子系统吸收能量少,输出感应衰减信号(FID,Free Induce Decay)差,使得地磁总场测量精度低.对此,本论文提出引入强自旋极化效应设计新型Overhauser磁力仪,利用重核磁场磁化自由电子,增强自由电子能量,从而提升质子系统磁化强度,改善磁力仪测量精度.论文讨论了适用于地磁测量的强自旋极化Overhauser效应理论架构及其自由基结构,并针对强自旋极化效应的激发与FID信号的测量,设计了新型Overhauser磁力仪的传感器激发部件、信号提取与测频方案,最后实验分析了强自旋极化效应激发参数,并将新型Overhauser磁力仪与传统磁力仪及商用磁力仪进行了性能对比.结果表明,强自旋极化效应可有效改善FID信号幅度,相对传统类Overhauser磁力仪信号幅度增加2.8倍,新型Overhauser的实际测量精度可达0.048 nT,与国际领先商用Overhauser磁力仪相当. 展开更多

关键词 地磁场测量 overhauser磁力仪 强自旋极化效应 FID信号 传感器

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OVERHAUSER磁力仪激发接收系统设计 被引量：17

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作者 谭超 董浩斌 葛自强 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期1867-1872,共6页

OVERHAUSER磁力仪探头中自由基溶液的激发是OVERHAUSER磁力仪工作的关键。研究了OVERHAUSER磁力仪工作原理和自由基溶液激发原理;研制了一种可控的OVERHAUSER磁力仪探头激发接收系统,系统包含主控系统、可控射频功率信号源和微弱信号放... OVERHAUSER磁力仪探头中自由基溶液的激发是OVERHAUSER磁力仪工作的关键。研究了OVERHAUSER磁力仪工作原理和自由基溶液激发原理;研制了一种可控的OVERHAUSER磁力仪探头激发接收系统,系统包含主控系统、可控射频功率信号源和微弱信号放大检波等电路部分。实验结果表明,利用该可控激发系统能够准确的找出自由基溶液的激发频率;且能够得到自由基溶液的极化度与激发功率和激发时间的关系。 展开更多

关键词 overhauser磁力仪 氮氧自由基 拉莫尔频率 动态核极化

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Overhauser磁力仪初步设计 被引量：8

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作者 石艳林 董浩斌 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2008年第2期18-19,26,共3页

针对国产仪器功耗大、测量精度差、不稳定的问题,初步设计了基于overhauser效应的核子旋进磁力仪。该仪器将核的overhauser效应用到测磁中来,采用超低功耗单片机作为主控CPU,运用新型CPLD器件实现高精度频率测量。给出了overhauser磁力... 针对国产仪器功耗大、测量精度差、不稳定的问题,初步设计了基于overhauser效应的核子旋进磁力仪。该仪器将核的overhauser效应用到测磁中来,采用超低功耗单片机作为主控CPU,运用新型CPLD器件实现高精度频率测量。给出了overhauser磁力仪的工作原理、系统硬件框图及探头的配谐,设计了等精度测量频率方法,分析了测频精度误差,说明了程序设计内容及要点。结果表明：该磁力仪精度高、功耗低、稳定性强、功能丰富。 展开更多

关键词 磁力仪 overhauser效应 高精度 测量

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Overhauser磁力仪探头激发频率测试仪研制

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作者 刘欢 董浩斌 +6 位作者 葛健 白冰洁 袁志文 赵志卓 刘咏华 朱俊 张海洋 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期1272-1280,共9页

Overhauser磁力仪探头中自由基溶液激发频率的精度直接决定探头输出拉莫尔旋进信号的质量.为准确获得激发频率,本文设计了一种Overhauser磁力仪探头激发频率测试仪.针对目前测试设备存在的分辨率较低、操作复杂等问题,采用高分辨率DDS... Overhauser磁力仪探头中自由基溶液激发频率的精度直接决定探头输出拉莫尔旋进信号的质量.为准确获得激发频率,本文设计了一种Overhauser磁力仪探头激发频率测试仪.针对目前测试设备存在的分辨率较低、操作复杂等问题,采用高分辨率DDS作为可控射频信号源;运用ADC同步采集技术,结合归一化数据处理方法有效解决50MHz^100MHz范围内幅频特性曲线不平坦的问题;采用射频功放、小信号放大作为辅助测量通道,实现仪器的标准、辅助测量一体化.通过对探头谐振腔的等效电路进行仿真,得到微调电容对探头谐振频率和品质因数的影响程度,并用商用探头进行测试,进一步验证仿真结果;同时得到自由基溶液的极化度与射频激发功率、激发时间的关系.最终实验结果表明,利用本文研制的Overhauser磁力仪探头激发频率测试仪,能够准确测量自由基溶液的激发频率、频率带宽以及品质因数,还可用于在磁力仪设计过程中对激发功率和激发时间的确定,为进一步设计Overhauser磁力仪奠定了基础. 展开更多

关键词 overhauser磁力仪 动态核极化 自由基 拉莫尔旋进

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海洋磁力仪的原理与技术指标对比分析 被引量：28

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作者 裴彦良 梁瑞才 +2 位作者 刘晨光 韩国忠 李正光 《海洋科学》 CAS CSCD 北大核心 2005年第12期4-8,共5页

针对现今世界市场上海洋磁力仪产品型号较多、技术指标复杂、应用范围不尽相同,产品的选用存在一定困难等问题,分别介绍了3种不同类型的磁力仪的工作原理,具体对比分析了各种磁力仪的技术指标,并简单介绍了磁力仪的应用及梯度仪组合方... 针对现今世界市场上海洋磁力仪产品型号较多、技术指标复杂、应用范围不尽相同,产品的选用存在一定困难等问题,分别介绍了3种不同类型的磁力仪的工作原理,具体对比分析了各种磁力仪的技术指标,并简单介绍了磁力仪的应用及梯度仪组合方式。结果表明标准质子旋进式海洋磁力仪灵敏度较低,存在进向误差,但无死区,价格最为低廉,适合于对灵敏度要求不高的工程和科研地球物理调查。Overhauser海洋磁力仪的灵敏度高,无进向误差,无死区,价格便宜,适合于大多数工程和科研地球物理调查。光泵式海洋磁力仪灵敏度和采样率最高,梯度容忍度最大,但存在死区和进向误差问题,适用于高精度的海洋磁力梯度调查和航空磁力调查。分析结果显示:各种类型的磁力仪各有优势,具体选用应以具体情况而定。 展开更多

关键词 海洋磁力仪 梯度仪 质子旋进 overhauser海洋磁力仪 光泵 技术指标

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海洋磁力仪的维护与常见故障处理 被引量：5

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作者 董庆亮 刘雁春 +4 位作者 程友杰 陈岳英 潘乐 王韶玉 刘宝强 《海洋测绘》 2008年第1期56-58,共3页

以G-880G海洋磁力仪为例,介绍了它的技术性能和测量中的注意事项,重点从海洋磁力测量的实际应用出发,论述了拖曳磁力仪测量中常见故障和解决的办法、水下仪器设备的保护和各种常见故障的避免。这些措施和解决方案的运用很好地保护了磁... 以G-880G海洋磁力仪为例,介绍了它的技术性能和测量中的注意事项,重点从海洋磁力测量的实际应用出发,论述了拖曳磁力仪测量中常见故障和解决的办法、水下仪器设备的保护和各种常见故障的避免。这些措施和解决方案的运用很好地保护了磁力仪的相应部件,确保了海上测量作业的顺利进行。 展开更多

关键词 海洋磁力测量 设备管理故障处理 海洋磁力仪

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海洋磁力仪性能指标分析与测试 被引量：12

7

作者 任来平 王耿峰 +2 位作者 张哲 马越原 葛忠孝 《海洋测绘》 CSCD 2016年第6期38-42,共5页

海洋磁力仪性能测试和评价是海洋磁力测量前期技术准备的重要内容,也是当前海洋磁力测量规范要求的薄弱环节。研究了海洋磁力仪的性能指标的具体含义,提出了切合实际的海洋磁力仪性能指标测试内容、流程、方法和要求,采用G-882G SX海洋... 海洋磁力仪性能测试和评价是海洋磁力测量前期技术准备的重要内容,也是当前海洋磁力测量规范要求的薄弱环节。研究了海洋磁力仪的性能指标的具体含义,提出了切合实际的海洋磁力仪性能指标测试内容、流程、方法和要求,采用G-882G SX海洋磁力梯度仪实测数据,计算了海洋磁力仪动态噪声、内符合精度和外符合精度等关键指标,为海洋磁力仪性能测试工作提供了技术指导,也为海洋磁力仪国产化中面临的性能指标论证和设计提供了依据。 展开更多

关键词 海洋磁力仪 性能指标 测试方法 G-882G SX 动态噪声 内符合精度 外符合精度

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海洋磁力仪拖鱼入水深度控制方法 被引量：4

8

作者 任来平 范龙 +2 位作者 林勇 李凯锋 吴太旗 《海洋测绘》 2013年第2期6-8,12,共4页

海洋磁力仪拖鱼入水深度试验证明:当拖缆长度达到一定距离以后,拖鱼入水深度不再发生明显变化。在试验的基础上,分析海洋磁力仪拖鱼水中受力情况,综合考虑海水阻力、拖缆长度、航行速度和配重等因素,提出拖鱼入水深度的计算方法。

关键词 磁探测 海洋磁力仪 拖鱼入水深度 拖缆

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用于海洋磁测的芯片量子干涉磁力仪 被引量：1

9

作者 关丽娟 康智慧 王增斌 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期535-539,共5页

随着海洋环境探测工作的发展,海域磁测对磁力仪在微小型化、高精度方面提出了新的需求.在介绍了几个常见的弱磁场测量仪器后,重点分析了一种基于双光场量子干涉效应的磁力仪.根据在磁场中光与原子相互作用的物理机制,阐析了利用量子干... 随着海洋环境探测工作的发展,海域磁测对磁力仪在微小型化、高精度方面提出了新的需求.在介绍了几个常见的弱磁场测量仪器后,重点分析了一种基于双光场量子干涉效应的磁力仪.根据在磁场中光与原子相互作用的物理机制,阐析了利用量子干涉效应进行高精度磁场测量的基本原理.在此基础上,分析了在芯片上实现量子干涉磁力仪的可能性,详细讨论了芯片量子干涉磁力仪的一种设计方案,并给出了芯片量子干涉磁力仪的性能预期以及其在海洋磁测领域的应用前景. 展开更多

关键词 海洋环境探测 弱磁场测量 量子干涉效应 芯片量子干涉磁力仪

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关于浅海海洋质子磁力仪的改装研究

10

作者 钟献盛 《黄渤海海洋》 CSCD 1991年第3期69-74,共6页

本文介绍了我们改装的一台浅海海洋质子磁力仪,它不仅能用于深水海区,而且可以用于浅水的近岸浅海区的海洋磁力测量。对于近岸浅水工程,石油开发和地质等提供了有利的手段。

关键词 磁力仪 浅海 海洋 磁力测量 改装

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海洋磁力仪拖体入水深度试验与分析 被引量：6

11

作者 缪峰 许春艳 +2 位作者 任来平 范龙 吴太旗 《海洋测绘》 2012年第4期41-43,共3页

拖体入水深度是水下拖曳作业的主要参数,其取决于拖体自身重量、拖缆长度和船速。通过G882TVG海洋磁力仪阵列的拖曳试验,分析了船速、配重、拖缆长度的相互关系,导出拖体入水深度计算模型,对类似设备的拖曳参数确定具有借鉴意义。

关键词 海洋磁力测量 水下磁探测 海洋磁力仪 拖体入水深度 拖曳参数

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海洋磁力仪绝对准确度的测试与分析 被引量：3

12

作者 董庆亮 上飞飞 +4 位作者 刘翀 张其大 陈晨 沈康 廖景铭 《海洋测绘》 CSCD 北大核心 2021年第6期73-77,共5页

绝对准确度是海洋磁力仪重要的技术指标之一,是海洋磁力测量成果质量的基本保证。针对目前海洋磁力仪技术指标检测内容和方法的欠缺,尤其缺少绝对准确度的测试方法,以G-882型海洋磁力仪为例,在分析其静态噪声基础上,利用地磁测量中仪器... 绝对准确度是海洋磁力仪重要的技术指标之一,是海洋磁力测量成果质量的基本保证。针对目前海洋磁力仪技术指标检测内容和方法的欠缺,尤其缺少绝对准确度的测试方法,以G-882型海洋磁力仪为例,在分析其静态噪声基础上,利用地磁测量中仪器比对的方法及同步连续观测分析法,以国家基准地磁台磁力仪为标准仪器,介绍了海洋磁力仪绝对准确度测试方法。经实际测试,该方法简单、有效,可作为技术人员测试海洋磁力仪绝对准确度的一种手段。把检测值改正到海上测量成果中,可提高海洋磁力测量成果的精度。 展开更多

关键词 海洋磁力测量 海洋磁力仪 技术指标 绝对准确度 静态噪声

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海洋磁力仪在某近岸海域未爆弹探测中的应用 被引量：4

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作者 刘荣林 《海洋测绘》 CSCD 北大核心 2021年第4期48-52,共5页

海底小型铁磁目标探测一直是海洋工程勘察的难点,结合我国近岸某海域海底一处未爆弹的探测实例,介绍了SeaSPY2磁力仪的性能特征,阐述了海洋磁力仪探测数据采集和处理流程。通过对探测出的磁力异常区和同期多波束扫测数据的分析,推断出... 海底小型铁磁目标探测一直是海洋工程勘察的难点,结合我国近岸某海域海底一处未爆弹的探测实例,介绍了SeaSPY2磁力仪的性能特征,阐述了海洋磁力仪探测数据采集和处理流程。通过对探测出的磁力异常区和同期多波束扫测数据的分析,推断出水下未爆弹的具体位置和大小,为引爆未爆弹提供了准确的数据。此外,根据实践经验,提出了采用木船牵引、利用定高拖曳装置固定磁力探头、选择合适的作业时间、选定合适的日变站位置等四点建议,提高海洋磁力探测精度,为类似项目的应用提供参考。 展开更多

关键词 海洋磁力测量 未爆弹探测 磁场强度 磁异常 Sea SPY2海洋磁力仪

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海洋磁力测量拖鱼位置概算 被引量：9

14

作者 边刚 刘雁春 +1 位作者 翟国君 肖付民 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2004年第8期9-11,21,共4页

从海洋磁力仪的工作方式出发,对磁力测量中拖鱼位置概算进行研究,基于对直接概算方法的分析,提出拖鱼位置的拖曳概算法,理论推导和实例分析证明其有效性。

关键词 海洋磁力测量 海洋磁力仪 拖鱼位置 概算方法 GPS系统

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一种适用于海洋磁力测量的地磁日变观测系统的实测结果 被引量：2

15

作者 贾富昊 顾兆峰 +4 位作者 张振波 周章国 罗强 张骏韬 付永涛 《海洋科学》 CAS 北大核心 2020年第9期74-82,共9页

为了解WCZ-3S陆地地磁日变观测系统的性能,分别在江苏盐城和海南三亚将WCZ-3S与Sentinel基站磁力仪、WCZ-2磁力仪、WCZ-3磁力仪进行了同步测量,通过比较分析的方法,对WCZ-3S的测量精度、测量曲线的准确性、磁暴识别功能进行了检验。测... 为了解WCZ-3S陆地地磁日变观测系统的性能,分别在江苏盐城和海南三亚将WCZ-3S与Sentinel基站磁力仪、WCZ-2磁力仪、WCZ-3磁力仪进行了同步测量,通过比较分析的方法,对WCZ-3S的测量精度、测量曲线的准确性、磁暴识别功能进行了检验。测试结果表明:WCZ-3S的实测精度约为0.3 nT,稍逊于Sentinel基站磁力仪;WCZ-3S与其他几台磁力仪所测曲线的幅值、相位保持一致;WCZ-3S的实时成像功能可帮助台站工作人员对海洋磁力测量期间的磁暴现象进行识别。 展开更多

关键词 地磁日变 质子磁力仪 测量精度 海洋磁力测量

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G882光泵磁力仪静态噪声水平检验与分析 被引量：2

16

作者 邵关 任来平 《海洋测绘》 CSCD 2017年第6期69-72,共4页

G882光泵磁力仪主要用于海洋磁探作业,也常常作为地磁日变观测仪器使用。无论哪种工作需要,使用前都应对仪器稳定性测试,借此了解仪器性能和工作指标。依据相关技术规范和计算方法,结合多年野外日变实测资料,可对该型磁力仪基本性能指... G882光泵磁力仪主要用于海洋磁探作业,也常常作为地磁日变观测仪器使用。无论哪种工作需要,使用前都应对仪器稳定性测试,借此了解仪器性能和工作指标。依据相关技术规范和计算方法,结合多年野外日变实测资料,可对该型磁力仪基本性能指标的静态噪声进行计算检验与统计,同时分析环境、数据来源等外部因素对计算结果的影响程度,综合评价此项性能指标限值的合理性。 展开更多

关键词 海洋磁力测量 磁力仪 静态噪声 性能检验 综合分析

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海洋磁力测量技术应用及发展现状 被引量：14

17

作者 孙昊 李志炜 熊雄 《海洋测绘》 CSCD 2019年第6期5-8,20,共5页

随着海洋经济发展和海战场信息建设进程的加快,现有海洋磁力测量技术不能满足新的应用需求。总结了海洋磁力测量技术在军事斗争和海洋工程中的应用现状,对海洋磁力测量传感器技术、要素信息、测量平台、测量成果等相关技术发展现状进行... 随着海洋经济发展和海战场信息建设进程的加快,现有海洋磁力测量技术不能满足新的应用需求。总结了海洋磁力测量技术在军事斗争和海洋工程中的应用现状,对海洋磁力测量传感器技术、要素信息、测量平台、测量成果等相关技术发展现状进行分析。结合当前技术发展现状和军民应用需求,对海洋磁力测量技术发展趋势进行了展望。 展开更多

关键词 海洋磁力测量 海洋磁场 磁力仪 海洋工程 军事应用

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磁法勘察在海洋工程中的应用 被引量：17

18

作者 裴彦良 刘保华 +2 位作者 张桂恩 梁瑞才 李西双 《海洋科学进展》 CAS CSCD 北大核心 2005年第1期114-119,共6页

介绍了当前海洋调查中普遍使用的海洋磁力仪的类型,分别简要说明了各类磁力仪的工作原理,较详细地介绍了磁法勘察在海底光缆路由调查、井场及海底油气管线调查、找寻海底磁性物体、海湾大桥、隧道工程、电厂选址工程的可行性研究以及海... 介绍了当前海洋调查中普遍使用的海洋磁力仪的类型,分别简要说明了各类磁力仪的工作原理,较详细地介绍了磁法勘察在海底光缆路由调查、井场及海底油气管线调查、找寻海底磁性物体、海湾大桥、隧道工程、电厂选址工程的可行性研究以及海洋污染防治等方面的应用,指出了勘察中应注意的问题。 展开更多

关键词 磁法 磁力仪 海洋工程

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无人机海洋航磁测量技术进展与展望 被引量：10

19

作者 吴太旗 徐修明 +1 位作者 任来平 陆秀平 《海洋测绘》 CSCD 2017年第6期17-20,共4页

无人机海洋航磁测量具有操作简单、作业效率高、数据分辨率高等诸多特点,是船载海洋磁力测量和航空磁力测量的有效补充,有望成为一种新的海洋磁测技术手段。在详细介绍国内外无人机海洋航磁测量技术及装备发展现状的基础上,基于海洋航... 无人机海洋航磁测量具有操作简单、作业效率高、数据分辨率高等诸多特点,是船载海洋磁力测量和航空磁力测量的有效补充,有望成为一种新的海洋磁测技术手段。在详细介绍国内外无人机海洋航磁测量技术及装备发展现状的基础上,基于海洋航磁测量现实需求,提出了开展无人机海洋航磁测量技术的主要难点,为下一步开展技术研究指明方向。 展开更多

关键词 海洋磁力测量 航空磁力测量 地磁场 磁力仪 无人机

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RS-HC3海洋全张量磁梯度系统及其应用 被引量：2

20

作者 赵瑜 张瑾 邓瑞辉 《海洋测绘》 2014年第2期25-27,共3页

介绍了一套海洋全张量磁梯度系统,专门用于测量地球磁场三分量数据及张量磁力梯度数据,并实时采集设备的定位信息及姿态信息,以便于后续数据处理。系统由两组三分量磁力仪、惯导设备、GPS定位设备、温度/压力传感器等组成,特别适用于测... 介绍了一套海洋全张量磁梯度系统,专门用于测量地球磁场三分量数据及张量磁力梯度数据,并实时采集设备的定位信息及姿态信息,以便于后续数据处理。系统由两组三分量磁力仪、惯导设备、GPS定位设备、温度/压力传感器等组成,特别适用于测量地磁场矢量空间的磁场变化率,在磁法勘探中的解释效果明显优于单探头标量测量和三探头标量梯度测量。 展开更多

关键词 海洋磁力测量 磁力仪 惯导设备 张量磁力梯度

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