GM4型磁通门磁力仪可以获取地磁场H、Z、D三分量连续记录值和温度记录值，主要适用于定点固定观测，具有稳定性高、温度系数小、噪声低的特点。
GM4型磁通门磁力仪是国家“十五”科技攻关计划的研究成果，相对传统磁通门磁力仪完成传感器小型化，观测频带拓宽和设备功耗降低等改进，同时实现了外界磁场自动补偿、观测数据大容量存储以及基于网络通信的维护管理等功能。自中国地震局“十五”项目以来，在全国地磁台网广泛架设运行，二十年来持续为地磁台网产出高质量观测数据。同时在地球物理专业设备定型检测一致性考核中作为标准仪器使用。
一直以来研发人员持续不断优化设备性能，进一步降低仪器温度系数、观测噪声等技术指标。新款GM4型磁通门磁力仪2022年度通过地震局地球物理专业设备定型。除地磁台网外，在国家重大科学工程项目子午工程“地磁（电）子系统”、中国科学院空间中心空间天气跟踪监测以及其他磁场观测场景中得到广泛应用。
图1 GM4型磁通门磁力仪（旧款）
图2 GM4型磁通门磁力仪（新款）
图3 GM4型磁通门磁力仪用于空间天气跟踪监测及噪声
工作原理
磁通门传感器(Fluxgate Sensor)是利用具有高导磁率的软磁性铁心在外磁场作用下的电磁感应现象测定外磁场的仪器。在交变激励信号的磁化作用下，磁芯的导磁特性发生周期性的饱和与非饱和变化，从而使缠绕在磁芯上的感应线圈感应输出与外磁场成正比的调制信号，通过特定的检测装置，提取被测外磁场信息。可以测量磁场强度大小和方向的传感器，将3个传感器正交组合，可用于观测地磁场南北、东西和垂直三分量的变化值。
技术特色
（1）改善磁芯的热处理过程，解决磁芯轻薄化降低磁导率的技术难题，获得较低温漂；
（2）采用精密相敏斩波积分解调电路获得较低自噪声；
（3）采用可控的数模转换设计，实现地磁场自动补偿；
（4）网络化数据通信，实现仪器磁场补偿、参数设置、标定和校时等功能的远程控制。
技术指标
工作模式： 绝对（总量）测量、相对测量；
观测分量： H、Z、D地磁场三分量和温度T；
噪声水平： 最优0.01nT、小于0.05 nT RMS；
最大允许误差： ≤±（0.5%读数+0.5）nT；
补偿磁场值范围： 0～62500 nT；
测量范围： 绝对测量-62500nT～62500 nT
相对测量-2500nT～2500 nT；
D分量零偏： ≤10 nT；
温度系数： ≤0.8 nT/°C；
采 样 率： 1次/秒；
示值分辨力： 0.01 nT；
通信接口： RJ45；
数据线长度： 50m（信号处理单元至主机，标配）；
5m（传感器至信号处理单元，标配）。
知识产权
磁通门传感器软磁材料噪声特性测试系统和方法，发明专利，ZL 2023 1 0193376.8；
地磁矢量场观测数据一致性校正方法，发明专利，ZL 201810101718.8；
传感器轴心面与地理水平面重合度自动修正调整机构，实用新型专利ZL201620185960.4；
一种可提高信噪比的阵列式磁敏传感器，实用新型专利ZL 2017 2 0425117.3；
Design of a suspended high-stability fluxgate sensor. Meas. Sci. Technol. 2021.32（SCI）；
三轴磁通门传感器水平和定向对地磁日变化观测数据的影响,地震学报，2017，39(3):429--435；
地磁相对记录用低噪声磁通门磁力仪，传感技术学报，2011，24（8）:1158--1162。
