GM4-LD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,主要适用于野外流动观测,具有小型化、低功耗、便于携带、易于安装的特点。
GM4-LD型磁通门磁力仪是在GM4型磁通门磁力仪技术基础之上,完成传感器紧凑设计、模拟电路与主机一体化改进,磁通门磁力仪地埋式安装方式范例设计等技术攻关。自中国地震局“十五”项目以来,在四川西昌、甘肃天祝地震前兆台阵以及安徽、云南、山西、新疆等震情跟踪监测台阵中得到广泛应用。
近年来,研究人员通过增强激励信号的驱动能力,将磁探头至模拟电路信号线延长至50米,并不断完善仪器的密封性能及野外架设的便利性。新款GM4-LD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,并在全国特高压监控站不平衡电流监测中应用。
图1 GM4-LD型磁通门磁力仪(旧款)
图2 GM4-LD型磁通门磁力仪(新款)
图3 GM4-LD型磁通门磁力仪台阵架设及观测数据一致性
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)传感器紧凑性设计;
(2)模拟电路与主机一体化;
(3)小型化、低功耗、便携式;
(4)防水防潮,适用于流动地磁测量。
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(传感器至主机,标配)。
信号处理单元(模拟电路)与主机一体化设计。
知识产权
一种简易测量矢量磁力仪中分量正交线圈正交度的方法,发明专利,201710020611.6;
数字通用数据采集器,实用新型专利,ZL201320234151.4;
台阵式磁通门磁力仪, 实用新型专利, ZL201120272042.2;
地震前兆野外流动观测无线组网,实用新型专利,ZL201120272052.6;
Fluxgate magnetometer array for geomagnetic abnormal phenomena tracking,Data Science Journal, 2011,10:25-33.
磁通门磁力仪野外台阵观测技术系统研制,地震学报,2012,34(3):):389-396.