[發(fā)明專利]可實現(xiàn)動態(tài)核極化功能的質(zhì)子磁力儀

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210256503.6
• 申請日: 2012-07-24
• 公開（公告）號: CN102749656A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭殿東;何聰;王一;趙靜;王君
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號: G01V3/40
• 分類號: G01V3/40
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責(zé)任公司 22201
• 代理人: 王立文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種地球物理勘探儀器，尤其涉及質(zhì)子磁力儀，具體地說，是一種能實現(xiàn)動態(tài)核極化的質(zhì)子磁力儀。

背景技術(shù)

磁法勘探是地球物理探測的重要方法之一，在地面勘探、海洋勘探、地殼深部探測、空間探測、地震預(yù)報及軍事研究等方面，都發(fā)揮了關(guān)鍵性的作用。同時也在科學(xué)研究、日常生活，生產(chǎn)學(xué)習(xí)中得到了廣泛的應(yīng)用。磁法勘探所得到的磁場強度、磁通密度、磁場梯度和磁異常等信息為上述領(lǐng)域的研究提供了有效的數(shù)據(jù)資料。

磁場測量儀器是磁法勘探用到的主要工具，其種類也是多種多樣，測量精度和性能也在不斷提高，包括磁通門磁力儀、質(zhì)子磁力儀、OVERHAUSER磁力儀、光泵磁力儀、超導(dǎo)磁力儀以及原子磁力儀等。

在這其中質(zhì)子磁力儀出現(xiàn)較早，信號檢測技術(shù)已趨成熟，性能穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)也相對簡單，但存在靈敏度不高，功耗大，只能間斷測量等不足之處。而OVERHAUSER磁力儀則是在質(zhì)子磁力儀基礎(chǔ)上研制出來的，其探頭采用了動態(tài)核極化的方式，大大增強了信號的強度，在測量精度、靈敏度和系統(tǒng)功耗上有明顯改善，且實現(xiàn)了連續(xù)測量。但國內(nèi)OVERHAUSER磁力儀還處于研究階段，還沒有實現(xiàn)產(chǎn)品化，國外儀器價格較為昂貴，所以目前國內(nèi)的磁測儀器產(chǎn)品多為質(zhì)子磁力儀。

201010147845.5專利“一種OVERHAUSER磁力儀”介紹了一種可對弱磁場進(jìn)行絕對測量的磁力儀，即OVERHAUSER質(zhì)子磁力儀。其發(fā)明涉及的磁力儀由高頻振蕩器、探頭、直流脈沖激發(fā)器、放大器、頻率計和數(shù)控單元組成。2008年2期《儀表技術(shù)與傳感器》“OVERHAUSER磁力儀初步設(shè)計”一文中介紹了基于OVERHAUSER效應(yīng)的核子旋進(jìn)磁力儀。2010年8月31卷8期《儀器儀表學(xué)報》“OVERHAAUSER磁力儀激發(fā)接收系統(tǒng)設(shè)計”一文中對OVERHAUSER磁力儀的激發(fā)接收系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計，其系統(tǒng)包含主控系統(tǒng)、可控射頻功率信號源和微弱信號放大檢波等電路。以上文獻(xiàn)都只對OVERHAUSER磁力儀系統(tǒng)進(jìn)行了介紹，而目前我國磁測儀器中質(zhì)子磁力儀保有量很大，信號檢測技術(shù)也已成熟，若將現(xiàn)有質(zhì)子磁力儀儀器全部摒棄，全部更換為OVERHAUSER磁力儀在設(shè)備和技術(shù)資源上都是嚴(yán)重的浪費。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種既能實現(xiàn)質(zhì)子磁力儀的功能，又能實現(xiàn)動態(tài)核極化功能的可實現(xiàn)動態(tài)核極化功能的質(zhì)子磁力儀。

本發(fā)明是基于市場上現(xiàn)有的質(zhì)子磁力儀的改進(jìn)發(fā)明，使質(zhì)子磁力儀能實現(xiàn)動態(tài)核極化，改進(jìn)后的質(zhì)子磁力儀具有OVERHAUSER磁力儀的高精度、高分辨率、低功耗及可連續(xù)測量的優(yōu)點，即質(zhì)子磁力儀的測量靈敏度和精度分別提高到0.01nT和0.1nT，功耗降低至質(zhì)子磁力儀的1/4以及可實現(xiàn)連續(xù)測量。同時原有靜態(tài)極化和質(zhì)子探頭不變，還保有質(zhì)子磁力儀儀器功能，以適應(yīng)不同工作環(huán)境的需要。

本發(fā)明中所述的OVERHAUSER磁力儀與動態(tài)核極化磁力儀是相同概念。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

可實現(xiàn)動態(tài)核極化功能的質(zhì)子磁力儀，是在靜態(tài)極化電路5經(jīng)質(zhì)子磁力儀探頭6和單刀雙擲開關(guān)1的S1端與電容配諧10接通時為質(zhì)子磁力儀；控制器18經(jīng)高頻激發(fā)器8與動態(tài)核極化探頭7的高頻激發(fā)線圈19連接，控制器18經(jīng)直流極化電路9與動態(tài)核極化探頭7的低頻接收線圈20連接，并同時經(jīng)單刀雙擲開關(guān)1的S2端與電容配諧10連接時為動態(tài)核極化質(zhì)子磁力儀。

所述的高頻激發(fā)器8是由高頻電源22經(jīng)壓控振蕩器23、甲類功放24和級間匹配25與丙類功放26連接，高頻電源22與甲類功放24連接，高頻電源22經(jīng)丙類功放26和阻抗匹配27與高頻激發(fā)線圈19連接構(gòu)成。

所述的高頻激發(fā)器8采用壓控振蕩器23作為信號源，后接兩級放大，第一級為甲類功放24，第二級為丙類功放26，高頻激發(fā)器8的輸出連接至高頻激發(fā)線圈19。

所述的直流極化電路9采用兩級MOS管驅(qū)動，由控制器18控制其定時產(chǎn)生直流脈沖信號，直流極化電路9的輸出連接至低頻接收線圈20。

本發(fā)明是在現(xiàn)有的質(zhì)子磁力儀探頭部分2和質(zhì)子磁力儀信號檢測系統(tǒng)4的基礎(chǔ)上，增加了裝置部分3。所增加的裝置部分3包括單刀雙擲開關(guān)1、動態(tài)核極化探頭7、高頻激發(fā)器8和直流極化電路9共四部分。