[實用新型]一種地面三分量磁力定向勘探裝置

有效

• 申請號: 201620066984.8
• 申請日: 2016-01-25
• 公開（公告）號: CN205374765U
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發明（設計）人: 李永濤;高揚;李美宏
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: G01V3/08
• 分類號: G01V3/08
• 代理公司: 武漢華旭知識產權事務所 42214
• 代理人: 劉榮;江釗芳

技術領域

本實用新型涉及一種地面三分量磁力定向勘探裝置，屬于地球物理勘探領域。

背景技術

磁法勘探是以巖石、礦石(地層)與其圍巖的磁性差異為物質基礎，用專門的磁法儀器設備觀測和研究物理場的變化規律，進而達到查明地質構造、尋找礦產資源和解決水文、工程地質問題和環境監測等問題。縱觀磁法勘探的趨勢，第一階段為標量測量，第二階段為梯度張量測量，第三階段為矢量測量。目前我國野外移動式磁測主要是以磁場總場的單一參數測量為主，屬于第一階段。FVM-400型三分量磁力儀是國內新引進的國外儀器，主要用來進行三個分量的全空間磁測，這是磁法勘探進入第二個階段(梯度張量測量)的一個中間過程，這從礦產勘查方面來說，也擴大了磁法勘探的應用范圍，即使在坑道等特殊的地區也可以得到應用。目前，我國的第二、三階段還沒有實現，所以制約了地質找礦和工程勘查。隨著地質找礦和地質工程問題的要求越來越高，傳統單一的總場磁測已不能滿足地質勘探要求，多參數及矢量測量是目前的發展趨勢。這是因為多參數測量對于地質找礦和工程勘查具有重要的應用價值。

目前國內外的“磁通門磁力儀”和“超導磁力儀”雖然已經實現了三分量的實測，但該儀器在地面勘探時，其探頭的高精度水平平臺及三軸定向裝置問題難以實現，往往采用機械定向，即采用鏡筒、標尺、人工觀測的方法，費時、精度低、誤差大。如國外生產的FVM-400三軸磁通門磁力儀能進行三分量磁測，在選用直角坐標模式下顯示磁場的大小，磁傾角和磁偏角三個參數。這種三分量磁測在測量技術、資料處理、圖示顯示及解釋等方面還沒有以往儀器的那些較成熟的方法和規范，特別是三軸坐標的校正問題沒有解決，往往工作人員在野外要花很多時間進行三軸的定向，因而工作效率低，這就是目前三分量磁力儀在我國沒有普及和推廣的主要原因之一。因而，目前使用三分量磁力儀的用戶較少，為了克服以上地面三分量找礦中的種種弊端，特開展了該儀器的研發。

發明內容

為了解決現有技術的不足，本實用新型提供了一種地面三分量磁力定向勘探裝置，利用儀器可完成傳感器三軸自身正交校正，也可以實現傳感器三軸坐標與地理坐標轉換，達到既可以進行快速測量，同時又可以獲得比傳統質子磁力儀更豐富的空間地磁場參數，為地質找礦提供全方位的地球物理數據；此外，為了解決野外測網的定點問題，系統還設計有GPS或北斗的定位系統，最終形成野外三分量磁測的“一鍵”完成。

本實用新型為解決其技術問題所采用的技術方案是：提供了一種地面三分量磁力定向勘探裝置，包括探頭、控制器模塊、用于同步的時鐘控制模塊和用于供電的電源模塊，所述探頭包括無磁塑制圓柱形套管及支撐部件，無磁塑制圓柱形套管內置有無磁鈦合金槽，無磁鈦合金槽內安裝有傳感器模塊，所述傳感器模塊包括定位模塊、磁通門傳感器以及慣性測量模塊，慣性測量模塊與磁通門傳感器的Z軸位于同一直線；所述控制器模塊為MCU控制器模塊，所述定位模塊通過USART串口與MCU控制器模塊雙向連接，所述磁通門傳感器的三軸各通過一組信號調理模塊接入24位A/D轉換模塊，24位A/D轉換模塊通過SPI串口與MCU控制器模塊雙向連接，所述慣性測量模塊通過USART串口與MCU控制器模塊雙向連接，經ALG7209驅動模塊驅動的矩陣鍵盤通過IIC總線與MCU控制器模塊雙向連接，液晶顯示模塊通過USART串口與MCU控制器模塊雙向連接，TF卡存儲模塊通過SPI總線與MCU控制器模塊雙向連接，時鐘控制模塊和電源模塊均與MCU控制器模塊連接；所述SPI總線采用8位數據傳輸寬度，頻率大小為500MHZ。

所述MCU控制器模塊采用芯片MC9S12XEP100。

所述磁通門傳感器采用FGM3D/100。

所述慣性測量模塊采用三軸加速度傳感器ADIS16210。

所述24位A/D轉換模塊內部設有至少三個并行的用于實現三軸數據同步采集的ΔΣ轉換器。

所述定位模塊采用GPS模塊和/或北斗模塊。

所述定位模塊采用GGSTAR-2000GPS模塊。

所述支撐部件為無磁支桿或無磁三腳架。

本實用新型基于其技術方案所具有的有益效果在于：

(1)本實用新型的三分量磁通門傳感器采用德國SENSYS公司產FGM3D/100，量程±100000nT；精度0.5％；軸間傾斜<9nT；總傾斜<14nT；分辨率<150pT，該傳感器可以在三軸方向同時進行靜態和交變磁場的高精度測量，模擬輸出；