Краткая техническая характеристика аппаратуры

4.2. Краткая техническая характеристика аппаратуры

Рис. 4.2. Блоксхема
протонного магнитометра:
1  датчик поля; 2  устройство поляризации; 3  усилитель;
4  частотомер; 5  записывающее устройство

Принцип действия протонных магнитометров основан на измерении частоты прецессии протонов в магнитном поле. Как известно, ядро атома, имеющее определенный магнитный момент, обладает способностью совершать вращательные движения (т. е. прецессировать) вокруг направления вектора магнитного поля T с частотой , пропорциональной величине этого поля:

где   постоянная величина, называемая гиромагнитным отношением (отношением магнитного момента ядра к его механическому моменту). Сосуд с рабочей жидкостью (керосин, спирт) помещают в катушку, в которой создается искусственное магнитное поле H. Это поле значительно больше вектора Т по величине и направлено перпендикулярно к нему (рис. 4.2). В этом случае магнитные моменты протонов ориентируются по направлению вектора H. Время, в течение которого протоны поляризуются, составляет примерно 3 с. Если выключить поле H, магнитные моменты протонов будут стремиться ориентироваться по направлению земного поля Т, совершая в процессе перехода вращательные движения вокруг вектора Т с частотой . Интенсивность сигнала, индуцированного в катушке, прямо пропорциональна величине поля Т. Величина сигнала сохраняется лишь доли секунды, но этого достаточно для измерения частоты наведенного тока

Протонные магнитометры обеспечивают высокую точность измерений. При работе с такими приборами отпадает необходимость в строгом ориентировании и нивелировании прибора. Показания магнитометров не зависят от изменения температуры и отличаются стабильностью нуль-пункта. Время наблюдения на одной точке составляет всего несколько секунд.

В настоящее время, помимо протонных магнитометров, используют квантовые магнитометры. Эти приборы основаны на эффекте Зеемана (расщепления спектральных линий излучения атомов под действием магнитного поля). Квантовые магнитометры, в отличие от протонных, позволяют проводить непрерывные измерения магнитного поля и характеризуются чрезвычайно высокой точностью измерений.

4.3. Методика полевых наблюдений

Таблица 4.1

На участке работ, обычно вблизи стоянки отряда, выбирается контрольный пункт (КП), являющийся исходной точкой, относительно которой определяют приращение поля в точках участка. Контрольные пункты обычно выбирают в спокойном магнитном поле. Как правило, на КП производят наблюдения вариаций магнитного поля, поправка за которые затем вносится в измерения.

В связи с тем, что все магнитометры, кроме протонных, под действием различных причин меняют нулевой отсчет, возникают ошибки измерений. Для повышения точности магнитных съемок на участке может быть создана опорная сеть. Эта сеть создается с таким расчетом, чтобы продолжительность рядовых рейсов, которые начинаются и заканчиваются на опорных точках, не превышала 23 ч. Опорные точки распределяют по площади работ равномерно, обычно по магистралям. Рядовые наблюдения, как правило, выполняют по однократной методике. Контрольные наблюдения проводятся по диагональным профилям, охватывающим первичные измерения, выполненные в различные дни.

Наблюдения по интерпретационным профилям, с целью получения более полной характеристики аномального поля, осуществляют с максимальной точностью. Как правило, на таких профилях шаг съемки меньше, чем на рядовых профилях, а в местах интенсивных аномалий или сложного поля сеть может сгущаться. Концы интерпретационных профилей должны располагаться в нормальном поле.