[发明专利]一种用球形偏置线圈测量地磁场矢量的装置

摘要

本发明提供了一种用球形偏置线圈测量地磁场矢量的装置，包括三角架，三角架上安装水平刻度盘，刻度盘上安装转筒，转筒内安装固定柱，固定柱上安装线圈座，线圈座上安装两个半轴支架，两个半轴支架顶部安装相应的半轴，半轴通过连接板与垂直线圈骨架连接，垂直线圈骨架与水平线圈骨架连接，沿水平线圈骨架缠绕水平线圈，沿垂直线圈骨架缠绕垂直线圈，垂直线圈与水平线圈的几何中心重合，垂直线圈和与水平线圈均通过导线与线圈激磁电源相连，在垂直线圈与水平线圈的几何中心重合处安装总场磁力仪探头，总场磁力仪探头通过导线与总场磁力仪连接。本发明能解决现有技术的不足。

主权项

一种用球形偏置线圈测量地磁场矢量的装置，其特征在于：包括三角架（1），三角架（1）上安装水平刻度盘（3），刻度盘(3)上安装转筒(6)，转筒(6)内安装固定柱(9)，固定柱(9)上安装线圈座(8)，线圈座(8)上安装两个半轴支架，两个半轴支架顶部安装相应的半轴，半轴通过连接板与垂直线圈骨架(12)连接，垂直线圈骨架(12)与水平线圈骨架(11)连接，沿水平线圈骨架(11)缠绕水平线圈(21)，沿垂直线圈骨架(12)缠绕垂直线圈(20)，垂直线圈(20)与水平线圈(21)的几何中心重合，垂直线圈(20)和与水平线圈(21)均通过导线与线圈激磁电源相连，在垂直线圈与水平线圈的几何中心重合处安装总场磁力仪探头(14)，总场磁力仪探头(14)通过导线与总场磁力仪（22）连接；所述垂直线圈为垂直多圆环线圈，垂直多圆环线圈由至少3个圆环线圈纵向共轴依次排列构成，中间的圆环线圈直径大于其它两端的圆环线圈的直径，从中间圆环线圈到两端的圆环线圈的直径依次缩小，各圆环线圈的间距相等，中间圆环线圈的两侧圆环线圈对称分布；所述水平线圈为水平多圆环线圈，水平多圆环线圈由至少3个圆环线圈纵向共轴依次排列构成，中间的圆环线圈直径大于其它两端的圆环线圈的直径，从中间圆环线圈到两端的圆环线圈的直径依次缩小，各圆环线圈的间距相等，中间圆环线圈的两侧圆环线圈对称分布，水平线圈骨架（11）上安装支撑板（16），支撑板（16）上安装相互正交的第一玻璃长水准泡（23）和第二玻璃长水准泡（24），第一玻璃长水准泡（23）和第二玻璃长水准泡（24）的水平面与垂直线圈平面平行，水平刻度盘（3）的上端、转筒（6）外周安装旋转座（5），旋转座（5）上端面与线圈座（8）连接，旋转座（5）的侧面上安装锁紧螺栓（10），垂直线圈骨架（12）与水平线圈骨架（11）正交安装在线圈座（8）的两个半轴上，线圈骨架可绕水平半轴竖向180°转动，线圈座（8）可绕固定柱（9）水平180°转动，上述装置测量方法如下：①在拟观测位置安装三角架，三角架上安装水平刻度盘（3），刻度盘（3）上安装转筒（6），转筒（6）内安装固定柱（9），固定柱（9）上安装线圈座（8），线圈座（8）上安装两个半轴支架，两个半轴支架顶部安装相应的半轴，半轴通过连接板与垂直线圈骨架（12）连接，垂直线圈骨架（12）与水平线圈骨架（11）连接，沿水平线圈骨架（11）缠绕水平线圈（21），沿垂直线圈骨架（12）缠绕垂直线圈（20），垂直线圈（20）与水平线圈（21）的几何中心重合，垂直线圈（20）和与水平线圈（21）均通过导线与线圈激磁电源相连，在线圈几何中心重合处安装总场磁力仪探头（14），总场磁力仪探头（14）通过导线与总场磁力仪（22）连接；②调整三角架使垂直线圈处在垂直状态，水平线圈处在水平状态，水平线圈方位角为DO；③调整激磁电源开关，使激磁电源对垂直线圈不加电，用总场磁力仪测量无附加磁场的地磁场To；④调整激磁电源开关，使激磁电源对垂直线圈反向加电，电源强度为I，垂直线圈产生垂直向上的磁场Tf,用总场磁力仪测量磁场Tf与地磁场的合成磁场T‑1；⑤调整激磁电源开关，使激磁电源对垂直线圈反向加电，电源强度为2I，垂直线圈产生垂直向上的磁场2Tf,用总场磁力仪测量磁场2Tf与地磁场的合成磁场T‑2,用To、T‑1、T‑2计算磁场垂直分量Z、水平分量H和地磁倾角I，计算方法如下：⑥将水平线圈安装在垂直线圈上，使两线圈的几何中心重合，将水平线圈与激磁电源连接；⑦调整激磁电源开关，使激磁电源对水平线圈正向加电，用总场磁力仪测量水平线圈正向磁场与地磁场的合成磁场T+∥；⑧调整激磁电源开关，使激磁电源对水平线圈反向加电，用总场磁力仪测量水平线圈反向磁场与地磁场的合成磁场T‑∥；用To、T‑1、T‑2、T+∥和T‑∥数值计算磁场垂直分量Z、水平分量H和地磁倾角I和地磁偏角D，计算方法如下：其中DO为水平线圈轴线与地理北方向的夹角，为已知的预先设定值。