НИЛ Квантовой Магнитометрии УГТУ-УПИ, Екатеринбург, [email protected]
Лаборатория квантовой магнитометрии УГТУ-УПИ, длительное время разрабатывающая высокоточные геомагнитометры для различных видов магниторазведки [1], в настоящее время подготовила серийное производство нового наземного магнитометра, соответствующего современным требованиям, в частности, по компьютеризации полевых работ. Создано аппаратное и программное обеспечение для следующих основных видов работ:
- базовая вариационная станция с сохранением в энергонезависимой памяти до 250000 измерений модуля индукции геомагнитного поля, а также даты и времени с цикличностью измерений от 1 секунды;
- пешеходная съемка модуля и градиента геомагнитного поля с ручным и полуавтоматическим вводом пикетов, маршрутов, даты и времени с сохранением данных до 80000 измерений;
- режим разгрузки файлов данных в стандартные компьютеры;
- режим тестированияобеспечивающий автоматический расчет среднего значения и случайной погрешности измерений при калибровочных работах.
Для обеспечения возможности постепенного наращивания исполняемых функций представленное оборудование использует схему с разделением процессов измерения и накопления данных. Минимальный комплект наземного магнитометра содержит два основных блока, а именно: измерительный процессорный датчик POS и накопитель данных (data logger) DLPOS Датчик POS-1[2] производит измерение и выдает результат только по последовательному порту RS232. Принцип действия основан на протонной динамической поляризации (эффект Оверхаузера), что, учитывая цифровую обработку сигнала прецессии [3], обеспечивает: • чувствительность до 0,01 нТл; • градиентоустойчивость более 10000 нТл/м; • автоматическую подстройку диапазона; • контроль условий измерения, в частности, расчет чувствительности единичного измерения по шумовым свойствам сигнала прецессии (параметр QMC, не имеющий аналогов).
Регистратор DLPOSосуществляет инициализацию датчика POS, съем данных в соответствии с выбранным режимом, накопление и выгрузку файлов измерений по порту RS232.
На фотографии представлен комплект магнитометра для полевых работ, включающий в себя: датчик POS-1 жесткого конструктивного исполнения (непосредственно Оверхаузеровский зонд и блок процессора соединены жесткой трубой); регистратор DLPOS, подвешенный на специализированном рюкзаке, который также используется для ношения аккумулятора и заплечного крепления датчика. В режиме вариационной станции датчик POS-1 устанавливается на немагнитный штатив. Регистратор выносится на расстояние до 30 метров. Ниже показана фотография данного устройства и пример записи вариаций магнитного поля предоставленный Амакинской ГРЭ АК "АЛРОСА".
Применение дополнительных аналогового блока и Оверхаузеровского зонда, устанавливаемых на основной блок POS-1, обеспечивает измерение градиента модуля геомагнитного поля (процессорный датчик POS-2).Датчики POS-1 и POS-2 имеют конструктивную модификацию с гибким соединительным кабелем Оверхаузеровского зонда длиной до 5-ти метров, предназначенные, главным образом, для применения на магнитных обсерваториях [5] и для специальных градиентометрических измерений.
Регистратор DLPOS имеет два цифровых порта, один из которых предполагается использовать для подключения GPS-приемника при дальнейшем развитии аппаратуры и программного обеспечения.
Представленное оборудование прошло многолетнее опробование в ряде отечественных и зарубежных геологоразведочных организациях и по некоторым параметрам (стабильность оригинального рабочего вещества [5], чувствительность и градиентоустойчивость) превосходит мировые аналоги.
- Померанцев Н.М., Рыжков В.М., Скроцкий Г.В. Физические основы квантовой магнитометрии. - М.: Наука, 1972
- Сапунов В.А., Савельев Д.В., Денисова О.В., Киселев С.Е., Денисов А.Ю. Современные протонные Оверхаузеровские магнитометры: возможности и перспективы в области геологоразведки // Международная геофизическая конференция: Тез. докл. - Санкт- Петербург, 2000.- С.423-424
- Денисов А.Ю., Сапунов В.А., Дикусар О.В. Расчет погрешности измерения ядерно-прецессионного магнитометра // Геомагнетизм и аэрономия. - 1999.- Т.39, ?6.- С.68-73
- Сапунов В.А., Дорошек А.С., Соболев А.С., Киселев С.Е., Чирков А.К., Скибида И.П., Шапиро А.С., Шашин С.С., Эмануэль О.Н. Магнитометр с динамической поляризацией ядер. // Авторское Свидетельство ?1484103.-1988
- 5. V. Sapunov, A. Denisov, O. Denisova. Proton and Overhauser magnetometers metrology. // Contributions to Geophysics & Geodesy.-2001.V.31, N1.-p.119-124
Автор: Сапунов В.А., Савельев Д.В., Денисов А.Ю., Киселев С.Е., Филатов А.И.
