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題目:磁法電法實驗報告
姓 名: 孫 鵬 學號: 20121003920 院(系): 自動化學院 專業: 測控技術與儀器 指導教師: 李永濤
2015年11月
實驗一:磁法實驗 一 原理: GSM-19T 是輕便的、高靈敏度的、可手持,拖帶和基站使用的磁力/梯度儀器。它主要應用在:地球物理、土木技術、考古的勘探,地磁觀測站、火山和地震等的長期監測。 GMS-19T是進行地磁場測量的第二代標準,分辨率為0.01 nT,在全溫度范圍內,絕對精度達到0.2 nT。系統特點: 1) 微處理器控制,存儲量(32 Mbytes)。 2)與基點站保持同步,并對磁場的偏差自動進行日校正。 3)采集的數據與計算機之間的數據讀取采用RS-232-C串行口。 4)在線實時傳輸(RTT)和后操作傳輸。 5)梯度方式對兩個磁場的間隔測量和同時測量進行精密的控制。 6)兼容磁力和梯度儀的VLF測量,要選擇VLF測量時需要選擇VLF(超低頻)傳感器。 GMS-19系列磁力儀包括幾個模式,各有自己的特點和選擇。而且每種方式和選擇可以用不同的方法,從而得到不同的組合結果。這個手冊的目的是介紹主要的方式、特點和選擇;理解了之后,這些組合就變得容易了。 二 實驗步驟: ① 極化:在傳感器中所富含質子的液體被通過很強的射頻電流而被極化。GMS-19在這種情況 下,極化與測量間隔被同時的快速采樣,射頻發射保持到采樣率增到最大5Hz。 ② 暫停:暫停允許電子瞬間消失,大于噪聲電平的質子旋進信號緩慢衰減。 ③ 計算:質子旋進頻率被測量并轉換成磁場強度單位。 ④ 存儲:其測量結果與日期、時間、測量坐標一起存儲到存儲器里。在基站方式,只有時間和總的場強被存儲。 三 實據統計及實驗分析: 每行隔一米取一個點,每行相距10米。 第一行(nT) | 第二行(nT) | 第三行(nT) | 第四行(nT) | 50093.63 | 50091.93 | 50141.77 | 50643.92 | 50121.12 | 50038.60 | 50138.21 | 50685.88 | 50091.84 | 50025.47 | 50127.11 | 50624.50 | 50035.98 | 49972.18 | 50120.90 | 50542.61 | 50018.03 | 49929.95 | 50130.30 | 50473.01 | 50019.70 | 49849.49 | 50132.30 | 50389.73 | 49952.66 | 49718.11 | 50245.32 | 50299.78 | 50016.69 | 49455.05 | 50781.22 | 50255.33 | 50341.87 | 48666.79 | 47846.67 | 50233.26 | 47910.10 | 48208.07 | 49372.56 | 50942.06 | 49001.33 | 47095.34 | 49633.71 | 49021.16 | 49410.68 | 49154.62 | 49717.55 | 49378.32 | 49702.64 | 49424.45 | 49738.20 | 49618.58 | 49726.44 | 49656.32 | 49745.69 | 49622.11 | 49717.13 | 49744.64 | 49729.99 | 49684.99 | 49726.93 | 49764.74 | 49751.27 | 49709.85 | 49738.32 | 49744.46 | 49729.21 | 49746.37 | 49734.62 | 49752.31 | 49721.38 | 49847.62 | 49734.64 | 49750.88 | 49708.92 | 49790.18 | 49746.99 | 49748.40 | 49715.71 | 49690.33 | 49737.03 | 49749.16 | 49708.72 | 49708.46 | 49731.23 | 49719.70 | 49682.10 | 49714.56 | 49727.85 | 49717.92 | 49715.16 | 49714.02 | 49740.25 | 49728.64 | 49695.73 | 49715.83 | 49740.25 | 49728.78 | 49684.43 | 49709.97 | 49740.25 | 49734.50 | 49693.26 | 49712.69 | 49721.43 | 49718.20 | 49688.08 | 49691.53 | 49732.86 | 49722.64 | 49688.96 | 49693.98 | 49710.01 | 49733.99 | 49733.33 | 49694.40 | 49670.72 | 49706.40 | 49852.25 | 49698.52 | 49687.54 | 49715.30 | 50680.58 | 49700.20 | 49690.94 | 49723.35 | 49732.91 | 49699.07 | 49680.91 | 49737.32 | 49823.67 | 49679.43 | 49619.45 | 49754.43 | 50127.99 | 49706.61 |
實驗分析:本次實驗的地點是物探樓后的小樹林,由于規模較小,且周圍存在建筑物、人群放的汽車、自行車等金屬物品等,因此對結果造成了一定影響。由圖知在縱向7-12米處磁場有明顯的下降趨勢,四條磁場線均出現磁場線負脈沖波形,說明在縱向7-12米處磁場異常?梢酝茢嘣诳v向7-12米可能有電線等金屬存在,對磁場造成影響。 實驗中,測量處地下埋藏的金屬管道都可能對我們的實驗結果產生影響。這在測 試結果圖中的現象反映出來。
實驗二:電法實驗 一原理: 雙頻激電法是在何繼善院士發明的雙頻激電儀的基礎上發展起來的一種頻率域激電法,該方法曾在有色、地質、石油、煤炭、冶金等系統得到廣泛應用,在普查找礦工作中發揮了重要作用。 雙頻道激電法的技術關鍵是發送機同時向地下發送兩種頻率電流合成的矩形電流波。接收機采用雙通道同時接收這兩種頻率正弦波在大地中激發的響應信號,自動計算并顯示視幅頻率(百分頻率效應)、相位差以及其它多種參數。這種方法不僅可用于普查以發現異常,并通過相位信息了解異常目標體的初步性質,而且也可以對發現的異常進行詳查評價,以獲得目標體的性質、規模和產狀。 雙頻電流的產生是雙頻供電部分的核心。雙頻發送機首先將兩種頻率的方波電流合成雙頻電流,然后將其供入地下。 由于雙頻道激電法具有儀器輕便、快速、成本低、抗干擾能力強、測量精度高且不需穩流等特點,因此雙頻道激電法適合于大面積快速普查,且可詳查尋找金屬礦和煤田,也能用于水文、地質工作,特別是適合山區工作,使得在以往工作非常困難的青海等地能進行大面積性工作,改變了中國激電法不能大面積生產且大都模仿他國的局面,提高了激電法的生命力,是獨具中國特色的新的先進的激電方法。 二 實驗數據及分析: Ρa(Ωm) | 42.34 | 48.12 | 58.62 | 67.96 | 72.59 | 81.50 | 92.13 | 86.58 | 54.94 | 34.32 | 33.09 | 41.75 | 53.44 | 61.91 | 70.17 | ρb(Ωm) | 79.38 | 72.48 | 64.62 | 56.45 | 55.55 | 35.11 | 33.34 | 45.82 | 78.60 | 92.52 | 84.60 | 76.59 | 69.36 | 62.03 | 52.86 |
實驗分析:由圖知在7.8單位距離處,兩曲線相交,知處在7.8單位距離時,電極的正下方為裂縫。由于實際過程中,每一單位代表8厘米,故離初始中心電極62厘米處正下方為裂縫。 這里以聚苯乙烯高阻態某部分有細縫做實驗。 這次實驗的難點在于對數據的處理分析。通過Excel軟件對數據分析,畫出平面等值線圖。首先是軟件的使用,老師講解的課時比較少,平時也沒有經常使用,導致真正畫的時候摸索一番才能下手。其次就是根據軟件畫出的等值線圖對測試結果進行分析。由于地球物理專業知識的的欠缺,所以通過大量的查閱資料、網絡搜索,才得以得到最后的結果。 感想:通過幾次地球物理儀器實踐,讓我們基本了解了地球物理儀器測量地理參數的基本原理,通過磁法,電法實驗的上機操作,了解了儀器的使用方法。這里感謝李永濤老師對我們的指導與幫助。
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