我们知道,地磁场的梯度值比一般的磁异常的梯度值小的很多,通常在垂直地球表面方向上约为20nT/km,在水平方向上约为5nT/km。考虑短板木桶效应,我们首先要看水平方向上,米级的地磁场梯度量级为5x10-3 nT/m,如果是厘米级,则在水平方向上地磁场的梯度量级为5x10-5 nT/cm。光泵磁力仪精度为0.1nT。对应于 0.1 nT/(20m), 也就是说,如果用光泵磁力仪做弱磁探测,要想探测到与地磁场同量级别的磁异常数值,光泵传感器的基线距离要至少达到20米!! 否则连地磁场的水平梯度都无法区别。 这正如用一个刻度为一米的尺子,去测量钟表里面精密元件的误差一样,根本无法实现真正意义上的精确测量。国内,北京美尔斯通科技发展股份有限公司专业从事磁梯度全张量测量技术研究,以及基于磁梯度全张量测量技术的超导磁力仪研发生产。该公司研究开发了锋芒GM系列、膺6系列和鲸8系列超导磁力仪系统,可应用于海洋探测、磁导引头、对潜通信接收机、鱼雷磁导引头、航空磁测量等。此外,还可用于未爆物探测、地下空洞探测、山体滑坡、泥石流监测、桥梁监测、道路空洞探测、铁路路基安全检查、堤坝安全检查、河床渗漏等基础设施安全监测与检测,以及种子的磁性能检测。
磁梯度全张量测量在民用地质勘探和**领域都能发挥非常大的作用。比如,航船和潜艇本身在地磁场的长期磁化过程中,具有一定的磁性,可以利用其磁场特性进行隐蔽的磁探测定位和识别。近几年,磁梯度张量探测定位技术逐渐成为磁测技术的研究热点。美国、德国、澳大利亚等国家相继研制出一系列磁梯度张量探测仪器系统,并开展了大量野外试验。相比与其他传统磁测方法,磁梯度张量测量有比较突出的优势,被认为是磁测技术的下一次突破。北京美尔斯通科技发展股份有限公司研制的的超导弱磁探测传感器系统,已经应用于海洋探测、磁导引系统和甚低频通信等领域。该超导弱磁探测传感器系统采用欧拉反褶积法,与磁梯度全张量测量可达到完美的结合。在快速、实时反演计算过程中,欧拉反褶积法是一种可行的计算方案,而这一方案,要求必须进行磁梯度全张量测量。可应用于海洋探测、磁导引头、对潜通信接收机、鱼雷磁导引头、航空磁测量等。此外,还可用于未爆物探测、地下空洞探测、山体滑坡、泥石流监测、桥梁监测、道路空洞探测、铁路路基安全检查、堤坝安全检查、河床渗漏等基础设施安全监测与检测,以及种子、粮食、中药材及非金属材料等弱磁性物质的磁性能检测。
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