基于阶梯磁补偿的航空三分量超导磁力仪动态范围拓展方法研究

基本信息
批准号:41704172
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:18.00
负责人:赵静
学科分类:
依托单位:吉林大学
批准年份:2017
结题年份:2020
起止时间:2018-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:周志坚,刘通,申茂冬,王中旂,李苏芃,张笑彰
关键词:
高温超导磁力仪阶梯磁补偿动态范围拓展三分量磁测航磁矢量测量
结项摘要

Compared with the traditional scalar magnetic survey, aeromagnetic vector survey can effectively reduce the multiple solutions of inversion, and improve the detecting resolution as well as positioning accuracy of the underground ore body. Superconducting magnetometer which can be used for vector magnetic measurement has the highest sensitivity, but its dynamic range is too small due to the limitation of working principle, so it easily loses locking as magnetic field exceeds the measurement range on mobile survey. One method of using flux quantum counting to improve the dynamic range reduces the measurement sensitivity. In this project, the traditional research method, i.e., thinking-way of improving dynamic range only from magnetometer is changed and the research from the angle of magnetic field under measurement is carried out. Taking advantage of large dynamic range of magnetic compensation as well as high sensitivity of flux-locked loop, the method of combining flux-lock with magnetic compensation is explored, so as to improve the dynamic range on the premise of high sensitivity. By researching the logical relationship between magnetic compensation loop and flux-locked loop, establishing the stepped magnetic compensation strategy, developing the three-axis orthogonal magnetic compensation coils and high-performance current source, as well as implementing stepped three-axis orthogonal compensation magnetic field, the magnetic measurement range of the three-component superconducting magnetometer can be extended from ±280nT to ±10000nT on the premise of sensitivity of 0.1pT/√Hz, which will solve one key problem of high-precision aeromagnetic vector survey, and provide the technical support for the deep resources prospecting and exploitation.

航空矢量磁测与传统的标量磁测方法相比可减少反演中的多解性,提高地下矿体探测分辨率和定位精度。超导磁力仪是目前灵敏度最高的矢量磁测仪器,但因工作原理限制,动态范围小,移动测量时易超出量程而失锁,而利用磁通量子计数方法提高其动态范围时损失了磁测灵敏度。本项目改变常规研究方法中仅从磁力仪本身来提高动态范围的思路,从被测磁场角度开展研究,利用磁补偿系统动态范围大和磁通锁定环灵敏度高的优势,探索磁通锁定和磁补偿两种模式结合并实现优势互补的方法,实现高灵敏度前提下的动态范围拓展。通过研究磁补偿回路与磁通锁定环之间的逻辑关系,建立阶梯磁补偿策略,研制三轴正交磁补偿线圈和高性能电流源,实现阶梯三轴正交补偿磁场,在保证三分量超导磁力仪灵敏度0.1pT/√Hz前提下,将其量程由原来的±280nT提高到±10000nT,解决高精度航空矢量磁测关键问题,为深地资源勘查开采提供技术支撑。

项目摘要

航空磁测是目前应用广泛的地球物理探测方法之一,其通过在航空器上搭载磁测系统来测量磁性矿产资源引起的磁异常变化,从而快速评估矿产资源及其分布概况。随着磁法勘探理论和方法的不断发展,航空磁测由原来的总场强度测量,后来的总场梯度测量,演化到现在的矢量(三分量或梯度张量)测量。可进行矢量磁测的磁通门磁力仪灵敏度约为10pT/√Hz,受工作原理的限制,其发展也已到了瓶颈期。为实现高精度的航空矢量磁测,还需引入或研制灵敏度更高的矢量磁测仪器。超导磁力仪采用工作于液氮或液氦中的超导量子干涉器SQUID为传感器,灵敏度优于 0.1pT/√Hz,是目前灵敏度最高的矢量磁测仪器,与磁通门磁力仪相比具有突出的优势,国际上多个国家正在尝试将其引用到航磁测量中。但因工作原理限制,超导磁力仪的动态范围小,移动测量时易超出量程而失锁,而利用磁通量子计数方法提高其动态范围时损失了磁测灵敏度。本项目改变常规研究方法中仅从磁力仪本身来提高动态范围的思路,从被测磁场角度开展研究,利用磁补偿系统动态范围大和磁通锁定环灵敏度高的优势,探索了磁通锁定和磁补偿两种模式结合并实现优势互补的方法,实现了高灵敏度前提下的动态范围拓展。主要研究内容包括分析磁补偿回路与磁通锁定环之间的逻辑关系,建立阶梯磁补偿策略,研制三轴正交磁补偿线圈和高性能电流源,实现阶梯三轴正交补偿磁场,在保证三分量超导磁力仪灵敏度0.1pT/√Hz,将其量程提高到了14000nT。研制的组合式三分量超导磁力仪在利用无磁小车搭载进行了地面移动式测量实验,结果表明该仪器系统在地磁场环境下能够稳定锁定工作,验证了其动态测量性能。本项目研究成果为开展高精度航空矢量磁测解决了核心关键问题,为深地资源勘查开采提供技术支撑。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

DOI:10.17521/cjpe.2019.0351
发表时间:2020
2

环境类邻避设施对北京市住宅价格影响研究--以大型垃圾处理设施为例

环境类邻避设施对北京市住宅价格影响研究--以大型垃圾处理设施为例

DOI:10.11821/dlyj020190689
发表时间:2020
3

内点最大化与冗余点控制的小型无人机遥感图像配准

内点最大化与冗余点控制的小型无人机遥感图像配准

DOI:10.11834/jrs.20209060
发表时间:2020
4

资本品减税对僵尸企业出清的影响——基于东北地区增值税转型的自然实验

资本品减税对僵尸企业出清的影响——基于东北地区增值税转型的自然实验

DOI:10.14116/j.nkes.2021.03.003
发表时间:2021
5

氯盐环境下钢筋混凝土梁的黏结试验研究

氯盐环境下钢筋混凝土梁的黏结试验研究

DOI:10.3969/j.issn.1001-8360.2019.08.011
发表时间:2019

赵静的其他基金

批准号:81200077
批准年份:2012
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81572232
批准年份:2015
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:31000931
批准年份:2010
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30960287
批准年份:2009
资助金额:24.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:81102872
批准年份:2011
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71804088
批准年份:2018
资助金额:18.50
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11661012
批准年份:2016
资助金额:36.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:61902340
批准年份:2019
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71402142
批准年份:2014
资助金额:20.50
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61804009
批准年份:2018
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51602338
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31771229
批准年份:2017
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:81401269
批准年份:2014
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41604113
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81904115
批准年份:2019
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31901889
批准年份:2019
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81303085
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81202643
批准年份:2012
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31560701
批准年份:2015
资助金额:38.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:61403210
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41201151
批准年份:2012
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21502029
批准年份:2015
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41401393
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31070999
批准年份:2010
资助金额:33.00
项目类别:面上项目
批准号:31470109
批准年份:2014
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:71903053
批准年份:2019
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81602320
批准年份:2016
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41871265
批准年份:2018
资助金额:59.00
项目类别:面上项目
批准号:21507080
批准年份:2015
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41606146
批准年份:2016
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21606123
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30800398
批准年份:2008
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51209004
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51707002
批准年份:2017
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51073018
批准年份:2010
资助金额:38.00
项目类别:面上项目
批准号:61372194
批准年份:2013
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:10971227
批准年份:2009
资助金额:26.00
项目类别:面上项目
批准号:71903028
批准年份:2019
资助金额:16.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81603069
批准年份:2016
资助金额:17.30
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51302302
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31671180
批准年份:2016
资助金额:61.00
项目类别:面上项目
批准号:31701869
批准年份:2017
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51704206
批准年份:2017
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:60908038
批准年份:2009
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31371158
批准年份:2013
资助金额:81.00
项目类别:面上项目
批准号:51704210
批准年份:2017
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81301175
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41806074
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51307008
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71301116
批准年份:2013
资助金额:20.50
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61701220
批准年份:2017
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

近海底磁力仪的三分量观测技术研究

批准号:41006060
批准年份:2010
负责人:章雪挺
学科分类:D0608
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
2

基于优化动态极化的新型Overhauser磁力仪研究

批准号:41474158
批准年份:2014
负责人:董浩斌
学科分类:D0414
资助金额:90.00
项目类别:面上项目
3

地磁偏角磁力仪(DI磁力仪)的研制

批准号:48770216
批准年份:1987
负责人:王秀山
学科分类:D0405
资助金额:3.50
项目类别:面上项目
4

基于像素电荷补偿的超宽动态范围CMOS图像传感器研究

批准号:61274023
批准年份:2012
负责人:常玉春
学科分类:F0402
资助金额:91.00
项目类别:面上项目