海底管线磁法探测可以使用的海洋磁力仪目前主要分为:质子旋进式磁力仪、Overhauser型磁力仪以及光泵磁力仪等。美国GEOMETRICS公司于20世纪70年代生产的G-801磁力仪和目前生产的G-887磁力仪属于质子旋进式磁力仪。加拿大Marine Magnetics公司生产的SeaSPY磁力仪和法国Geomag SARL公司生产的SMM-Ⅲ海洋磁力仪属于Overhauser型磁力仪。中国船舶重工集团公司第七一五所研制的RS-YGB6A型磁力仪和Geometrics公司生产的G-880、G-882磁力仪都是光泵式海洋磁力仪。目前我国应用于海底缆线探测的主流磁力仪是SeaSPY磁力仪(见图7-7)和G-882磁力仪(见图7-8)两种。
图7-7 SeaSPY磁力仪
图7-8 美国Geometrics G-882光泵磁力仪(www.xing528.com)
SeaSPY磁力仪根据质子自旋共旋理论设计,通过内部富含质子的液体产生的Overhauser效应测量磁场强度,SeaSPY磁力仪的独特之处在于它的全向性,它所产生的信号量完全独立于地磁场方向,在全球的任何一个地方,无论此处地球的磁场强度如何,SeaSPY磁力仪均可持续提供超强的信号和精确的数据。又因其传感器拥有磁力传感中最高的绝对精度,达到0.2nT,且重复精度优于0.01nT,因此一般也用来作为磁力梯度仪的理想配置。
G-882光泵磁力仪基本原理:光泵磁力仪建立在塞曼效应基础之上,是利用拉莫尔频率与环境磁场间精确的比例关系来测量磁场的。T=K×f,这里f是拉莫尔频率;K为比例系数;T是地磁场,单位为nT。只要测量拉莫尔频率f,就可以得到地磁场T的大小。光泵磁力仪灵敏度可达0.01nT或更高,梯度容忍度远大于质子旋进式磁力仪,采样率可达10Hz或更高,但由于工作原理的限制,一般有死区和进向误差,主要应用于对灵敏度要求较高的海洋磁力梯度调查等领域。
G-882光泵磁力仪灵敏度高,但受测线方向和调查地区的纬度影响;SeaSPY磁力仪更为小巧,绝对精度略低,但不存在调查盲区。调查过程中可根据实际调查区域和目标管线特征来选择合适的磁力仪。
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