HC-95B

手持式(He4)光泵磁力仪

使用手册

航空物探遥感中心

目 录

一 仪器的基本原理与组成……………………………………………………….....…....3 (一) 基本原理………………………………………………………………….……....3 (二) 仪器的组成……………………………………………………………………….3 1 探头………………………………………………………………………3 2 控制盒……………………………………………………………………4 3 连接杆……………………………………………………………………5 4 蓄电池……………………………………………………………………5 5 充电器……………………………………………………………………5 (三）仪器的组装…………………………………………………………………..….5 二 仪器功能及操作介绍……………………………………………………………….….5 （一）仪器键盘的构成和特点…………………………………………………………5 （二）仪器的显示………………………………………………………………………5 1 字符显示…………………………………………………………………..5 2 图形显示…………………………………………………………………..6 （三）功能键的功能和操作………………………………………………………...….6 1 诊断键……………………………………………………………………..6 2 日时键……………………………………………………………………..7 3 设置键……………………………………………………………………..7 4 存储键……………………………………………………………………..8 5 检查键……………………………………………………………………..9 6 输出键……………………………………………………………………..9 7 信息键……………………………………………………………………..9 8 扩展键……………………………………………………………………10 三 仪器的使用与维护………………………………………………………………..…11 (一) 基本知识……………………………………………………………………. ...11 1 地球磁场…………………………………………………………………11 2 探头的方向................................................................................................11 3 探头的启用………………………………………………………………11 (二）进入测量的具体操作步骤…………………………………………………….12 1 仪器的锁定………………………………………………………………12 2 进入测量工作的操作示例………………………………………………12 例一 基站日变测量…………………………………………..…………12 例二 剖面测量..........................................................................................12 例三 局部异常的快速测量…………………………………….……….13 （三）仪器使用中的调节与维护................................................................................13 1 使用时可能遇到的问题………………………………………………....13 2 日常维护…………………………………………………………………13 3 错误信息…………………………………………………………………14 四 数据预处理软件的使用……………………………………………………………..15

附件：1 HC95a操作流程图 ……………….………………….…............17 2 地球表面正常地磁强度及倾角分布图…….……………….…..21

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第一章 仪器的基本原理与组成

一 基本原理

HC-95 手持式氦（He4）光泵磁力仪是为地面地磁测量而设计的。它是利用被激发的氦元素在磁场中产生塞曼能级分裂，从而发生频率跃迁，其跃迁的共振频率正比于外磁场强度，其比值为：28.02356 Hz/nT。HC-95 就是测量这跃迁共振频率来指示磁场值的。

为了准确而自动地测量出跃迁共振频率，仪器利用自动控制原理，设计成自动锁定闭环系统。 其方框图如下：

f 2 放大器 相敏检波 比例积分 压控振荡器 f 1 计数 微机控制单元

磁场中产生的跃迁频率为 f1，由环路中的压控振荡器产生的频率为 f2。闭环系统一方面将这频率 f2 返回到探头与探头产生的共振频率 f1 进行比较，另一方面将这频率 f2送磁场值计数器。当 f2 等于 f1 时，探头频率比较器输出的误差信号为零， 由于误差信号为零，压控振荡器得不到控制电压而保持频率不变。又 f1 为外磁场对应的频率，可见由磁场值计数器输出的结果就为外磁场值。

当外磁场发生微弱变化时，f1 也随之发生变化。假设 f1 升高， 这时探头比较器将产生一误差信号，这误差信号通过放大，并迫使环路中的压控振荡器的频率也升高，即 f2升高。当 f2 升高到与 f1 相等时，探头进行比较后的误差又为零， 压控振荡器的频率不再受误差信号作用而保持不变，反之亦然。可见，这个闭环系统中压控振荡器产生的频率f2 始终跟随探头产生的频率 f1 而变化。即仪器进入锁定状态。所以压控振荡器输出的频率始终表示外磁场值。可见，HC95是一种连续测量的仪器。实际上，仪器设计成每0.5秒测量一次并输出测量结果值。

注意：从打开仪器电源到仪器进入锁定状态，要有一个过程（具体操作见 3.2.1)，只有当仪器进入锁定状态后才能开始测量。也就是说，仪器锁定后输出的值才是真的磁场值。

二 仪器的组成

HC-95 由探头、连接杆、控制盒、蓄电池四个部件组成。用连接杆将探头和控制盒连成一个整体，形成一体化测量系统。蓄电池系在腰部，用一电缆与仪器连接，实现一人手持测量。各部件说明如下：

1．探头：

探头是一个直径为 52 mm，长度为 210 mm，重为 0.5kg 的圆柱体。

探头里安装了一个光学系统，获取磁共振频率。并与控制盒返馈来的拉摩尔频率进行比较，产生误差信号供自动控制环路进行锁定。

结构如下图所示。

(1) 连接插座（与连接杆相连）。 (2) 探头壳体。

(3) 观察孔（观看“室”是否被激亮）。

(4) 探头上盖（拧开上盖可以看到一个哑铃形状的灯，此盖是为观察“灯”是否已亮。探头只有此盖可以拧开，其它地方均不能打开，否则造成毁坏）。

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1 连接插座 2 探头壳体 3 观察孔 4 探头上盖

2.控制盒：

控制盒为（ 210 X 100 X 42）的长矩体，重 0.7 kg。

控制盒内是一磁场跟踪环路和磁场值计数器。面板和连接如下图所示：

10 激发按9 连接插座 8 显示窗口 7 仪器外壳 6 功能键 诊断 断 检查诊断 否 2 电源开预置诊断 输出诊断 设置诊断 信息诊断 存储诊断 扩展诊断 是 5 应答键 置 数 4 串行通信 1 电源插3 支撑镙孔

(1) 电源插座（面向仪器插座，左边两孔（标号 1.4）为正，右边两孔（2,3）为负。 (2) 电源开关（向外拨，即面向仪器插座向左拨为开）。 (3) 螺孔(供用户与三角架连接） (4) 串行通信插孔。 (5) 应答键（“ N ”、“ NUMBER ”、“ Y ”）。 (6) 功能键（共八个）。

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