光泵磁力仪识别铁磁目标的实验研究

来源 :哈尔滨工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lingwei99
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地球上任意一点的地磁场具有一定的强度与方向,而且地磁场的分布规律是一定的。在地磁场测量实验中,不仅载体会对测量区域的地磁值产生影响,而且测量区域中的铁磁质也会受地磁场磁化而产生磁化磁场,引起铁磁质周围的空间磁场分布改变。本文围绕铁磁质的影响展开研究,用磁偶极子模拟铁磁性物体的方法,指导今后对干扰磁场的消除。在高精度磁测中,铁磁物体的磁化磁场强度的计算研究在消磁领域具有重要的理论和实际意义。本文首先介绍了地磁测量和地磁图的基本概念,简要分析了地磁场的构成,具体介绍了磁力仪的分类及磁力仪的几个主要技术指标,为展开地磁测量实验选定了磁测仪器。介绍了质子磁力仪的工作原理及工作过程,并从铯(Cs)原子的基本性质、能级结构出发,分析了铯光泵磁力仪的工作原理。接下来对区域地磁场进行测量得到地磁总场强度,针对间断的空间数据,采用克里金插值法的空间数据填充方法,利用软件surfer绘制出连续的局域地磁场等值线曲线图,发现磁异常,分析其原因是由于铁磁质磁源引起的。对引起磁异常的铁磁质,提出从磁偶极子的远场模型出发,将铁磁物体看成若干磁偶极子的叠加,推导出了空间任一点磁源的空间磁场分布,根据钉子形状建立了三磁偶极子远场模型。由实验测得的铁钉的磁化磁场的值,应用最小二乘法原理求得磁矩,然后结合所建模型,仿真出该模型的磁化磁场强度等值线图和三维地磁图。从建模分析与实验测量两方面研究了铁磁性材料对空间磁场的影响,通过测量掩埋不同深度的铁钉的周围空间的磁场,较好的验证了磁偶极子模型的正确性,最后对误差来源进行分析,有一定的理论参考价值。
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