(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201611158793.5
(22)申请日 2016.12.15
(71)申请人 山东省地震局
地址 250000 山东省济南市历下区文化东
路20号
(72)发明人 殷海涛 韩海华 陈传华 张刚
董晓娜 林秀娜 尹玉振
(74)专利代理机构 常州市科谊专利代理事务所
32225
代理人 孙彬
(51)Int.Cl.
G01V 3/40(2006.01)
(54)发明名称地磁观测的磁通门台阵装置(57)摘要本发明公开了一种地磁观测的磁通门台阵装置，包括仪器坑，以及安装在仪器坑内的水平装置、防水保温装置、模拟装置和磁通门探头；仪器坑，包括磁通门探头坑和模拟装置坑；水平装置，包括底墩和仪器观测墩；防水保温装置，包括玻璃钢箱体，玻璃钢箱体采用发泡剂密封穿线管及顶盖周边，玻璃钢箱体外面罩有蛭石板，玻璃钢箱体粘在灰岩板上，仪器观测墩粘在玻璃钢箱体的底部，并保持水平；磁通门探头为环形磁通门传感器，模拟装置与磁通门探头通过线缆电连接，并且磁通门探头通过模拟装置进行调试与信号收集。本发明采用高灵敏度三分量磁通门磁力仪能监测地震危险区的地磁场变化，及时发现地震地磁前兆异常，为准确预报地震的发生提供基 础信息。权利要求书1页 说明书4页 附图1页CN 106772649 A 2017.05.31
C N 106772649
A
1.一种地磁观测的磁通门台阵装置，其特征在于：包括仪器坑(1)，以及安装在仪器坑
(1)内的水平装置、防水保温装置、模拟装置和磁通门探头(5)；其中，
所述仪器坑，包括磁通门探头坑和模拟装置坑，两者相距3米，通过线缆(9)相连；
所述水平装置，用于安放磁通门探头(5)和/或模拟装置并使其保持水平，水平装置包括底墩和仪器观测墩(8)，所述底墩包括水泥底座(7)和灰岩板(6)，磁通门探头坑和模拟装置坑内均设置水泥底座(7)，灰岩板(6)固定在水泥底座(7)的上部；
所述防水保温装置，包括玻璃钢箱体(3)，玻璃钢箱体(3)为顶部有盖的圆桶形结构，其侧面设置有穿线管，所述玻璃钢箱体(3)采用发泡剂密封穿线管及顶盖周边，玻璃钢箱体
(3)外面罩有蛭石板(2)，玻璃钢箱体(3)粘在灰岩板(6)上，仪器观测墩(8)粘在玻璃钢箱体
(3)的底部，并保持水平；
所述模拟装置用于模拟及补偿电路，所述磁通门探头(5)为环形磁通门传感器，用于对地磁场信息进行信号采集存储，模拟装置和磁通门探头(5)分别固定在模拟装置坑和磁通门探头坑内的仪器观测墩(8)上，所述模拟装置与磁通门探头通过线缆(9)电连接，并且磁通门探头(5)通过模拟装置进行调试与信号收集。
2.根据权利要求1所述的地磁观测的磁通门台阵装置，其特征在于：所述磁通门探头坑为长80cm*宽80cm*高100cm的坑，所述模拟装置坑为长60cm*宽60cm*高60cm的坑，磁通门探头坑和模拟装置坑相距3米。
3.根据权利要求2所述的地磁观测的磁通门台阵装置，其特征在于：所述水泥底座(7)的高为10cm，采用尺寸大小为4mm 3石子和白水泥混合填充而成，所述磁通门探头坑内的灰岩板(6)的规格为60cm*60cm*5cm，用于安放磁通门探头，所述模拟装置坑内的灰岩板(6)的规格为50cm*50cm*5cm，用于安放模拟装置。
4.根据权利要求3所述的地磁观测的磁通门台阵装置，其特征在于：所述玻璃钢箱体
(3)壁厚2cm，内直径为45cm，高为40cm，顶盖扣在箱体的凹槽内，距离顶盖10cm处设有长10cm的穿线管，穿线管直径为3cm，穿带航空插头的摆线，玻璃钢箱体(3)的底部下表面和顶盖上表面均打磨平，以便上表面粘连蛭石板(2)，下表面粘连灰岩板(6)。
5.根据权利要求4所述的地磁观测的磁通门台阵装置，其特征在于：所述仪器观测墩
(8)为直径35cm，厚2cm的灰岩板，并通过树脂胶粘在玻璃钢箱体(3)底部。
6.根据权利要求1所述的地磁观测的磁通门台阵装置，其特征在于：所述模拟装置坑内的玻璃钢箱体(3)的内直径为40cm，高为30cm，顶盖扣在箱体的凹槽内，距离顶盖10cm处设有长10cm的穿线管，穿线管直径为3cm，穿带航空插头的摆线。
7.根据权利要求4所述的地磁观测的磁通门台阵装置，其特征在于：所述防水保温装置还包括蛭石板(2)和泡沫板(4)，所述蛭石板(2)设置在玻璃钢箱体(3)的四周，蛭石板(2)底部粘在水泥底座(7)上，所述泡沫板(4)水平安装在玻璃钢箱体(3)的内部。
8.根据权利要求1至6任一项所述的地磁观测的磁通门台阵装置，其特征在于：所述磁通门探头(5)采用FGE磁通门磁力仪，为环形磁通门传感器，可测空间任一点磁感应强度的互相垂直的X、Y、Z三个分量，测量动态范围为±2500nT，读数分辨力为0.1nT，噪声水平为≤0.1nTp-p，频率响应为DC～20Hz，工作温度为-10℃～+40℃。
权 利 要 求 书1/1页CN 106772649 A
地磁观测的磁通门台阵装置
技术领域
[0001]本发明涉及一种地磁观测的磁通门台阵装置，属于地磁学领域。
背景技术
[0002]地磁观测是地磁学科研究和发展的基础，是人们获得和应用地磁场信息的来源。地磁观测的任务是保证连续完整、准确可靠地记录各种地磁现象，即地磁场的各种时间变化和空间分布规律，包括变化量极小和区域性极强的震磁信息(中国地震局监测预报司，2002)。为了监测大背景的地磁场变化规律，我国建立了常规的地磁台网，但相对于地震地磁前兆异常监测工作的需要来说台站间距太大。因此，在小区域内建设地磁台阵，加密布设高灵敏度三分量磁通门磁力仪以监测地震危险区的地磁场变化，及时发现地震地磁前兆异常，为准确预报地震的发生提供基础信息，对实现地震的短临预测是非常必要的。[0003]现有的地磁台站(基准、基本台)网络、流动地磁监测网络监测模式各有其特点。地磁台站可以产出连续的地磁场三分量绝对观测数据，时间分辨率较高，但地磁台站间距较大，一般在200km以上，其空间分辨率相对较弱，对于中强地震孕震区内岩石圈局部异常的分布和变化无法进行准确描述。作为地磁台站网络空间补充的流动地磁(地磁矢量观测)监测网络的测点间距约70km左右，有效地提高了对地磁场的空间分辨率，但复测周期较长，通常为数月、乃至数年，从而使其时间分辨率远不及地磁台站网络。地震地磁监测与相关研究的基础是获取特定区域内具有足够分辨率的地磁场时空变化过程，显然现有的地磁台站网络、流动地磁监测网络监测模式无法对局部异常的时空变化过程进行详细描述，只有将地磁场连续观测与三分量绝对重复测量监测模式相结合方可实现上述目的。
发明内容
[0004]本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种地磁观测的磁通门台阵装置，它能够获得一定区域的周期为数秒至数天的变化磁场的地震临异常信息，以捕捉该区域地震前兆异常信息，对震情的研究判断提供数据支持，为开展深入细致的区域研究保存难得的实测数据。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种地磁观测的磁通门台阵装置，包括仪器坑，以及安装在仪器坑内的水平装置、防水保温装置、模拟装置和磁通门探头；其中，
[0006]所述仪器坑，包括磁通门探头坑和模拟装置坑，两者相距3米，通过线缆相连；[0007]所述水平装置，用于安放磁通门探头和/或模拟装置并使其保持水平，水平装置包括底墩和仪器观测墩，所述底墩包括水泥底座和灰岩板，磁通门探头坑和模拟装置坑内均设置水泥底座，灰岩板固定在水泥底座的上部；
[0008]所述防水保温装置，包括玻璃钢箱体，玻璃钢箱体为顶部有盖的圆桶形结构，其侧面设置有穿线管，所述玻璃钢箱体采用发泡剂密封穿线管及顶盖周边，玻璃钢箱体外面罩有蛭石板，玻璃钢箱体粘在灰岩板上，仪器观测墩粘在玻璃钢箱体的底部，并保持水平；
[0009]所述模拟装置用于模拟及补偿电路，所述磁通门探头为环形磁通门传感器，用于对地磁场信息进行信号采集存储，模拟装置和磁通门探头分别固定在模拟装置坑和磁通门探头坑内的仪器观测墩上，所述模拟装置与磁通门探头通过线缆电连接，并且磁通门探头通过模拟装置进行调试与信号收集。
[0010]进一步，所述磁通门探头坑为长80cm*宽80cm*高100cm的坑，所述模拟装置坑为长60cm*宽60cm*高60cm的坑，磁通门探头坑和模拟装置坑相距3米。
[0011]进一步，所述水泥底座的高为10cm，采用尺寸大小为4mm3石子和白水泥混合填充而成，所述磁通门探头坑内的灰岩板的规格为60cm*60cm*5cm，用于安放磁通门探头，所述模拟装置坑内的灰岩板的规格为50cm*50cm*5cm，用于安放模拟装置。
[0012]进一步，所述玻璃钢箱体壁厚2cm，内直径为45cm，高为40cm，顶盖扣在箱体的凹槽内，距离顶盖10cm处设有长10cm的穿线管，穿线管直径为3cm，穿带航空插头的摆线，玻璃钢箱体的底部下表面和顶盖上表面均打磨平，以便上表面粘连蛭石板，下表面粘连灰岩板。[0013]进一步，所述仪器观测墩为直径35cm，厚2cm的灰岩板，并通过树脂胶粘在玻璃钢箱体底部。
[0014]进一步，所述模拟装置坑内的玻璃钢箱体的内直径为40cm，高为30cm，顶盖扣在箱体的凹槽内，距离顶盖10cm处设有长10cm的穿线管，穿线管直径为3cm，穿带航空插头的摆线。
[0015]进一步，所述防水保温装置还包括蛭石板和泡沫板，所述蛭石板设置在玻璃钢箱体的四周，蛭石板底部粘在水泥底座上，所述泡沫板水平安装在玻璃钢箱体的内部。[0016]进一步，所述磁通门探头采用FGE磁通门磁力仪，为环形磁通门传感器，可测空间任一点磁感应强度的互相垂直的X、Y、Z三个分量，测量动态范围为±2500nT，读数分辨力为0.1nT，噪声水平为≤0.1nTp-p，频率响应为DC～20Hz，
工作温度为-10℃～+40℃。[0017]采用了上述技术方案后，本发明具有以下有益效果：
[0018]本发明设计了一种地磁观测的磁通门台阵装置，本发明采用磁通门探头测量地磁信号，尤其采用高灵敏度三分量磁通门磁力仪，即FGE磁通门磁力仪，能监测地震危险区的地磁场变化，及时发现地震地磁前兆异常，为准确预报地震的发生提供基础信息；本发明的水平装置和防水保温装置，能够保证磁通门探头和模拟装置始终保持水平，并处于一个相对稳定的防水保温环境中，保证测量数据的准确性；本发明特别适合在小区域内建设并加密布设，并通过无线网络将数据传输出去；本发明的地磁观测的磁通门台阵装置建设和维护相对方便，并且监测能力强，能够获得区域地区内电离层、亚暴电流及甚低频磁场基本信息的高质量观测数据，对实现地震的短临预测具有十分重要的意义。
附图说明
[0019]图1为本发明的结构示意图；
[0020]图中，1、仪器坑，2、蛭石板，3、玻璃钢箱体，4、泡沫板，5、磁通门探头，6、灰岩板，7、水泥底座，8、仪器观测墩，9、线缆，10、PVC套管。
具体实施方式
[0021]为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对
本发明作进一步详细的说明。
[0022]如图1所示，一种地磁观测的磁通门台阵装置，包括仪器坑1，以及安装在仪器坑1内的水平装置、防水保温装置、模拟装置和磁通门探头5；其中，
[0023]所述仪器坑，包括磁通门探头坑和模拟装置坑，两者相距3米，通过线缆9相连；[0024]所述水平装置，用于安放磁通门探头5和/或模拟装置并使其保持水平，水平装置包括底墩和仪器观测墩8，所述底墩包括水泥底座7和灰岩板6，磁通门探头坑和模拟装置坑内均设置水泥底座7，灰岩板6固定在水泥底座7的上部；水泥底座7、灰岩板6和仪器观测墩8共同保证其上安放的磁通门探头5和/或模拟装置保护水平；
[0025]所述防水保温装置，包括玻璃钢箱体3，玻璃钢箱体3为顶部有盖的圆桶形结构，其侧面设置有穿线管，所述玻璃钢箱体3采用发泡剂密封穿线管及顶盖周边，玻璃钢箱体3外面罩有蛭石板2，玻璃钢箱体3粘在灰岩板6上，仪器观测墩8粘在玻璃钢箱体3的底部，并保持水平；
[0026]所述模拟装置用于模拟及补偿电路，所述磁通门探头5为环形磁通门传感器，用于对地磁场信息进行信号采集存储，模拟装置和磁通门探头5分别固定在模拟装置坑和磁通门探头坑内的仪器观测墩8上，所述模拟装置与磁通门探头通过线缆9电连接，并且磁通门探头5通过模拟装置进行调试与信号收集。
[0027]可选地，所述磁通门探头坑为长80cm*宽80cm*高100cm的坑，所述模拟装置坑为长60cm*宽60cm*高60cm的坑，磁通门探头坑和模拟装置坑相距3米。
[0028]优选地，所述水泥底座7的高为10cm，采用尺寸大小为4mm3石子和白水泥混合填充而成，所述磁通门探头坑内的灰岩板6的规格为60cm*60cm*5cm，用于安放磁通门探头，所述模拟装置坑内的灰岩板6的规格为50cm*50cm*5cm，用于安放模拟装置。
[0029]优选地，如图1所示，所述玻璃钢箱体3壁厚2cm，内直径为45cm，高为40cm，顶盖扣在箱体的凹槽内，距离顶盖10cm处设有长10cm的穿线管，穿线管直径为3cm，穿带航空插头的摆线，所述线缆9经穿线管穿出，玻璃钢箱体3的底部下表面和顶盖上表面均打磨平，以便上表面粘连蛭石板2，下表面粘连灰岩板6。
[0030]磁通门探头坑和模拟装置坑之间通过PVC套管10连通，PVC套管10对连接两坑之间的线缆9起到保护作用。
[0031]进一步，所述仪器观测墩8为直径35cm，厚2cm的灰岩板，并通过树脂胶粘在玻璃钢箱体3底部。
[0032]可选地，所述模拟装置坑内的玻璃钢箱体3的内直径为40cm，高为30cm，顶盖扣在箱体的凹槽内，距离顶盖10cm处设有长10cm的穿线管，穿线管直径为3cm，穿带航空插头的摆线。
[0033]优选地，如图1所示，所述防水保温装置还包括蛭石板2和泡沫板4，所述蛭石板2设置在玻璃钢箱体3的四周，蛭石板2底部粘在水泥底座7上，所述泡沫板4水平安装在玻璃钢箱体3的内部。
[0034]优选地，所述磁通门探头5采用FGE磁通门磁力仪，为环形磁通门传感器，可测空间任一点磁感应强度的互相垂直的X、Y、Z三个分量，测量动态范围为±2500nT，读数分辨力为0.1nT，噪声水平为≤0.1nTp-p，频率响应为DC～20Hz，工作温度为-10℃～+40℃。[0035]线缆9、PVC套管10用于磁通门探头5与外界的通信，以保证其正常运行。
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