三分量磁通門磁力儀臺站架設前各參數測定方法探索*

（中國 陜西 陜西省地震局乾陵綜合地震臺，陜西西安 713300）

0.引言

磁通門磁力儀是目前廣泛應用于地震臺站的測量地磁場相對變化的儀器。在把磁力儀帶到記錄點之前，對磁力儀系統應做檢查，檢查應在有線圈系統或其他儀器的標準地磁臺進行。在標準地磁臺檢驗3個不同分量探頭的正交性。探頭不一定正交放置，但必須知道它們之間的夾角。不要相信在儀器說明書中之制造廠家給出的值，要求地磁臺檢驗確認（Jerzy Jankowski，1999）。儀器的正確架設是保證觀測質量的一個重要環節，本文針對GM4型磁通門磁力儀在臺站環境下零場漂移S0的測試，正交度的檢測，以及正確架設方法進行了詳細闡述。

1.旋轉平臺的改裝

無磁經緯儀改裝成旋轉平臺如圖1所示。

圖1 旋轉平臺簡圖

2.零場漂移Z(S0),D(S0),H(S0)的測定

有可能用一下方法來進行所有測定：對探頭的定向調整需要一旋轉平臺，這可能是一臺舊的經緯儀。首先，仔細地調整旋轉臺的水平，以使他的軸是垂直的（Jerzy Jankowski，1999）[1]。然后將然后將GM4置于旋轉平臺（如圖1所示）上，再調整GM4底座水平。轉動旋轉平臺在四個相距90°的方向上顯示器D值輸出值為表1所示[2]。其中第1組數據為GM4水泡調平時4個方向上的輸出值，由于4個方向數值不相等，我們可知儀器水泡水平不能真實反映Z軸的垂直。第2組到第16組數據為逐次分別調整儀器3個調平旋鈕后顯示器的輸出值。第16組數據為極限情況下的輸出值，此時2個相距180°的方向上輸出值相差1nt。我們將2組數據平均取其差值為Z(S0)=22nt[3]。如表1所示。

表1 Z軸零場漂移測試表

在上述情況下我們測定D(S0),H(S0)。我們調整旋轉平臺使D的輸出值在±1nt之間，記錄水平度盤讀數與D(0)值，然后水平旋轉180°記錄D(180)值。

D(S0)=-66nt。同樣方法我們求得H(S0)=432nt的水平度盤讀數如表2所示。

表2 D、H軸零場漂移測試表

3.D、H、Z三磁軸夾角測定

3.1 水平面內D,H 軸夾角測定

我們把轉盤旋轉到D=-66nt時記錄水平度盤的讀數為114°48′，H=432 時水平度盤讀數為 24°54.2′。由此可知兩者夾角為89°53.8′[4]。如表3所示。

表3 D、H水平面內夾角測試表

3.2 D、Z兩磁軸垂直面夾角的測定

調整儀器使其顯示器讀數D值等于D(S0)=-66nT,此時垂直度盤讀數為90°。我們調整垂直度盤使其讀數在相對于90°上下浮動六組分別為 ±5′、±10′、±20′、±30′、±40′、±50′。其相應的顯示器讀數如表4，其中D(N)=D-D(S0)。D(*)為每組D(N)的和值。D(A)為D(*)的平均值（剔除第5組數據）。調整垂直度盤使顯示器讀數為D(S1)=D(S0)+D(*)=-81nt,此時垂直度盤讀數為89°58.7′，是D、Z兩軸在垂直與水平面內的夾角。如表4、表5所示。

表4 D、Z垂直面夾角測試表

表5 H、Z垂直面夾角測試表

3.3 H、Z兩磁軸垂直面夾角的測定

調整儀器使其顯示器讀數H值等于H(S0)=432nT,此時垂直度盤讀數為90°。我們調整垂直度盤使其讀數在相對于 90°上下浮動的六組分別為 ±5′、±10′、±20′、±30′、±40′、±50′。其相應的顯示器讀數如表5。其中H(N)=HH(S0)。H(*)為每組H(N)的和值。H(A)為H（*）的平均值。調整垂直度盤使顯示器讀數為H(S1)=H(S0)+H(*)=437nt,此時垂直度盤讀數為89°59′，是H、Z兩軸在垂直與水平面內的夾角。

4.結語

儀器的定向是否正確是保證儀器觀測質量的一個重要因素，通常情況下，磁靜日時段D值的輸出值-50nt～+50nt的范圍內，認為D磁軸的方向與當時磁東方向一致，觀測精度較高。通過上述實驗我們可知，磁通門磁力儀上自帶的水泡只能代表儀器底座的水平并不能代表Z磁軸的垂直；也可以粗略計算出各兩軸在相應平面上的夾角。

本文提供的磁通門磁力儀各參數測定可以在臺站環境下予以實現，簡便易于操作。可用于修正觀測數據，從而提高臺站觀測數據準確性以及質量和精度，為地磁學和地震預報等相關學科提供更好的觀測資料及國家經濟建設與國防建設服務。