Mingeo DI仪的使用与探索

马佰顺　鲁成义　胡尊迎　公续升　刘海刚

摘要：通过仪器安装前的准备工作，详细介绍了仪器安装步骤和安装注意事项;通过测量方法，介绍了近零法测量和指零法测量以及各自的优缺点;通过日常使用和维护，总结仪器在日常运输、使用与维护过程中的注意事项;通过探索实验，明确常见物品可能造成观测影响的具体干扰量，加强对平常观测时干扰的注意，为以后仪器的观测和使用提供可靠的依据。

关键词：磁偏角D  磁倾角I  标准墩  指零法  近零法  去磁

中图分类号：P318文献标识码：A   文章编号：1672-3791（2022）03（b）-0000-00

Application and Exploration of Mingeo DI Instrument

MA Baishun1    LU Chengyi1   HU Zhunying1    GONG Xusheng1      LIU Haigang2

（1.Malingshan Seismic Station，Tancheng，Shandong Province，276114 China;2.Yishui Seismic Station，Yishui，Shandong Province，276400 China）

Abstract：Through the preparation work before the instrument installation， the installation steps and installation precautions are introduced in detail. Through the measurement method， this paper introduces the near zero measurement method and the zero pointing measurement method and introduces their advantages and disadvantages respectively. Through daily use and maintenance， summarize the matters needing attention in daily transportation， use and maintenance of the instrument; Through the exploration experiment， the specific amount of interference caused by common objects can be defined， and the attention to the interference in ordinary observation can be strengthened， so as to provide a reliable basis for the observation and use of the instrument in the future.

Key Words： Magnetic declination D; Magnetic dip Angle I; Refers to the method of zero; Nearly zero; Demagnetization

該文通过总结绝对观测DI仪使用和维护中的注意事项和日常工作的个案个例，得出一起系统的使用步骤和使用方法，通过实验探索，明细各种可能物件的造成的干扰，让今后是使用者有更清晰的认识。

1 安装前的准备工作

1.1标准墩的确定

DI仪选择符合绝对观测要求的标准墩要求具体如下。

（1）标准墩能通视标志。

（2）标准墩稳固。

（3）标准墩周围磁场梯度均匀。

（4）标准墩墩面磁场梯度均匀。

1.2 F墩差测定

每次观测前，需要用总场F观测仪器观测标准墩的总场值，换算标准墩与其他观测墩的墩差。

1.3 置中圆的确定

为了精确地观测地磁偏角D和地磁倾角I，应将DI磁力仪的无磁经纬仪正确的安置，安置中心应该是该墩观测方位角所采用的仪器底座中心（通常在墩面的几何中心）[1-2]。

用圆规以墩面中心点（置中点）为圆心做一个φ134的圆，此圆即为DI仪的置中圆。

1.4 仪器的固定

在测量过程中要求DI仪必须固定，而复测F墩差时又需移动DI仪，因此，一般用松香固定，需要移动仪器时用酒精软化松香。

现阶段也有很多台站订制了无磁性底座，将仪器固定在底座上，无磁性卡槽固定在观测墩上，这样就可以轻易的移动仪器，便于墩差观测。

1.5 安装注意事项

（1）该仪器有特制的仪器箱。仪器从箱中取出或放回时须小心，应轻拿轻放。在取经纬仪时，要一手扶照准部，一手握扶三角基座，切勿用手握望远镜和传感器。观测完毕后，放回仪器箱内也应如此，并应依据所提供的装箱照片正确放置。

（2）仪器在三脚架上安装时，要一手握扶照准部，一手旋动三脚架中心螺旋，防止仪器滑落，卸下时也应如此。

2 测量方法

2.1 指零法测量

所谓指零法，就是在测量过程中使检测器读数精确为零，只从经纬仪的度盘读数来计算D和I。

用指零法观测确定数字记录的基线值时，因调零的时间难以掌握，需利用到记录仪器的秒采样记录，因此必须及时记录每次指零的时间和读数[3-4]。

指零法的优点具体如下。

（1）直接利用检测器的零输出，对仪器的线性度、格值等可不予考虑。

（2）不必等候读数的时间，因此测量时间短。

指零法的缺点具体如下。

（1）因每次都需及时记录时间和读数，需要两个人配合观测。

（2）观测结果只依赖于度盘读数，难免存在读数误差。

2.2近零法测量

所谓近零法，就是利用磁通门检测器在近零区域输出线性的条件，将磁通门磁轴调整到使检测器输出最接近于零的整分位置，在整分钟时读取检测器的输出量，换算为经纬仪度盘的读数。比较同时间的绝对观测数据与数字记录数据，得到数字记录的基线值[5]。

近零法的优点如下。

（1）观测人员所记录的是整分时检测器的读数，只要在观测前与记录仪器对钟，可以保证观测数据和记录数据在时间上严格同步。

（2）可以将经纬仪的读数调整到最接近于零的整分值上，不足整分的读数由检测器的读数换算得出，这样可以避免估读的误差，还可以减轻观测人员视觉上的疲劳。

（3）观测人员在读检测器读数时可远离经纬仪，这样就大大降低了观测人员对磁通门探头造成干扰的可能性，即使观测人员身上有少量磁性，也能获得一个精确的测量结果[6]。

近零法的缺点是观测时间较长，对仪器的线性度、格值等指标要求较高。

3 日常使用和维护

（1）在整个观测过程中，应突出一个轻字，即轻拿、轻放、轻操作，动作切忌粗鲁。旋转无磁经纬仪的照准部或望远镜时宜双手轻轻操作，并防止电缆缠绕或卡住仪器。各调节部位尽量利用其中间一段位置，转不动时一定不要硬转。

（2）运输过程一定要特别注意，仪器放在专用的仪器箱内，仪器箱也要轻拿轻放，无论坐火车还是飞机，都不要托运，一是仪器贵重，二是托运无法保证精密仪器无干扰。步行时尽量提着仪器，如果想拉仪器箱，一定要走平坦道路，不要造成颠簸，更不要摔到儀器箱。图1为运输仪器箱。

（3）由于DI仪是高精密光学仪器，仪器在防潮和防虫等方面都必须考虑，不然一旦内部器件出现雾气或者蚊虫结网，清理就非常麻烦，所以我们自己制作了玻璃防护罩加以保护。如图2，我们台自己做了一个玻璃防护罩。

（4）电池出现过放电情况，停止工作立即充电;监视器电压不能低于11V，否则及时充电;在停止使用的情况下，电池保证在3个月内充电一次。

（5）无磁经纬仪与磁通门的部件，不可随意更换，探头与监测系统，不可以互换。

（6）切忌用手触摸探头盒。

（7）准确使用各手轮，不要使劲拧手轮，避免滑牙失灵。

（8）有时微动手轮不起作用，可能是制动手把未压紧所致。

（9）垂直或水平制动手把不灵，可用改锥将固定螺丝拧紧。

（10）在水平度盘上，读数窗目镜内竖线与分划线不在同一焦面上，可能原因是转盘手轮未咬实之故。

（11）观测前须打开自动补偿器手轮，观测后须及时关闭补偿值手轮，切切牢记。

（12）精密仪器须轻拿轻放，动作缓慢、细致操作。

（13）读数窗内H代表水平度盘读数，V代表垂直度盘读数，两者不可搞错。

（14）观测前，观测者必须去磁，如手表、眼镜、腰带、金属钮扣、拉链、小刀、钥匙、手机、硬币等。

（15）测D时，安装在望远镜上的传感器须严格置于水平位置。此时，垂直度盘上的读数准确置于90°或270°，否则，须重调重测。

（16）避免阳光直接照射仪器。

4 实验探索

在我们观测时，往往会忘记全面去磁，或者去磁不全，造成对仪器产出数据的干扰，所以选一个地磁平静的时段做这个小实验，明确日常小物件对仪器干扰的大小，从而引起观测者更加的重视，实验结果如下。

从实验结果表1可以看出，日常一些物件对仪器都有或多或少的干扰，强磁的物件怕对仪器造成磁性损坏，故未做近距离的实验，笔者全面去磁后，环绕DI仪几乎无干扰，实验时段地磁平静，检测器读数实验前后差0.4nT。这样就明确了，我们在做观测时，一定全身去磁，且将这些物件放置到5m以外，以免对观测造成影响。

5 DI仪的发展和Mingeo DI仪的优势

通过对国内现在用的DI仪的了解，马陵山台所用的Mingeo DI仪刻度精确度最高，有两个精度的配置，分别是精度到1″和0.6″，马陵山台属于精度为1″的这种;而其他两种DI仪，Mag-01精度到6″，国产的CTM-DI仪精度到1′，估读到0.1′。从目前国内外绝对观测的仪器使用看，Mingeo DI仪的保有量是最大的，这套仪器可以高精度地测量D和I，还可以用来测量磁偏角观测标志的天文方位角，也是流动观测地磁资料的首选[7]。

6结语

综上所述，通过对仪器原理的进一步了解，对仪器的工作操作更加得心手，仪器的使用步骤更加明晰，总结仪器使用与维护过程中的一些经验和注意事项，避免以后犯同样的错误，通过实验，了解了观测时去磁的重要性，细化了物品对观测干扰的大小，让后来观测者更加注意。对比国内外现有的DI仪，精度Mingeo DI仪是最高的，这就保证了其更广泛的应用。我们理顺了绝对观测的步骤，明细了仪器运送、使用和维护的注意事项，量化了常见的日常干扰，为以后的绝对观测提供可靠的依据。

参考文献

[1]吴刚.地震作用下曲线梁桥合理约束体系研究[D].南京：东南大学，2018.

[2]黎雅乐.强震下混凝土连续梁桥的倒塌破坏与控制研究[D].南京：东南大学，2017.

[3]袁丹丹.基于磁通门的地面三分量磁日变测量装置研究[D].长春：吉林大学，2020.

[4]张涛.自动化地磁偏角倾角绝对测量仪测量误差研究[D].北京：中国地震局地球物理研究所，2019.

[5]罗玉芬，王建格，陆镜辉.肇庆地磁台基线值观测精度分析[J].华南地震，2021，41（3）：148-154.

[6]张广兴，张野.光电经纬仪补充条件定位方法及其应用[J].测控技术，2021，40（8）：86-89，111.

[7]赵巨波.经纬仪密封结构设计研究[J].机电产品开发与创新，2021，34（4）：34-35.

作者简介：马佰顺（1982—），男，本科，助理工程师，研究方向为地震监测。