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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 無(wú)人機(jī)航空氦光泵磁力儀的設(shè)計(jì)
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 該作品是針對(duì)當(dāng)今航空氦光泵磁力儀個(gè)體龐大的、笨重的前提下而設(shè)計(jì)的一個(gè)小型化無(wú)人機(jī)航空氦光泵磁力儀（以下簡(jiǎn)稱航磁儀）。本航磁儀是利用He原子的光譜線在外磁場(chǎng)中產(chǎn)生塞曼分裂后通過(guò)核磁共振的方法進(jìn)行磁場(chǎng)測(cè)量的。其靈敏度非常高，一般情況下可達(dá)到0.01nT的數(shù)量級(jí)。 該航磁儀具有多參量，高精度，小型化，數(shù)字化，全自動(dòng)，低功耗，高反應(yīng)速度和高環(huán)境適應(yīng)性等優(yōu)點(diǎn)，解決磁力儀在無(wú)人機(jī)上使用的難題。
- 詳細(xì)介紹：
- 本課題研究的是無(wú)人機(jī)航空氦光泵磁力儀（簡(jiǎn)稱航磁儀），現(xiàn)在市場(chǎng)上應(yīng)用的航磁儀體積龐大，本課題的亮點(diǎn)就是使航磁儀小型化，可以采用無(wú)人機(jī)裝載，提高了探測(cè)空間的靈活性。我們?cè)O(shè)計(jì)的航磁儀具有多參量，高精度，小型化，數(shù)字化，全自動(dòng)，低功耗，高反應(yīng)速度和高環(huán)境適應(yīng)性等優(yōu)點(diǎn)，解決磁力儀在無(wú)人機(jī)上使用的難題。 本航磁儀是利用氦原子的光譜線在外磁場(chǎng)中產(chǎn)生塞曼分裂后通過(guò)核磁共振的方法進(jìn)行磁場(chǎng)檢測(cè)的。其靈敏度非常高，理論靈敏度高達(dá)10-2―10-4nT的響應(yīng)頻率,一般情況下可達(dá)到0.01nT的量級(jí)。 應(yīng)用范圍：1)礦產(chǎn)勘察 根據(jù)很多礦物質(zhì)具有磁性或其礦體在成因或空間上與某些磁性地質(zhì)體構(gòu)造有關(guān)的特點(diǎn)，可進(jìn)行礦產(chǎn)勘察，如：鐵礦、鉛鋅礦、銅礦等。 同時(shí)還可以配合礦區(qū)勘探，研究礦體的埋深、產(chǎn)狀和連續(xù)性，研究礦體的形狀、大小，估計(jì)礦床規(guī)模等。 2)地震前兆監(jiān)測(cè) 地震、火山噴發(fā)等地質(zhì)災(zāi)害前地磁場(chǎng)會(huì)先于災(zāi)害一段時(shí)間產(chǎn)生微小變化，雖然只有幾秒鐘，但對(duì)生命非常重要。 3)其它方面應(yīng)用：地質(zhì)構(gòu)造研究，探測(cè)與磁性相關(guān)的地質(zhì)構(gòu)造，配合基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查。斷層定位，水文觀測(cè)。對(duì)金屬埋藏物定位，鐵制軍火偵測(cè)，工程勘察，管線探測(cè)，鐵路測(cè)量，環(huán)境監(jiān)測(cè)，考古等。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 該作品是針對(duì)當(dāng)今航空氦光泵磁力儀個(gè)體龐大的、笨重的前提下而設(shè)計(jì)的一個(gè)小型化無(wú)人機(jī)航空氦光泵磁力儀（以下簡(jiǎn)稱航磁儀）。本航磁儀是利用He原子的光譜線在外磁場(chǎng)中產(chǎn)生塞曼分裂后通過(guò)核磁共振的方法進(jìn)行磁場(chǎng)測(cè)量的。其靈敏度非常高，理論靈敏度高達(dá)10-2-10-4nT的響應(yīng)頻率，一般情況下可達(dá)到0.01nT的數(shù)量級(jí)。 該航磁儀具有多參量，高精度，小型化，數(shù)字化，全自動(dòng)，低功耗，高反應(yīng)速度和高環(huán)境適應(yīng)性等優(yōu)點(diǎn)，解決磁力儀在無(wú)人機(jī)上使用的難題。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 現(xiàn)有地面及海洋型磁力儀體積大且笨重，完全無(wú)法實(shí)現(xiàn)單人操作；飛機(jī)機(jī)艙狹小，磁力儀安裝于飛機(jī)上占據(jù)其中大量寶貴空間；航空物探雖能保證大面積地質(zhì)勘察，但無(wú)法進(jìn)行小面積地區(qū)的精確勘察。 無(wú)人機(jī)航空氦光泵磁力儀的研制成功將對(duì)以后便攜式氦光泵磁力儀和地面型、海洋型氦光泵磁力儀的研制發(fā)展起到關(guān)鍵作用。采用小型化技術(shù)的航磁儀不但為用戶提供便捷的單人和自動(dòng)操作，而且可提供小面積地區(qū)的高精度磁場(chǎng)測(cè)量。此外航磁儀不但可減小占用飛機(jī)等載體的有效載重及空間，也可應(yīng)用于無(wú)人機(jī)等小型航空載體。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 本作品于2011年4月在北華航天工業(yè)學(xué)院第三屆“挑戰(zhàn)杯”課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽中榮獲特等獎(jiǎng)。 目前與中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘查研究所合作對(duì)作品進(jìn)行了初期的測(cè)試。
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無(wú)
作品可展示的形式
- 1）實(shí)物、產(chǎn)品 2）現(xiàn)場(chǎng)演示 3）圖片 4）樣品
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 我們所設(shè)計(jì)的是無(wú)人機(jī)航空氦光泵磁力儀具有多參量，高精度，小型化，數(shù)字化，全自動(dòng)，低功耗，高反應(yīng)速度，高靈活性和高環(huán)境適應(yīng)性等優(yōu)點(diǎn)。小型化的航磁儀的研制成功可以用于無(wú)人機(jī)等空間載重受限場(chǎng)合，大大提高了航空物探的實(shí)用性與可行性，從而為我國(guó)的鐵礦以及其它金屬礦產(chǎn)探測(cè)工作起到積極作用。此外航磁儀在地震前兆監(jiān)測(cè)，地質(zhì)構(gòu)造研究，工程勘察，環(huán)境監(jiān)測(cè)，考古等方面也有很大的應(yīng)用。 由此可見(jiàn)，本作品投入市場(chǎng)后能帶來(lái)的巨大經(jīng)濟(jì)效益。
同類課題研究水平概述
- 從20世紀(jì)至今，磁力儀從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，機(jī)械原理到現(xiàn)代的電子技術(shù)的發(fā)展過(guò)程。自1965年美國(guó)的瓦林公司生產(chǎn)出世界上第一臺(tái)航磁垂直梯度儀以后，國(guó)外的許多儀器公司從80年代中期以來(lái)相繼推出各種新的航磁梯度測(cè)量?jī)x。加拿大和美國(guó)較早注意到梯度測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)，于60年代就開(kāi)始了對(duì)高精度航磁梯度測(cè)量?jī)x器和方法理論的研究，70年代末初步獲得成功，80年代開(kāi)始投入生產(chǎn)應(yīng)用。近20年來(lái)，在勘查油氣田，金屬礦產(chǎn)，甚至軍事設(shè)施等方面都要比過(guò)去的航磁總量測(cè)量法取得了更好的測(cè)量效果。 國(guó)內(nèi)技術(shù)情況：光泵磁力儀早在20世紀(jì)50年代就研制成功并于地球物理勘探，而在國(guó)內(nèi)將光泵磁力儀用于航磁測(cè)量是在20世紀(jì)80年代開(kāi)始的。目前，在航磁儀測(cè)量應(yīng)用最多的光泵磁力儀是氦光泵磁力儀和銫光泵磁力儀。由中國(guó)國(guó)土資源航空物探遙感中心研制的HC-2000氦光泵磁力儀，靈敏度達(dá)0.3pt，性能穩(wěn)定，代表了國(guó)內(nèi)航空磁力儀的先進(jìn)水平。 國(guó)外技術(shù)水平情況：主要的光泵磁力儀有Scitrex公司生產(chǎn)的CS-3銫光泵磁力儀、Geometrics公司的G-858銫光泵磁力儀和Polatomic公司的P-2000氦光泵磁力儀，它們的靈敏度分別達(dá)到0.6pt、0.01nt和0.3pt，基本代表了國(guó)外的光泵磁力儀的發(fā)展水平。其中，美國(guó)Polatomic公司率先用氦激光器代替原來(lái)的氦燈，研制出的P-2000比遠(yuǎn)磁力儀的精度提高了很多。
