題-1_100_100.jpg)
基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 無人機(jī)航空氦光泵磁力儀的設(shè)計(jì)
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 該作品是針對當(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)小型化無人機(jī)航空氦光泵磁力儀（以下簡稱航磁儀）。本航磁儀是利用He原子的光譜線在外磁場中產(chǎn)生塞曼分裂后通過核磁共振的方法進(jìn)行磁場測量的。其靈敏度非常高，一般情況下可達(dá)到0.01nT的數(shù)量級。 該航磁儀具有多參量，高精度，小型化，數(shù)字化，全自動，低功耗，高反應(yīng)速度和高環(huán)境適應(yīng)性等優(yōu)點(diǎn)，解決磁力儀在無人機(jī)上使用的難題。
- 詳細(xì)介紹：
- 本課題研究的是無人機(jī)航空氦光泵磁力儀（簡稱航磁儀），現(xiàn)在市場上應(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，可以采用無人機(jī)裝載，提高了探測空間的靈活性。我們設(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，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中產(chǎn)生塞曼分裂后通過核磁共振的方法進(jìn)行磁場檢測的。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。 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 地震、火山噴發(fā)等地質(zhì)災(zāi)害前地磁場會先于災(zāi)害一段時(shí)間產(chǎn)生微小變化，雖然只有幾秒鐘，但對生命非常重要。 3)其它方面應(yīng)用：地質(zhì)構(gòu)造研究，探測與磁性相關(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。對金屬埋藏物定位，鐵制軍火偵測，工程勘察，管線探測，鐵路測量，環(huán)境監(jiān)測，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)小型化無人機(jī)航空氦光泵磁力儀（以下簡稱航磁儀）。本航磁儀是利用He原子的光譜線在外磁場中產(chǎn)生塞曼分裂后通過核磁共振的方法進(jìn)行磁場測量的。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。 該航磁儀具有多參量，高精度，小型化，數(shù)字化，全自動，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，但無法進(jìn)行小面積地區(qū)的精確勘察。 無人機(jī)航空氦光泵磁力儀的研制成功將對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操作，而且可提供小面積地區(qū)的高精度磁場測量。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)用于無人機(jī)等小型航空載體。
獲獎情況及鑒定結(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)科技作品競賽中榮獲特等獎。 目前與中國地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘查研究所合作對作品進(jìn)行了初期的測試。
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 1）實(shí)物、產(chǎn)品 2）現(xiàn)場演示 3）圖片 4）樣品
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 我們所設(shè)計(jì)的是無人機(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，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人機(jī)等空間載重受限場合，大大提高了航空物探的實(shí)用性與可行性，從而為我國的鐵礦以及其它金屬礦產(chǎn)探測工作起到積極作用。此外航磁儀在地震前兆監(jiān)測，地質(zhì)構(gòu)造研究，工程勘察，環(huán)境監(jiān)測，考古等方面也有很大的應(yīng)用。 由此可見，本作品投入市場后能帶來的巨大經(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)展過程。自1965年美國的瓦林公司生產(chǎn)出世界上第一臺航磁垂直梯度儀以后，國外的許多儀器公司從80年代中期以來相繼推出各種新的航磁梯度測量儀。加拿大和美國較早注意到梯度測量的優(yōu)點(diǎn)，于60年代就開始了對高精度航磁梯度測量儀器和方法理論的研究，70年代末初步獲得成功，80年代開始投入生產(chǎn)應(yīng)用。近20年來，在勘查油氣田，金屬礦產(chǎn)，甚至軍事設(shè)施等方面都要比過去的航磁總量測量法取得了更好的測量效果。 國內(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，而在國內(nèi)將光泵磁力儀用于航磁測量是在20世紀(jì)80年代開始的。目前，在航磁儀測量應(yīng)用最多的光泵磁力儀是氦光泵磁力儀和銫光泵磁力儀。由中國國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，代表了國內(nèi)航空磁力儀的先進(jìn)水平。 國外技術(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，基本代表了國外的光泵磁力儀的發(fā)展水平。其中，美國Polatomic公司率先用氦激光器代替原來的氦燈，研制出的P-2000比遠(yuǎn)磁力儀的精度提高了很多。
