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超导磁力仪（超导磁力仪现实应用）
发布时间：2023-05-31 16:08:08
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大家好！今天让创意岭的小编来大家介绍下关于超导磁力仪的问题，以下是小编对此问题的归纳整理，让我们一起来看看吧。
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本文目录:
什么是超导武器？
军事专家们预言：超导技术应用于军事领域，将导致未来战场上的武器装备和作战方式出现一系列的变革，并将对军事战略和战术思想产生深远的影响。
超导军舰是怎样航行的呢？如果在舰艇上安装电磁铁，在海水中便会产生磁力线，同时产生方向与磁力线相垂直的电流。在磁场与电流的相互作用下，推动海水向后运动。由于海水的反作用力，使舰艇获得一种向前的推动力。
超导舰艇由于取消了传统的螺旋桨推进部件，因而具有结构简单、维修方便、推力大、航速高、无震动、无噪声、无污染、造价低等诸多优点。在潜艇上应用超导推进系统以后，能有效地消除噪声影响，降低红外辐射，更不易被敌方发现，从而大大地提高了自我生存能力和快速机动的突防能力。
激光武器耗能大，它要求在瞬间提供数十亿到数百亿焦耳的能量。而且目前的贮能装置所贮存的能量都非常有限，很难满足这一要求。
超导技术的发展，为激光武器提供了新的能源。采用由超导材料做成的超导闭合线圈就是一种理想的贮能装置。因为在超导线圈中的电流是一种持久的电流，只要将线圈保持超导状态，则它所贮存的电磁能便会毫无损耗地长期保存下去，并可随时把强大的能量提供给激光武器。激光武器一旦有了超导贮能器，就如虎添翼，好比是有了一个机动灵活而又容量无比的弹药库，可时刻保持高度的战备状态。一旦受到敌方飞机、坦克、导弹等的侵犯，便可随时给予有力的回击。
利用超导技术来发射航天飞机，这是专家们多年来的梦想，但因受技术条件的限制而难以成为现实。近年来国际上超导材料研究中的突破性进展，为实现这一梦想创造了技术条件。
计划中用来发射航天飞机的超导磁悬浮发射装置，由一条长3500米的水平导轨与一条2000米高的垂直导轨相连接，形成一个接近于90°的弧形陡坡。导轨采用新型常温超导材料。
发射时，庞大的航天飞机在磁悬浮力的作用下，沿水平导轨前进并逐渐加速，当到达终端的弧形轨道后，便随弧形轨道而改变前进方向，并以每小时500~600千米的速度飞离发射装置。与此同时，航天飞机的发动机点火并开始工作，靠它自身的动力直刺苍穹。
采用超导磁悬浮发射装置，可以取代用火箭发射航天飞机的传统做法。这样可以减轻航天飞机自身的重量，增加有效载荷，并且推力大、耗能少、起飞速度快、安全可靠，可以多次重复使用，能节约大量经费。
专家们认为，还可用超导材料制成超导电磁炮、超导火箭发射架、超导磁力仪、超导陀螺仪、超导雷达天线、超导接收机和超导卫星等等。可见超导材料的发展前景是极其诱人的。
磁测仪器和磁法勘探野外工作方法
1.磁力仪
磁力仪的种类很多，大致可分为两大类，即机械式磁力仪和电磁式磁力仪。
由于磁法勘探早期主要以勘探磁性较强的固体矿产为主，使用的仪器主要为机械式磁力仪(又称磁秤)，机械式磁力仪可分为刃口式和悬丝式两种，而每种又可分为垂直磁力仪(测量磁场强度垂直分量)和水平磁力仪(测量水平分量)，仪器的灵敏度一般为n×10nT，主要用于地面磁测。随着磁法勘探研究的深度和空间范围的不断扩展，近年来已经向地壳深部与向微磁、弱磁性的地质对象勘探转变，不仅在油气藏、地热、煤田等弱磁性领域扩大磁法的应用，而且在考古、环境污染、灾害预测等方面也有应用。这就要求磁测仪器具有较高的灵敏度，所以磁测仪器加速了发展速度。第一代磁力仪利用永久磁铁或感应线圈，如机械式磁力仪;第二代磁力仪应用高导磁性材料或原子、核子的特性以及复杂的电子线路，如质子磁力仪和光泵磁力仪;第三代磁力仪利用低温量子效应制成的超导磁力仪。同时，磁性参数的综合利用方法，也从研究单一磁导参量和磁性参数向三分量、磁梯度和磁各向异性等多种磁性参数综合研究与利用方向发展。
在我国，继质子旋进式磁力仪问世以来，又相继出现了光泵式、感应式、低温超导式和高温超导式磁力仪。随着电子技术和计算机技术的飞速发展，促进了地球物理仪器的更新换代，弱磁测量仪器的灵敏度不断提高(n×10nT、1nT、0.1nT、0.001nT、10－6nT)。高精度的弱磁测量可以带来新的地质信息，取得新的地质效果，促进磁法研究向深层次发展。
电磁式(高灵敏度)磁力仪主要包括磁通门磁力仪、质子旋进磁力仪、光泵磁力仪、感应类磁力仪和超导类磁力仪等。这些高灵敏度磁测量仪器由于其工作范围较宽(动态范围大)，除可用于微弱磁信号的检测，如航空磁测、海洋磁测和井中磁测外，还可以用于对磁测精度要求不高的地面磁法勘探中。下面介绍几种电磁式(高灵敏度)磁力仪。
(1)质子磁力仪
质子旋进又称核子旋进(核旋)、质子(核子)自由旋进。这种磁力仪是核磁共振现象的理论和实验研究所取得的成果在地学仪器中的成功应用。其工作原理是:磁测探头内注有煤油、水、酒精、苯等富含氢原子的溶液，在强磁场的作用下，氢原子核，即质子的磁矩出现顺磁性，呈现宏观磁矩，在强磁场方向下作走向排列，这称为样品的极化。磁场越强，作用时间越长，极化作用越大。垂直地磁场的磁化场停止后，宏观磁矩绕地磁场总强度T作拉莫尔旋进。旋进频率和地磁场强度T的换算关系为
环境与工程地球物理勘探
旋进讯号频率f和T成正比，T越大，讯号越强。目前质子磁力仪的测程一般是20000～100000nT。20000nT以下的讯号太弱，测量困难。
目前质子旋进磁力仪的灵敏度约为0.1nT。
(2)光泵磁力仪
光泵磁力仪是一种高灵敏度和高精度的磁测设备，它是以元素的原子能级在磁场中产生蔡曼分裂为基础，再加上光泵技术和磁共振技术而制成。
现在以氦(4He)光泵磁力仪为例说明其原理。所谓光泵作用，是用氦灯照射气压较低的氦(4He)吸收室，产生亚稳态正氦的原子，这里原子都存在磁矩，光泵作用的结果是使原子的磁矩达到定向排列。
对于氦光泵磁力仪而言，磁矩和外磁场强度F(单位:nT)的磁共振频率，有如下关系:
环境与工程地球物理勘探
显然，f0的频率比核旋的频率高得多。
光泵磁力仪的灵敏度可达0.01nT。
(3)磁通门磁力仪
早期最原始的磁通门磁力仪，是激励线围绕在最里面，外面绕讯号线圈，反馈线圈为单片坡莫合金。这种探头的缺点是基波分量大，所以后来变成双片的。这种探头，激励线圈顺接，讯号线围绕在外面，所以没有外磁场存在时，两边的基波分量是抵消的，这就突出了二次谐波分量。必须记住，磁通门只有激励到饱和，才有讯号，讯号和磁场成比例。这种双片的典型探头，现在还在用。
图4－2 磁通门探头
探头后来发展成闭合磁路，就是现在磁通门探头用的。最新研制的磁通门探头如图4－2所示。探头只有一组线圈，激励从两端加入，中心抽头既是讯号，又是反馈。所以，这一组线圈起到激励、讯号、反馈三种作用。如果两边的圈数相等，电感相等，分布电容相等，两边的干扰(包括基波分量)可以抵消。所以这种探头灵敏度虽低(2～4μV/nT)，但非常稳定，1.8cm的探头，当激励频率为0.1～10Hz时，噪声水平在1nT。若用方波或正弦波激励，噪声水平还可以降低一些。用这种探头做成的磁力梯度仪，已经成功。
磁通门磁力仪的灵敏率为0.2nT。
(4)超导量子磁力仪
超导磁力仪是现代磁力仪中灵敏度最高的仪器。它是以磁通量量子为基准的磁力仪，Φ0称作磁通量量子:
环境与工程地球物理勘探
式中:e为电子电荷量;h为普朗克常数;Φ0只能取整数。磁通的分辨率高达10－4Φ0。
利用超导电性技术、超导量子干涉器件SQUID做成的磁力仪，灵敏度可高达10－6nT，是对零磁测量的最好手段。可以测定心磁、脑磁、神经磁，是生物磁测的有力武器。超导磁力仪的量程也宽，可到几个特斯拉。另一特点是响应频率高，可从零到几十兆赫，所以可测电磁波的磁分量。这种特性使它在地球物理学中，可制成航空磁梯度仪，可用于大地电磁法和磁测深中。在岩石磁学和古地磁学中，可以测定磁性十分微弱的岩石标本，分辨率为5×10－8电磁单位。这种仪器的探头，需要液氦的低温条件，因此，费用昂贵。
20世纪末，高温超导弱磁测量也得以开展。高温超导量子干涉器HTcrf·SQUID测弱磁技术已经达到了170fT的水平。超导磁力仪的灵敏度可达0.1pT。
(5)磁性测定仪器
磁性测定有剩磁和感磁。测定剩磁的仪器现在主要是磁通门磁力仪，美国的DSM—1数字旋转式磁力仪，英国的Mini－spin都属于磁通门磁力仪。无定向磁力仪剩磁和感磁都能测。感磁在这里，主要是指磁化率。
磁化率测量仪由主机、电源及探头组成。野外探测器呈长杆形，装有振荡电路。振荡电路在长杆末端探头(传感器)的线圈里产生交变磁场，磁场强度较弱，不到100A/m。探头同时又接收处于磁场影响之内的物质返回的信息，而这一信息又与物质的磁化率成比例。信息以脉冲的形式传回主机，主机则显示为磁化率值。主机可接上微机，进行数据处理。
野外测量的探头有两种类型:一种探头的传感器做成环形，直径近20cm，有点像探雷器，探测时需接触地面，有效探测深度约10cm;另一种探头的端部为尖形，直径1.5cm，必须与探测目标直接接触，或用钻头在表土上钻一小孔，把探头插入孔中测量。
想要测量地表以下更深处介质的磁化率，就需使用另一种野外磁化率测量仪器，它由发射器、接收器、电子仪器和控制系统组成。发射器和接收器分别装在水平横杆的两端，它们的中间是电子仪器和控制系统。发射器发射的变化磁场(一次磁场)在地下介质中产生电流，而电流反过来又产生磁场(二次磁场)，并为接收器所接收，由此可得磁场的虚、实分量。所谓某磁场分量的虚分量是指该分量与一次磁场相位相差90°时那部分磁场的振幅，而与一次磁场同相的那部分磁场的振幅，称为实分量，所以前者又称为异相分量，后者又称为同相分量。这种仪器在低频(约4kHz)工作时，测量实分量，可求得介质的磁化率，而在高频(约40kHz)工作时，测量虚分量，可求得介质的电导率。横杆的长度可以变化，亦即改变发射器与接收器之间的距离，相应地也就改变了探测的深度。
2.野外工作方法
(1)测网的布置及野外观测方法
磁法勘探一般分为普查、详查和精测三种。野外测网密度主要取决于所探测的目标，由工作比例尺来决定。普查是用于了解区域构造地质特征，划分大的岩体或了解局部构造的位置、范围及产状等，一般采用1∶20万或1∶10万的比例尺布置测网。详查是用来了解构造形态及地质体的分布状况，一般采用1∶5万或1∶1万的比例尺进行工作。精测是为了具体查清某构造或地质体的产状及赋存情况等，一般采用1∶500或1∶5000的比例尺，测点距可密到2m×5m。布置测网的原则是测线必须大致垂直构造走向和探测体长轴方向，对于近似等轴状探测体的勘探可采用方格网。密度要求一般要有2～3条测线，每条测线要有3～5个点通过异常区。
磁测精度一般用均方误差来衡量，我国磁测工作采取三级精度标准:高精度，均方误差小于等于5nT;中精度，均方误差为6～15nT;低精度，均方误差大于15nT。一个工区的磁测精度，通常都是通过系统重复观测确定的。在非异常区计算均方误差，异常区和磁场梯度大的地区采用平均相对误差。在水文、工程地质工作中，磁测精度要求一般应在中等精度以上。
磁测野外工作，由于磁力仪比较轻便，一般采用两人一个台组，在布置好的测网上逐点进行观测。在测区附近必须设立基点观测站，每天在出工和收工时要进行基点测量，其作用是将测区内的观测结果换算到统一的水平(校正)。另外还应设立日变观测站，以便消除地磁场短周期扰动的影响。基点和日变观测站应选择在干扰噪音小的地方。
(2)观测结果的整理
磁测取得的数据必须进行整理，以求出磁性体在各测点产生的磁异常值。在强磁区工作时，只要算出测点相对于基点的磁场增量就可以认为是测点的异常值。在弱磁区工作或精密磁测时，还要对计算的结果进行各种改正。一般改正的项目有:
1)日变改正，目的是消除地磁场日变对观测的影响;
2)温度改正，目的在于消除因温度变化引起磁力仪性能改变而使读数受到的影响;
3)零点改正，目的是消除因仪器性能不稳所产生的零点飘移。
在磁测精度要求较低时，上述三项改正可一并考虑，采用“混合改正”。测区较大时，还要进行纬度改正。
由于高精度磁测仪器无零点漂移和温度的影响，故无需作温度改正和零点改正。考虑到环境及工程测量中所调查的范围不是太大，一般不进行纬度改正。
最后将改正后的数据绘制成各种图件，如剖面图、剖面平面图、等值线平面图等，以供定性、定量解释时使用。
(3)航空磁测工作方法简介
在航空磁测中，磁力仪装在飞机上，多测量ΔT值，仪器是连续自动记录的。飞行高度、测网密度依工作比例尺而定。飞行时首先按基线飞行，然后进入测线飞行。
测量结果要进行各项改正(日变、零点位移、纬度、偏向、零线位置改正等)，最后绘制成各种比例尺的ΔT剖面平面图和等值线平面图等。
磁测仪器和磁法勘探野外工作方法
（一）磁力仪
磁力仪的种类很多，大致可分为两大类，即机械式磁力仪和电磁式磁力仪。
由于磁法勘探早期主要以勘探磁性较强的固体矿产为主，使用的仪器主要为机械式磁力仪（又称磁秤）。机械式磁力仪可分为刃口式和悬丝式两种，而每种又可分为垂直磁力仪（测量磁场强度垂直分量）和水平磁力仪（测量水平分量）。仪器的灵敏度一般为n×10nT，主要用于地面磁测。随着磁法勘探研究的深度和空间范围的不断扩展，近年来已经向地壳深部与向微磁、弱磁性的地质对象勘探转变，不仅在油气藏、地热、煤田等弱磁性领域扩大磁法的应用，而且在考古、环境污染、灾害预测等方面也有应用。这就要求磁测仪器具有较高的灵敏度，所以磁测仪器加速了发展速度，第一代磁力仪利用永久磁铁或感应线圈，如机械式磁力仪；第二代磁力仪应用高导磁性材料或原子、核子的特性以及复杂的电子线路，如质子磁力仪和光泵磁力仪；第三代磁力仪为利用低温量子效应制成的超导磁力仪。同时，磁性参数的综合利用方法，也从研究单一磁导参量和磁性参数向三分量、磁梯度和磁各向异性等多种磁性参数综合研究与利用方向发展。
在我国，继质子旋进式磁力仪问世以来，又相继出现了光泵式、感应式、低温超导式和高温超导式磁力仪。随着电子技术和计算机技术的飞速发展，促进了地球物理仪器的更新换代，弱磁测量仪器的灵敏度不断提高（n×10nT，1nT，0.1nT，0.001nT，10-6nT）。高精度的弱磁测量可以带来新的地质信息，取得新的地质效果，促进磁法研究向深层次发展。
电磁式（高灵敏度）磁力仪主要包括磁通门磁力仪、质子旋进磁力仪、光泵磁力仪、感应类磁力仪和超导类磁力仪等。这些高灵敏度磁测量仪器由于其工作范围较宽（动态范围大），除可用于微弱磁信号的检测，如航空磁测、海洋磁测和井中磁测外，还可用于对磁测精度要求不高的地面磁法勘探中。下面介绍几种电磁式（高灵敏度）磁力仪。
1.质子磁力仪
质子旋进又称核子旋进（核旋）、核子（质子）自由旋进。这种磁力仪是核磁共振现象的理论和实验研究所取得的成果在地学仪器中的成功应用。其工作原理是：测磁探头内注有煤油、水、酒精、苯等富含氢原子的溶液，在强磁场的作用下，氢原子核，即质子的磁矩出现顺磁性，呈现宏观磁矩，在强磁场方向下做走向排列，这称为样品的极化。磁场越强，作用时间越长，极化作用越大。垂直地磁场的磁化场停止后，宏观磁矩绕地磁场总强度T做拉莫尔旋进，旋进频率和地磁场T的关系经过换算为
T=23.4872f（nT）
旋进讯号频率f和T成正比，T越大，讯号越强。目前质子磁力仪的测程一般是20000～100000nT。20000nT以下的讯号太弱，测量困难。
目前质子旋进磁力仪的灵敏度约为0.1nT。
2.光泵磁力仪
光泵磁力仪是一种高灵敏度和高精度的磁测设备，它是以元素的原子能级在磁场中产生蔡曼分裂为基础，再加上光泵技术和磁共振技术而制成。
现在以氦（He4）光泵磁力仪为例说明其原理。所谓光泵作用，是用氦灯照射气压较低的氦（He4）吸收室，产生亚稳态正氦的原子，这里原子都存在磁矩，光泵作用的结果是使原子的磁矩达到定向排列。
对于氦光泵磁力仪而言，磁矩和外磁场F的磁共振频率，有如下关系：
F=0.03568426f0（nT）
显然，f0的频率比核旋的频率高得多。
光泵磁力仪的灵敏度可达0.01nT。
3.磁通门磁力仪
早期最原始的磁通门磁力仪，是激励线围绕在最里面，外面绕讯号线圈，反馈线圈为单片坡莫合金。这种探头的缺点是基波分量大，所以，后来变成双片的。这种探头，激励线圈顺接，讯号线围绕在外面。所以，没有外磁场存在时，两边的基波分量是抵消的，这就突出了二次谐波分量。必须记住，磁通门只有激励到饱和，才有讯号，讯号和磁场成比例。这种双片的典型探头，现在还在使用。
探头后来发展成闭合磁路，就是现在磁通门探头用的。最新研制的磁通门探头如图4-2所示。探头只有一组线圈，激励从两端加入，中心抽头既是讯号，又是反馈。所以，这一组线圈起到激励、讯号、反馈三种作用。如果两边的圈数相等，电感相等，分布电容相等，两边的干扰（包括基波分量）可以抵消。所以这种探头灵敏度虽低（2～4μV/nT），但非常稳定，1.8cm的探头，当激励频率为0.1～10Hz，噪声水平在1nT值。若用方波或正弦波激励，噪声水平还可以降低一些。用这种探头做成的磁力梯度仪，已经成功。
图4-2 磁通门探头
磁通门磁力仪的灵敏率为0.2nT。
4.超导量子磁力仪
超导磁力仪是现代磁力仪中灵敏度最高的仪器。它是以磁通量子为基准的磁力仪，Φ0称为磁通量量子。有
Φ0=h/2e=2.07×10-15（Wb）=2.07×10-2（nT·cm2）（4-7）
上式中：e为电子电荷量；h为普朗克常数；Φ0只能取整数。磁通的分辨率高达10-4Φ0。
利用超导电性技术、超导量子干涉器件SQUID制成的磁力仪，灵敏度可高达10-6nT，是对零磁测量的最好手段。可以测定心磁、脑磁、神经磁，是生物磁测的有力武器。超导磁力仪的量程也宽，可到几个特斯拉。另一特点是响应频率高，可从零到几十兆赫，所以，可测电磁波的磁分量，在地球物理学中，利用这种特性可制成航空磁梯度仪，可用于大地电磁法和磁测深中。在岩石磁学和古地磁学中，可以测定磁性十分微弱的岩石标本，分辨率为5×10-8电磁单位。这种仪器的探头，需要液氦的低温条件，因此费用昂贵。
20世纪末，高温超导弱磁测量也得以开展。高温超导量子干涉器HTcrf·SQUID测弱磁技术已经达到了170fT的水平。超导磁力仪的灵敏度可达0.1pT。
5.磁性测定仪器
磁性测定有剩磁和感磁。测定剩磁的仪器现在主要是磁通门磁力仪，美国的DSM-1数字旋转式磁力仪，英国的Mini-spin都属于磁通门磁力仪。无定向磁力仪剩磁和感磁都能测。在这里，感磁主要是指磁化率。
磁化率测量仪由主机、电源及探头组成。野外探测器呈长杆形，装有振荡电路。振荡电路在长杆末端探头（传感器）的线圈里产生交变磁场，磁场强度较弱，不到100A/m。探头同时又接收处于磁场影响之内的物质返回的信息，而这一信息又是与物质的磁化率成比例的。信息以脉冲的形式传回主机，主机则显示其为磁化率值。主机可接上微机，进行数据处理。
野外测量的探头有两种类型：一种探头的传感器做成环形，直径近20cm，与探雷器相似，探测时需接触地面，有效探测深度约10cm；另一种探头的端部为尖形，直径1.5cm，必须与探测目标直接接触，或用钻头在表土上钻一小孔，把探头插入孔中测量。
想要测量地表以下更深一点地方介质的磁化率，就需使用另一种野外磁化率测量仪器，它是由发射器、接收器、电子仪器和控制系统组成的。发射器和接收器分别装在水平横杆的两端，它们的中间是电子仪器和控制系统。发射器发射的变化磁场（一次磁场）在地下介质中产生电流，而电流反过来又产生磁场（二次磁场），并为接收器所接收，由此可得磁场的虚、实分量。所谓某磁场分量的虚分量是指该分量与一次磁场相位相差90°时的那部分磁场的振幅，而与一次磁场同相的那部分磁场的振幅，称为实分量。所以前者又称为异相分量，后者又称为同相分量。这种仪器在低频（4kHz左右）工作时，测量实分量，可求得介质的磁化率；而在高频（40kHz左右）工作时，测量虚分量，可求得介质的电导率。横杆的长度可以变化，亦即改变发射器与接收器之间的距离，相应地也就改变了探测的深度。
（二）野外工作方法
1.测网的布置及野外观测方法
磁法勘探一般分为普查、详查和精测三种。野外测网密度主要取决于所探测的目标，由工作比例尺来决定。普查是用于了解区域构造地质特征，划分大的岩体或了解局部构造的位置、范围及产状等，一般采用1∶20万或1∶10万的比例尺布置测网。详查是用来了解构造形态及地质体的分布状况，一般采用1∶5万或1∶1万的比例尺进行工作。精测是为了具体查清某构造或地质体的产状及赋存情况等，一般采用1∶500或1∶5000的比例尺，测点距可加密到2m×5m。布置测网的原则是测线必须大致垂直构造走向和探测体长轴方向，对于近似等轴状探测体的勘探可采用方格网。密度要求一般要有2～3条测线，每条测线要有3～5个点通过异常。
磁测精度一般用均方误差来衡量，我国磁测工作采取三级精度标准：高精度，均方误差小于5nT；中精度，均方误差为6～15nT；低精度，均方误差可大于15nT。一个工区的磁测精度，通常都是通过系统重复观测确定的，在非异常区计算均方误差，异常区和磁场梯度大的地区采用平均相对误差。在水文、工程地质工作中，磁测精度要求一般应在中等精度以上。
磁测野外工作，由于磁力仪比较轻便，一般采用两人一个台组，在布置好的测网上逐点进行观测。在测区附近必须设立基点观测站，每天在出工和收工时要进行基点测量，其作用是将测区内的观测结果换算到统一的水平（校正）。另外，还应设立日变观测站，以便消除地磁场短周期扰动的影响。基点和日变观测站应选择在干扰噪音小的地方。
2.观测结果的整理
磁测取得的数据必须进行整理，以求出磁性体在各测点产生的磁异常值。在强磁区工作时，只要算出测点相对于基点的磁场增量就可以认为是测点的异常值。在弱磁区工作或精密磁测时，还要对计算的结果进行各种改正。一般改正的项目有：
1）日变改正，目的是消除地磁场日变对观测的影响。
2）温度改正，目的是消除因温度变化引起磁力仪性能改变而使读数受到的影响。
3）零点改正，目的是消除因仪器性能不稳所产生的零点漂移。
在磁测精度要求较低时，上述三项改正可一并考虑，采用“混合改正”，测区较大时，还要进行纬度改正。
由于高精度磁测仪器无零点漂移和温度的影响，故无须做温度改正和零点改正。考虑到环境及工程测量中所调查的范围不是太大，一般也不进行纬度改正。
最后将改正后的数据绘制成各种图件，如剖面图、剖面平面图、等值线平面图等，以供定性、定量解释时使用。
3.航空磁测工作方法简介
在航空磁测中，磁力仪装在飞机上，多测量ΔT值，仪器是连续自动记录的。飞行高度、测网密度依工作比例尺不同而定。飞行时首先按基线飞行，然后进入测线飞行。
测量结果要进行各项改正（日变、零点漂移、纬度、偏向、零线位置改正等），最后绘制成各种比例尺的ΔT剖面平面图和等值线平面图。
磁力测量仪器的基本原理
勘探用的测量仪器早期是弦丝式、刃口式机械式磁力仪、感应式磁力仪等、第二代磁力仪，是应用核磁共振特性，利用高磁导率软磁合金，以及复杂的电子线路组成。直到20世纪80年代提出质子旋进式磁力仪，及磁通门磁力仪等。质子磁力仪对地磁场测量的灵敏度达0.1 nT（CZM-2B型）；光泵磁力仪有氦跟踪式和铯自激式光泵磁力仪，历经20年到20世纪90年代仪器测量灵敏度达0.003 nT（HC-90型航空磁力仪），地面磁力仪HC-95灵敏为0.01 nT。
根据需要分别有：航空磁力仪、地面磁力仪、井中磁力仪、海洋磁力仪以及实验室的高灵敏度磁力仪。
磁力仪按其测量的地磁场参数及其量值，可分为相对测量仪器（如悬丝式垂直磁力仪等，它是测量地磁场垂直分量Z的相对差值）和绝对测量仪器（如质子磁力仪等，它是测量地磁场总强度了的绝对值，亦可测量相对值，或梯度值）。
4.4.1.1 磁通门磁力仪
坡莫合金是一种高磁导率，矫顽力很小的软磁合金，在外磁场作用下（磁滞延线窄而陡变）很快达到饱和磁化，所以磁通门又叫饱和磁力仪。即外磁场变化很小，感应磁场强度变化很大，仪器很灵敏。把坡莫合金做成闭合磁路；外绕激励磁线圈和讯号接收绕组输出脉冲电压与外磁场大小成正比。这类磁力仪类型很多，有航空、地面磁力仪和磁化率测量仪等。
4.4.1.2 质子旋进磁力仪
在能产生磁场的螺线管内的容器中充满富含氢的液体（如水），当通电产生磁场后，使受激发的氢原子核（质子）自旋产生磁矩，并按螺线方向平行排列，出现顺磁性宏观磁矩。当垂直于地磁场的螺线管磁场停止后，氢核的宏观磁矩绕地磁场总强度（F）方向做拉莫尔旋进，旋进频率与地磁场（F）关系为
环境地球物理学概论
表明旋进频率f与F成正比。仪器产生激励磁场的线圈也是接收线圈，并调谐为旋进频率f。因此，在一定强度的地磁场中质子旋进的磁矩将在线圈中产生感应电压，即为地磁场强度信号。
4.4.1.3 光泵磁力仪
根据原子获得能量后被激发，由低能级跃迁到高能级的原理。光泵磁力仪利用氦（4He）的原子灯，发射波长1.08μm的光，并制成平行光束与地磁场（被测磁场）方向一致，通过充有4He的吸收室，4He吸收1.08 μm光后形成正离子，并由低能级跃迁到高能级（称光泵作用），这些4He原子磁矩定向平行排列，形成宏观磁场。跃迁磁矩频率f0与地磁场T关系为
环境地球物理学概论
由于式中f0比（4.4.1）中f高很多，有利于提高仪器灵敏度。仪器在吸收室处，垂直光线入射方向加上调制磁场，使射入磁场的频度自动跟踪地磁场变化，实现自动测量。
4.4.1.4 超导磁力仪
1962年约瑟夫逊提出并经实验证实，在两块超导体中间夹着10～30 A的绝缘层，超导电子能无阻地通过，绝缘层两端无电压降，称此绝缘层为超导隧道结（约瑟夫逊结）。这种现象叫做超导隧道结的约瑟夫逊效应。
超导磁力仪就是根据约瑟夫逊效应制成的测量仪，其测量器件是由超导材料制成的闭合环，有一个或两个超导隧道结，结的截住面积很小，只要通过较小的电流（10-1～10-6A），接点处就达到临界电流Ic。（超过Ic超导性被破坏，即超导隧道结所能承受的最大超导电流）。Ic对磁场很敏感，并随外磁场的大小呈周期性起伏变化。其幅值逐渐衰减。临界电流Ic，也是透入超导结的磁能量Φ的周期函数。它利用器件对外磁场的周期性响应，对磁能量变化（与外磁场变化成正比）进行计数，已知环的面积，就可算得磁场值。
超导磁力仪是20世纪60年代中期利用超导技术研制的一种高灵敏磁力仪。其灵敏度比其他磁力仪高几个数量级（可达10-6nT），能测出10-3nT级的磁场。测程范围宽，磁场频率响应高，观测数据稳定可靠。在地磁学中，用于研究地磁场的微扰。在磁大地电流法与电磁法中，用于测量微弱的磁场变化。在岩石物理学中，用于岩石磁学研究。
由于这种仪器的探头需要低温条件，常用装于杜瓦瓶的氦进行冷却，因此使得装备复杂，费用较高，目前主要用于实验室。但是，随着超导技术研究的不断进展，相信在不久的将来，在环境地球物理学中应用会多起来。
*光泵磁力仪与超导磁力仪
（一）光泵磁力仪
继质子磁力仪之后，20世纪50年代中期光泵磁力仪开始应用于地球物理工作。它是一种高灵敏度、高精度磁力仪。
1.光泵磁力仪的物理原理
（1）塞曼分裂、能级跃迁。原子在外磁场中，由于受到磁场的作用，同一个F值（总角量子数）的能级，可分裂成（2F＋1）个磁次能级，叫做塞曼分裂。相邻磁次能级之间的能量差与外磁场成正比，这就为测定地磁场T提供了可能。
当电子从外界得到能量或向外界放出适当的能量时，即从一个能级跃迁到另一个能级，原子能级的变化，称为原子的跃迁。
（2）光泵作用。在光泵磁力仪中有的以氦为工作物质，利用光能，将原子的能态泵激发到同一个能级上的过程，就叫作光泵作用。
2.跟踪式光泵磁力仪测定地磁场T
在光泵磁力仪的探头装置里，氦灯内充有较高气压的4He。受高频电场激发后，发出1083.075nm单色光，它透过凸镜、偏振片及1/4波长片，形成1.08μm的圆偏振光照射到吸收室。光学系统的光轴应与地磁场（被测磁场）方向一致。吸收室内充有较低气压的4He，经高频电场激发，其4He原子变为亚稳态正氦，并具有磁性。从氦灯射来的圆偏振光与亚稳态正氦作用，产生原子跃迁。其跃迁频率f与地磁场T有如下关系：
地球物理勘探概论
式中：T以nT为单位。这就是说，圆偏振光使吸收室内原子磁矩定向排列，此后由氦灯发出的光，可穿过吸收室，经凸镜聚焦，照射到光敏元件上，形成光电流。
在垂直光轴方向外加射频电磁场（调制场），其频率等于原子跃迁频率f。由于射频磁场与定向排列原子磁矩的相互作用，从而打乱了吸收室内原子磁矩的排列（称磁共振）。这时，由氦灯射来的圆偏振光又会与杂乱排列的原子磁矩作用，不能穿透吸收室，光电流最弱，测定此时的射频f，就可得到地磁场T的值。当地磁场变化时，相应改变射频场的频率，使其保持透过吸收室的光线最弱，也就是使射频场的频率自动跟踪地磁场变化实现对T量值的连续自动测量。
（二）超导磁力仪
它是20世纪60年代中期研制成的一种高灵敏磁力仪。其灵敏度高出其他磁力仪几个数量级，可达10－6nT。它测程范围宽，磁场频率响应高，观测数据稳定可靠。
超导磁力仪的基本原理如下：某些金属如锡、铅、锌、铌、钽和一些合金，当它们的温度降到绝对零度附近某一温度以下时，其电阻突然降为零值。这种在低温条件下，电阻突然消失的特性，称为超导电性，具有这种性质的物质叫超导体。电阻为零时的温度，称临界温度Tc，如锡（3.7K）、铅（7.2K）、铌（9.2K）。
1962年约瑟夫逊提出并经实验证实，在两块超导体中间夹着1nm～3nm的绝缘层，超导电子能无阻地通过，绝缘层二端无电压降，此绝缘层叫超导隧道结（约瑟夫逊结），这种现象叫做超导隧道结的约瑟夫逊效应。
超导磁力仪是利用约瑟夫逊效应测量磁场，其测量器件是由超导材料制成的闭合环，有一个或两个超导隧道结。结的截面积很小，只要通过较小的电流（10－4A～10 －6A），接点处就达到临界电流Ic（超过Ic超导性被破坏，即结所能承受的最大超导电流）。Ic对磁场很敏感，它随外磁场的大小呈周期性起伏，其幅值逐渐衰减。临界电流Ic，也是透入超导结的磁通量Φ的周期函数。它利用器件对外磁场的周期性响应，对磁通量变化（与外磁场变化成正比）进行计数；已知环的面积，就可算得磁场值。
在应用地球物理领域内，可制成超导航空磁力梯度仪；在地磁学中可用于研究地磁场的微扰；在磁大地电流法中可用于测量微弱的磁场变化；它还可用于岩石磁学研究。由于这种仪器的探头需要低温条件，常用装于杜瓦瓶的液态氦进行冷却，装备复杂，费用较高。
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