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                                             GMS-07綜合電磁法儀
一、GMS-07綜合電磁法儀
    像地震法那樣，先進(jìn)的電磁法記錄儀都應(yīng)該是多道的、同時(shí)采集電磁場(chǎng)信號(hào)的儀器系統(tǒng)。
    GMS－07綜合電磁法儀是德國(guó)Metronix公司在過(guò)去30多年在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)地球物理電磁儀器方面所積累經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，研制開(kāi)發(fā)出的新一代產(chǎn)品。磁場(chǎng)和電場(chǎng)傳感器直接與主機(jī)ADU－07連接，組成完整的GMS－07觀測(cè)系統(tǒng)。多個(gè)ADU－07或多個(gè)GMS－07可用輕便的網(wǎng)線、無(wú)線局域網(wǎng)或內(nèi)置的GPS連接一起，組成多道、同時(shí)采集電磁場(chǎng)信號(hào)的儀器系統(tǒng)。

二、主機(jī)ADU-07的主要特點(diǎn)

具有10個(gè)數(shù)據(jù)采集通道，可以采集多達(dá)10個(gè)電磁場(chǎng)信號(hào)或其它地球物理場(chǎng)信號(hào)
每個(gè)通道有兩個(gè)不同類型的、24位A/D轉(zhuǎn)換器：DC－500Hz低頻段L型A/D轉(zhuǎn)換器，1Hz-250KHz高頻段H型A/D轉(zhuǎn)換器。在低頻段記錄時(shí)可以獲得高頻段信號(hào)，反之亦然；不同類型的傳感器可與ADU－07連接，同時(shí)記錄不同頻段的信號(hào)
通頻帶最寬，從直流-250kHz,，覆蓋了所有地球物理電磁場(chǎng)的頻率范圍。對(duì)不同通道可同時(shí)設(shè)置不同的采樣率，因此可以同時(shí)采集不同頻段的信號(hào)，除固定的頻帶外，還可自由設(shè)置頻帶范圍
可通過(guò)下列手段對(duì)儀器進(jìn)行控制或下載數(shù)據(jù)：
① 通過(guò)以太網(wǎng)
② 通過(guò)局域網(wǎng) 
③ 通過(guò)藍(lán)牙技術(shù)PDA
④ 通過(guò)裝有預(yù)置程序的U盤
⑤ 通過(guò)筆記本電腦
⑥ 通過(guò)Internet網(wǎng)（固定站模式）
⑦ 通過(guò)手機(jī)上網(wǎng)控制　　　　　　　　　　　　　　　
可以做為獨(dú)立系統(tǒng)工作，也可以多至32個(gè)
ADU－07組成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)同步工作
在多道和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中由高精度的、內(nèi)置GPS同步　
與Metronix生產(chǎn)的、所有類型的電、磁傳感器兼容
自動(dòng)補(bǔ)償電極極化電位
實(shí)時(shí)自檢和包括傳感器在內(nèi)的自行標(biāo)定
實(shí)時(shí)顯示工作狀態(tài)，自動(dòng)檢索儀器故障
在線實(shí)時(shí)處理、實(shí)時(shí)顯示時(shí)間系列和各種MT參數(shù)
12V電瓶供電，功耗3－5瓦（低頻）
牢固、防水，重8Kg
工作溫度，從 　-40℃— +70℃
ADU－07內(nèi)置網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，運(yùn)行測(cè)量的所有設(shè)置均由網(wǎng)絡(luò)界面控制，任何網(wǎng)絡(luò)瀏覽器均可進(jìn)入，不需要在PC機(jī)或PDA上安裝任何軟件。內(nèi)置的MAPROS軟件執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的MT，AMT，遠(yuǎn)參考道，EMAP，CSAMT等現(xiàn)場(chǎng)處理或脫機(jī)處理任務(wù)。所有的數(shù)據(jù)處理方法都是建立在robost算法基礎(chǔ)之上，此外還含有四種提高信噪比的數(shù)據(jù)處理方法，以壓制不同的噪聲干擾（詳見(jiàn)GMS-06地球物理電磁場(chǎng)觀測(cè)系統(tǒng)介紹中的MAPROS去噪功能）。
應(yīng)用外置的、GPS控制的發(fā)射機(jī)，可以進(jìn)行實(shí)時(shí)疊加的CSAMT和CSEMM觀測(cè)。

三、ADU-07可實(shí)現(xiàn)的電磁法功能
單臺(tái)MT和AMT觀測(cè)
遠(yuǎn)參考道觀測(cè)
EMAP觀測(cè)和網(wǎng)絡(luò)式觀測(cè)
CSAMT和CSEMM觀測(cè)
EH4功能
ADU-07是當(dāng)今世界上電磁觀測(cè)系統(tǒng)中技術(shù)含量最高，功能最齊，技術(shù)指標(biāo)最先進(jìn)的儀器。由于它具有10個(gè)數(shù)據(jù)采集道，因此一臺(tái)ADU-07便可以組成不同的觀測(cè)系統(tǒng)：
當(dāng)10個(gè)數(shù)據(jù)采集道都裝配高頻數(shù)據(jù)采集板時(shí)，可以采集10道、頻帶1Hz—250KHz的電磁場(chǎng)信號(hào)，如果關(guān)閉高通濾波器其頻帶可擴(kuò)展至0.01Hz—250KHz。該頻帶范圍適合于探測(cè)0m—3，000m深度范圍內(nèi)任何目標(biāo)層（體）。  在這種10道結(jié)構(gòu)下，其中2道用來(lái)記錄水平磁場(chǎng)信號(hào)Hx和Hy，另外8道用于記錄8個(gè)電場(chǎng)信號(hào)，于是一臺(tái)ADU-07主機(jī)便可以同時(shí)完成四個(gè)測(cè)點(diǎn)的觀測(cè)任務(wù)，工作效率提高四倍。可稱其為高頻EMAP。
當(dāng)10個(gè)數(shù)據(jù)采集道都裝配低頻數(shù)據(jù)采集板時(shí)，可以采集10道、頻帶  500Hz—直流的電磁場(chǎng)信號(hào)，可以勘探300m深以下的目標(biāo)層（體）。同時(shí)在這種結(jié)構(gòu)下，可用一臺(tái)ADU-07主機(jī)同時(shí)完成四個(gè)測(cè)點(diǎn)的任務(wù)。可稱其為低頻EMAP。
當(dāng)ADU-07的五個(gè)數(shù)據(jù)采集道裝配高頻數(shù)據(jù)采集板，另五個(gè)數(shù)據(jù)采集道裝配低頻數(shù)據(jù)采集板時(shí)，可同時(shí)觀測(cè)全頻段，即直流—250KHz的電磁場(chǎng)信號(hào)。
在探測(cè)從地表淺層至上地幔內(nèi)部電性結(jié)構(gòu)時(shí)，往往要觀測(cè)周期長(zhǎng)達(dá)200，000秒的電磁場(chǎng)信號(hào)，此時(shí)可以把磁通門磁力儀FGS—01（頻寬20秒—200，000秒）和感應(yīng)式磁力儀MFS—06（頻寬10，000Hz—10，000秒）以及四個(gè)電極共同與ADU—07主機(jī)連接，以獲得10，000Hz—200，000秒的電磁場(chǎng)數(shù)據(jù)。
如果配以發(fā)射系統(tǒng)，則可以實(shí)現(xiàn)上述觀測(cè)結(jié)構(gòu)下的CSAMT觀測(cè)結(jié)果。
可見(jiàn)ADU—07是一種多用途、高效率、非常靈活的觀測(cè)系統(tǒng)�？梢赃x擇定購(gòu)高頻數(shù)據(jù)采集板和低頻數(shù)據(jù)采集板，或兩者選其一。在使用中兩者之間非常容易替換。
 
ADU-07 10道結(jié)構(gòu)（上圖）：一臺(tái)ADU-07可同時(shí)完成四個(gè)測(cè)點(diǎn)上的MT、AMT或CSAMT的觀測(cè)任務(wù)，比傳統(tǒng)方法的工作效率提高四倍

四、GMS-07應(yīng)用范圍
當(dāng)與MFS-07磁場(chǎng)傳感器連接時(shí)（頻帶 0.001Hz—50Hz），其勘探深度為數(shù)米至30Km，可應(yīng)用于：
① 礦產(chǎn)資源勘探
② 石油、天然氣資源勘探
③ 地下水和地?zé)豳Y源勘探
④ 工程和環(huán)境勘探
⑤ 地殼結(jié)構(gòu)研究
當(dāng)與MFS-06磁場(chǎng)傳感器連接時(shí)（頻帶10000秒—10000Hz），其勘探深度為20米至100km，除上述應(yīng)用外，還可實(shí)現(xiàn)地殼、上地幔構(gòu)造探測(cè)
當(dāng)與三分量超高頻磁場(chǎng)傳感器SHFT連接時(shí)（頻帶1Hz—250KHz），其勘探深度從地表至1,000m左右，主要應(yīng)用于淺層和超淺層勘探，如礦產(chǎn)資源勘探，工程勘探，環(huán)境勘探，地下水勘探和圈定咸水侵入范圍等
當(dāng)與不同頻率的發(fā)射機(jī)配合時(shí)，可實(shí)現(xiàn)CSAMT勘探
當(dāng)與1KHz到100KHz的發(fā)射機(jī)配合時(shí)，可實(shí)現(xiàn)CSEMM法勘探。此時(shí)，記錄兩道互相垂直的磁場(chǎng)水平分量和多對(duì)互為垂直的電場(chǎng)分量，每對(duì)電場(chǎng)分量的距離約50m。此法可實(shí)現(xiàn)高分辨率的環(huán)境勘探和工程勘探
當(dāng)與FGS-01磁通門磁力儀連接時(shí)，可實(shí)現(xiàn)低10秒至20萬(wàn)秒以下的超低頻觀測(cè)，用于研究地殼、上地幔內(nèi)部的電性結(jié)構(gòu)

五、ADU－07技術(shù)指標(biāo)
頻率范圍：　　直流—250KHz
道數(shù)：　　　　每個(gè)ADU-07含有10個(gè)通道
帶寬：　　　　兩個(gè)頻帶（直流—500Hz，1Hz—250KHz）；
用數(shù)字濾波器可建立亞頻帶
A/D轉(zhuǎn)換器：　 每個(gè)通道有兩個(gè)24位A/D轉(zhuǎn)換器：低頻采樣率4000Hz
 高頻采樣率600000Hz
動(dòng)態(tài)范圍：　　> 130 dB
系統(tǒng)控制器：　32位嵌入式控制器,LINUX
存貯介質(zhì)：　　4GB閃爍硬盤，可擴(kuò)充，USB接口
測(cè)試裝置：　　對(duì)所有的重要功能，包括傳感器和儀器指標(biāo)都可自動(dòng)檢測(cè)、標(biāo)定和顯示并建立文檔
輸入阻抗：　　電道>10兆歐,磁道20千歐
網(wǎng)絡(luò)連接：　　標(biāo)準(zhǔn)的100兆雙絞電纜；USB 1.1, 2.0, (無(wú)線/藍(lán)牙技術(shù))
同步：　　　　GPS鐘±30ns,可以確定和存貯測(cè)點(diǎn)位置
接口種類：　　網(wǎng)絡(luò)，磁傳感器，電極傳感器，電源，GPS天線，USB,無(wú)線藍(lán)牙
外殼：　　　　堅(jiān)固的防水聚碳酸酯外殼
重量：　　　　接近8Kg
外部尺寸：　　400×330×170mm
功耗：　　　　3-5W低頻，15W高頻
工作溫度：　　-40℃— +70℃（內(nèi)存硬盤）
 
                  
七、磁傳感器
ADU-07可與不同頻率響應(yīng)和不同類型的磁場(chǎng)傳感器相匹配，例如：
1. MFS－07磁場(chǎng)傳感器
MFS-07是為大地電磁法（MT），聲頻大地電磁法（AMT）和可控源法（CSAMT）而設(shè)計(jì)的磁場(chǎng)傳感器，其頻率響應(yīng)從0.001Hz----50KHz。MFS-07具有極低噪聲，近于零的溫漂和時(shí)漂以及長(zhǎng)期穩(wěn)定的傳輸函數(shù)。GMS-07是Metronix公司集30多年在研制和生產(chǎn)各種磁場(chǎng)傳感器的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上的最新研究成果。與MFS-06一樣，MFS-07出廠前經(jīng)過(guò)嚴(yán)格測(cè)試和特殊標(biāo)定。用戶可以應(yīng)用儀器的內(nèi)部標(biāo)定功能對(duì)GMS-07隨時(shí)進(jìn)行標(biāo)定，或者對(duì)其傳輸函數(shù)進(jìn)行測(cè)試。MFS-06和MFS-07都取得了ISO9000-2000證書(shū)。
MFS-07技術(shù)指標(biāo)
頻率范圍： 0.001Hz—50KHz
 0.001Hz—500Hz（斬波器開(kāi)）
10Hz—50KHz（斬波器關(guān)斷）
傳感器噪聲： 3×10-2 *
3×10-4 *
5×10-7 * (斬波器關(guān)斷)
輸出靈敏度： 0.02 V/(nT*Hz)f<<32Hz        0.64 V/nT  f>>32Hz
精確值請(qǐng)參照隨機(jī)的標(biāo)定文件
輸出電壓范圍： +/-10V
功能： 對(duì)感應(yīng)線圈施加反饋磁場(chǎng)
接頭：標(biāo)定輸入靈敏度： 8極PT02SE12-10S   1.6nT/V
負(fù)反饋截?cái)囝l率： 32 Hz
電源電壓： +/- 12V to +/-15V
電流： +/- 25mA
外殼： 牢固，防水的玻璃纖維加筋外殼
重量： 接近5.5Kg
外部尺寸： 長(zhǎng) 800 mm, 直徑75mm
工作溫度： -25℃----+ 70℃
 
圖3  MFS-07噪聲功率譜（黑線）與磁平　　         圖4  MFS-07外觀圖
靜日天然場(chǎng)功率譜（藍(lán)線）對(duì)比圖
2. SHFT超高頻三軸磁場(chǎng)傳感器
     它是Metronix公司研發(fā)的高頻磁場(chǎng)傳感器，三個(gè)互相垂直的傳感器安裝在一個(gè)支架上，用以測(cè)量磁場(chǎng)三分量變化，其技術(shù)指標(biāo)如下：
 道數(shù)：3道 相互垂直
 傳感器類型：高性能坡莫合同做磁芯的負(fù)反饋感應(yīng)線圈
 頻率范圍：1-250KHz
 噪聲：*
 前放倍數(shù)：2000
 不加負(fù)反饋靈敏度：12.5nv/（nt*Hz）
 長(zhǎng)度：30cm
 磁芯直徑：7.5mm
        圖5  SHFT 超高頻三軸磁場(chǎng)傳感器
3. 超低頻磁通門傳感器FGS-01
適合于觀測(cè)10秒—100000秒以下天然磁場(chǎng)信號(hào)
各種傳感器的噪聲功率譜見(jiàn) 圖6
 圖6  MFS-06，MFS-07和FGS-01磁場(chǎng)傳感器噪聲譜與磁平靜日功率譜對(duì)比圖
八、軟件系統(tǒng)及CSAMT發(fā)射機(jī)技術(shù)指標(biāo)
ADU－07內(nèi)置網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，運(yùn)行測(cè)量的所有設(shè)置均由網(wǎng)絡(luò)界面控制，任何網(wǎng)絡(luò)瀏覽器均可進(jìn)入，不需要在PC機(jī)或PDA上安裝任何軟件。內(nèi)置的MAPROS軟件執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的MT，AMT，遠(yuǎn)考道，EMAP，CSAMT等現(xiàn)場(chǎng)處理或脫機(jī)處理任務(wù)。所有的數(shù)據(jù)處理方法都是建立在robost算法基礎(chǔ)之上，此外還含有四種提高信噪比的數(shù)據(jù)處理方法，以壓制不同的噪聲干擾（詳見(jiàn)GMS-06地球物理電磁場(chǎng)觀測(cè)系統(tǒng)介紹中的MAPROS去噪功能）。
應(yīng)用外置的、GPS控制的發(fā)射機(jī)，可以進(jìn)行實(shí)時(shí)疊加的CSAMT和CSEMM觀測(cè)。
軟件系統(tǒng)還具有下列特點(diǎn)：
 32位多用戶，多任務(wù)，Linux系統(tǒng)?
 集成式網(wǎng)絡(luò)服務(wù)?
 筆記本電腦可把內(nèi)部驅(qū)動(dòng)器標(biāo)識(shí)為網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)?
 通過(guò)網(wǎng)絡(luò)界面或U優(yōu)盤可安裝軟件系統(tǒng)?
 工作文件是透明的XML文件?
 可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)遙控?
 可修正Linux服務(wù)器以集成自己研發(fā)的模塊?
TXM-01發(fā)射機(jī)技術(shù)指標(biāo)如下：
最大電流40A
最大電壓560V
頻帶0.01Hz-10KHz
額定功率22KW
電源：380V，3相，50Hz
頻出信號(hào)：方波或其它波形
由發(fā)射控制箱TXC-01控制發(fā)射機(jī)
由GPS控制發(fā)射頻率和相位

2008年GMS-07綜合電磁法儀用戶名單
序號(hào) 用戶單位 地點(diǎn) 訂貨數(shù)量 日期
1 中南大學(xué)信息物理工程學(xué)院 長(zhǎng)沙 1套 2008年1月
2 北京奇陸地質(zhì)礦產(chǎn)研究所 北京 4套 2008年4月
3 新疆新地物探測(cè)繪公司 新疆 2套 2008年4月
4 中國(guó)地震局地球物理研究所 北京 3套 2008年7月