高溫超導三分量磁測技術創新與突破

《高溫超導三分量磁測技術創新與突破》是由中國地質科學院地球物理地球化學勘查研究所擔任主要完成單位,陳曉東、趙毅、張傑、呂國印、武軍傑、趙敬洗、鄧曉紅、王赤軍、米宏澤、袁桂琴擔任主要完成人的一項科技項目。

基本介紹

  • 中文名:高溫超導三分量磁測技術創新與突破
  • 主要完成單位:中國地質科學院地球物理地球化學勘查研究所
  • 主要完成人:陳曉東、趙毅、張傑、呂國印、武軍傑、趙敬洗、鄧曉紅、王赤軍、米宏澤、袁桂琴
  • 等級:二等
  • 獲獎序號:20170060
  • 獲獎證書編號:KJ2017-2-47
  • 獎種:國土資源科學技術獎
項目摘要
高溫超導磁強計具有可直接測量磁場、高解析度、頻頻寬、低頻回響好、使用液氮製冷,低溫技術相對簡單的特點。在地球物理勘查中,高溫超導磁強計做電磁法的感測器,與使用傳統的感應式感測器相比可提高勘探深度。目前,隨著我國經濟的快速發展,各種礦產資源十分緊缺,急需高溫超導磁測技術,尋找深部的礦產資源,解決國家之需。
研究目標:開展高溫超導磁測技術研究,研製高溫超導磁強計;以高溫超導磁強計所測的磁場信號為基礎,研究瞬變電磁法磁場信號的數據處理方法和解釋技術,實現高溫超導磁強計在瞬變電磁法中的實用化,提高瞬變電磁法的勘探深度,把高溫超導這項高新技術轉化成生產力。
主要創新點:
(1)對高溫超導磁強計的核心弱信號檢測放大器進行了創新研究,研製出了輸入噪聲小於2nV/√Hz的低噪聲、小信號、多級高頻放大器(一般多級高頻放大器的輸入噪聲為幾十nV/√Hz)。
(2)對盛放液氮杜瓦的絕熱層進行了創新性研究,研製出了高頻無磁杜瓦,填補了國內空白。
(3)創新性地採用納米禁止材料研製出了系統禁止。
(4)為了對高溫超導磁強計測量的瞬變電磁感應磁場數據進行處理與解釋,創新性地研製出了基於磁場的瞬變電磁法擬二維電性成像軟體。
取得的主要創新成果有:
(1)研製出了實用化的單分量高溫超導磁強計。項目完成時已經推廣七台。在新疆、內蒙等地進行了大量的在瞬變電磁法中套用單分量高溫超導磁強計和感應線圈的野外對比試驗。野外實驗表明:在實驗區,在瞬變電磁法中使用高溫超導磁強計作接收感測器,提高了瞬變電磁法的勘探深度50%,達到了1200米。
(2)研製出了三分量高溫超導磁強計。在內蒙等地進行了大量在瞬變電磁法中套用三分量高溫超導磁強計和感應線圈的野外對比試驗。獲得了大量的瞬變電磁法的三分量磁場數據,實現了在瞬變電磁法中直接測量三分量磁場的目的,不僅提高了勘探深度,還提高了橫向解析度。
(3)完成了瞬變電磁法基於感應磁場信號的干擾識別、濾波、後沿改正、電阻率轉換計算的數據處理方法技術研究,已實現對使用高溫超導磁強計測量的瞬變電磁法感應磁場實測數據進行擬二維電性成像,為高溫超導磁強計在瞬變電磁法中的實用化提供了保障。
該成果已經推廣到北京大學、吉林大學、北京西燕超導量子技術有限公司等單位開展科研工作。
該成果實現了在瞬變電磁法中直接測量磁場,提高瞬變電磁法的勘探深度,為尋找深部的礦產資源提供高技術手段。將推動瞬變電磁方法、技術的發展,同時把高溫超導這項高新技術轉化為生產力,也會推動高溫超導技術的進步。
另外,以高溫超導磁強計為基礎,可以研製其它各種高溫超導地球物理儀器,如:高溫超導磁梯度儀、高溫超導岩石磁化率儀、高溫超導重力儀等,這些超導地球物理儀器可以更好地為國民經濟建設以及國防建設服務,將產生巨大的經濟和社會效益。

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