3．2．2 WCZ-1质子磁力仪
WCZ-1质子磁力仪是国产采用先进技术研制的新一代质子磁力仪，其磁场测量精度为±1nT，分辨率高达0．1nT，符合地矿部发布的《地面高精度磁测工作规程》要求。WCZ-1质子磁力仪具有的大存储容量、高分辨率、灵活性使它得以成为便携式、移动式、基站式磁力仪。通过更改探头结构，可以以0．1nT的分辨率进行总场和水平、垂直梯度的测量。
1.主要特点
(1)可进行地磁场总场测量及梯度测量(水平梯度或垂直梯度，需增配专用探头及探头架);
(2)可用于野外作业，也可用做基站测量;
(3)内置实时时钟，测量结果连同测量时刻一并存储，还能定时测量、存储;
(4)大屏幕显示，全中文界面，自动显示磁场强度曲线，操作简单;
(5)带背光的液晶显示器，方便夜间测量;
(6)人性化键盘设计，支持左、右手同时操作;
(7)既可全量程自动调谐，也可人工调谐;
(8)轻便便携，整套系统使用背包背带，一人可完成全部测量任务;
(9)具有RS-232C计算机接口;
(10)专业地质软件可绘制等值线图、剖面图等。
2.技术指标
(1)测量范围:20000nT～100000nT;
(2)测量精度:±1nT;
(3)分辨率:0．1nT;
(4)允许梯度:≤5000nT/m;
(5)存储数据:100000个读数，带断电保护功能;
(6)液晶显示:240×128图形液晶;
(7)键盘输入:22键;
(8)接口:RS-232C标准串口;
(9)电源:外置可充电电池12V/2．3Ah，也可选用外接电源;
(10)主机体积:230×155×65mm3;
(11)主机重量:2．5kg(包括电池);
(12)探头体积:φ75mm×155mm;
(13)探头重量:0．8kg;
(14)工作温度:－10～+50℃。
3.硬件组成
WCZ-1型质子磁力仪由仪器主机、探头及电瓶三部分组成。仪器主机面板如图3-5所示。
图3-5 WCZ-1型质子磁力仪主面板与侧面板
仪器的探头红色线接探头正极，黑色线接探头负极，底部标有表示线圈轴线倾角的标示，如图3-6和图3-7所示。在野外测量时，首先要把探头容器的轴线始终保持水平，取东西方向;在极地或磁倾角较大的地方(如我国北方)使用时，PolarRegions指示的方向应朝上;在赤道地区及磁倾角较小的地区(如我国的南方)使用时;EquatorialRegions指示的方向应朝上。除上述两个区域外的其他区域，应旋转探头，选择好倾角，以获得最大信号。
图3-6 WCZ-1型质子磁力仪探头图
4.仪器操作方法
(1)仪器的开关机:
图3-7 WCZ-1型质子磁力仪探头底部标示图
开机:按仪器面板上的“开”键将开启仪器，进入主菜单版面，仪器显示如图3-8所示。
图3-8 WCZ-1型质子磁力仪主菜单版面图
关机:按仪器面板上的“关”键可关闭仪器。
(2)仪器工作参数设置:菜单选项可通过按面板↑、↓、→、←光标键选择需要修改的项，按“确认”键进入，按“退出”键返回上层菜单，也可以按数字键1、2、3、4、5等快捷进入。操作对所有参数项设置均适用。
仪器工作参数设置包括12项内容(见下图)，下面分别介绍各项功能与参数设置方法。
①工作模式:进入时置黑的模式表示当前模式。按退出键返回上层菜单。按数字键1、2选择仪器工作模式。因切换工作模式需要格式化内存，存储的数据将丢失，此项操作需特别小心进行。
②测线参数:本功能设置测网号、测线号、测线方向、测线模式、测点间距的参数。
测网号:进入修改测网号后，出现闪烁光标。在光标输入新测网号后按确认键保存测网号，按退出键将保持原有的测网号不变。
测线号:进入修改测线号后，出现闪烁光标。在光标处输入新测线号后按确认键保存测线号，按退出键将保持原有的测线号不变。
测线方向:进入修改测线方向后，重复按确认键，方向在北、东北、东、东南、南、西南、西、西北之间滚动变化，选择一个需要的方向即可。
测线模式:分为行走和梯度两种模式。
行走模式:该模式只测量一个探头的总场值。
梯度模式:该模式下，先测量探头1的总场，再测量探头2的总场，两个测量值之差除以探头间距得到梯度值，计算公式如下:
式中ΔT(nT/m)表示测量的梯度值，T1(nT)和T2(nT)分别是探头1通道场强和探头2通道场强，L(m)是两个传感器之间的距离。注意，在测量垂直梯度时，探头1必须装在探头2的下方。
测点间距:进入修改测点间距后，出现闪烁光标。在光标处输入新测点间距后按确认键保存间距值，按退出键将保存原有间距值不变，单位为米。仪器在存储测点数据后，仪器会自动加上该间距值，作为下一个测点号。
设置完以上选项后按退出键返回将创建新的测线。
③测点参数:本功能设置测点的高程信息。
测点号:进入修改测点号后，出现闪烁光标。在光标处输入新测点号后按确认键保存测点号，并设置为当前测点号。按退出键将保持原有的测点号不变。
测点高程:进入修改测点高程后，出现闪烁光标。在光标处输入新测点高程并按确认键保存。按退出键将保持原有的测点高程不变。
④显示测线:显示所有测线的线号、网号、点数、模式、测线创建日期，见下图:
⑤显示测点:进入本功能仪器依次提示输入:
“请输入测网号:”;“请输入测线号:”;“请输入测点号:”
根据提示内容，依次输入需要显示的测点的测网号、测线号、测点号。如果输入的测线不存在，仪器会提示:“测线不存在!确认键继续，其他键退出。”如果测线存在，将显示测线的所有测点的点号、磁场值、测量时间。
⑥显示曲线:显示图形时需要搜索和排序测线数据。如果测线数据量比较大，此搜索过程相对要长一些。数据搜索完毕后，绘制曲线图形如下:
图中横虚线表示基点值，竖虚线表示游标。光标点表示游标处的测点号，光标值表示游标处的磁场值。曲线上的短竖线叫误差棒，表示在同一点上进行了多次测量。竖线的顶端表示多次中的最大值，底端表示最小值，与曲线的交点表示多次测量的平均值。
⑦日期时间:完成日期和时间参数设置。
通过↑、↓、←、→光标键移动到需要修改的位置，然后按“确认”键可以进行修改，用键盘输入日期或时间后按“确认”键保存。设置完时间、日期后按“退出”键返回上层菜单。
⑧通讯:当通讯软件提示:“请开启WCZ-1，并执行通讯功能!”时，打开仪器并执行本功能。仪器将自动导出全部数据，数据全部导出后WCZ-1自动退出通讯功能。
导出的数据应注意及时保存。确保已保存好所有数据后，请执行WCZ-1清除测线功能，把刚导出的全部测线清除，目的是为了下次导出数据避免产生重复的数据。
⑨仪器自检:本功能仪器显示如下图:
按→、←光标键选择需要修改的项，按“确认”键修改，按“退出”键返回上层菜单，也可以按数字键1、2、3、4、5快捷进入。
⑩仪器设置:本功能仪器显示如下图:
按→、←光标键选择需要修改的项，按下“确认”键修改，按“退出”键返回上层菜单。也可以按数字键1、2、3、4、5快捷进入。
设置“操作员”、“仪器编号”、“自动关机”均采用键盘输入数字的方法。
A．当仪器工作在行走或梯度模式时，进入本功能仪器显示如下图:
接收通道:测量时仪器有两个测量通道可供选择。当选择修改测量通道后，重复按“确认”键切换通道。在梯度模式时，固定为1、2道。
调谐方式:调谐分为自动和手动两种方式。设置方法同上，重复按“确认”键切换。
手动调谐方式:指用户通过修改磁场估计值来达到调谐目的。
自动调谐方式:第一次测量用设定的磁场估计值进行调谐，调谐20次后如果还没有获得稳定信号，会提示:“测量值不准确!”。造成该现象可能是磁场信号不稳定或者是设定的磁场估计值偏差太大;如果没有“测量值不准确!”的提示，表示显示值为该点的磁场值，并以该磁场值作为下一次测量的磁场估计值来调谐(但不会改变设定的磁场估计值)。
报警门限:报警门限指相邻两次测量之差的绝对值超过设定门限值时发出报警指示。设置方法是用键盘输入门限值，按“确认”键保存。门限值以nT为单位。报警时蜂鸣器响，延时5秒后退出，在5秒中按任意键也可以退出报警。
探头间距:用于梯度测量，指两个探头之间的距离。以米为单位。
显示基点:此值表示显示曲线的基值，在图形显示区用虚线表示。改变该值显示曲线会上、下平移。开机后仪器测量的第一个值将作为显示基点值，如果需要修改，可以进入本功能进行修改，设置方法同上。
测量方式:选择该项设置后，重复按“确认”键切换测量方式。仪器有三种方式:
高速:该方式适合于梯度变化大的地区。
正常:推荐使用该方式测量。
低速:该方式适合信号微弱的地区。
B．当仪器工作在基站模式时，进入本功能仪器显示如下图:
接收通道:指用于测量的通道。
循环时间:指两次测量之间的间隔时间。以秒为单位。最大59秒，最小5秒。
显示基点:此值会显示在主菜单版面上，在图形显示区虚线位置表示基点位置。
测量方式:同上【测量方式】设置一致。
在闪烁光标处输入所测地区的磁场估计值(该值可以通过查阅全球磁场强度图得到)，按“确认”键保存即可。磁场估计值和实际磁场值越接近越好。手动调谐时依据该值配置调谐参数。
显示仪器当前的编号、操作员号、测线方向、测点高程、工作模式、当前测线的点数、剩余存储空间、调谐方式、自动关机时间、电池电压、节电方式、报警门限值。
如果仪器工作在基站方式，显示如下图所示:
显示仪器当前的编号、当前工作模式、当前测量通道、剩余存储空间、自动关机时间、节电方式、已存储的点数、循环测量间隔时间、调谐方式、电池电压、报警门限值。
(3)测量工作:在主菜单下，按↑、↓光标键选择测量功能，再按下“确认”键。仪器将按照设置的参数进行测量。
在测量过程中为了减少干扰，仪器自动关闭显示和背光电源，测量完成后开启显示器将磁场值打印在磁场显示区。若由于设置的磁场估计值不合适，造成测量值不够准确，仪器会自动提示:“测量值不准确!”如下图所示(行走模式):
出现“测量值不准确!”的提示可能有以下原因:
磁场估计值设置不合适，这时需要重设磁场估计值后重测。
磁场信号微弱，这时需要调整探头倾角，以获得较大、稳定的磁场信号。
外界环境因素的影响，这时需要反复测量;或者等干扰源撤消后重新测量。
如果测量正常完成，将不会出现“测量值不准确!”并把该点添加到图形显示区的曲线中。仪器工作在梯度模式时，探头1、2的磁场值显示如下图所示。测量值显示区显示梯度值，如下图(梯度模式):
仪器工作在基站模式时，启动测量后提示:“是否启动基站测量，按确认键启动。”此时按“确认”键将启动基站循环测量，按其他键只进行单次测量，如果单次测量的值需要存储则按“存储”键保存。
(4)数据存储与数据删除:测量完成后，按“存储”键将保存测量值到当前测线的当前点。数据存储完毕后磁场值显示在显示区，如下图所示:
在主菜单下按清除键进入清除菜单，如下图所示:
通过按数字键选择功能。
删除测线:输入需要删除的测线所在的网号、线号，确认便可删除测线。此删除只是对存储器作了个删除标记。测线所占用的空间并没释放，目的是增加存储器寿命，需要释放空间请用“清除存储器”功能。
清除存储器:彻底清除全部内存，释放存储器所有空间。
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