overhausser

PROSPECCIÓN MAGNÉTICA
GSM-19 OVERHAUSER MAGNETOMETER
INTEGRANTES:
FARFAN LOAIZA ANGHELA
CASTRO VERA ELVIA VALENTINA
RODRIGUEZ MEJIA DIEGO ERNESTO
MEDINA SAMANEZ CRISTOPHER
AYNAYA MAMANI PEPE ANGEL
Objetivos:
• Conocer el principio físico del Magnetómetro.
• Entender las ventajas y desventajas del
magnetómetro
• Conocer las características que el Magnetómetro nos
ofrece para un estudio geofísico.
INTRODUCCIÓN
• Desde los años 1900 una gran variedad de
instrumentos fueron diseñados para medir los
elementos geomagnéticos Z,H,B.
• Actualmente muchos equipos son diseñados
unicamente para medir B, la precisión normal
requerida es ±0.1 nT.
• En los primeros estudios los elementos
geomagnéticos
fueron
medidos
usando
Variómetros magnéticos. Tales como el
magnetometro de torsión y la balanza vertical de
schmidt.
Magnetómetro de Protones
• Es uno de los magnetómetros más comunes
para estudios y para monitoreo.
• El dispositivo de detección es un contenedor
lleno con un liquido rico en átomos de
hidrógeno tal como kerosene o agua, rodeado
por un espiral. (Fig. a)
Magnetómetro de Protones
• El núcleo de los hidrógenos actúan como
pequeños dipolos y normalmente son
alineados paralelos al campo geomagnético
presente Be. (Fig. b).
Magnetómetro de Protones
• Una corriente es pasada a través del espiral
para generar un campo magnético Bp 50-100
veces más largo que el campo geomagnético y
en una dirección diferente, causando que los
protones se realineen en su nueva dirección.
(Fig. c)
Magnetómetro de Protones
• La corriente del espiral es apagado, entonces
el campo de polarización es rápidamente
removido, los protones retornan a sus
alineamientos originales con Be, por espiral o
precesion, (Fig.d) en fase alrededor de esa
dirección, con un periodo de 0.5 ms tomando
algunos 1-3s para lograr la orientación
original.
Efecto Overhauser
• El fluido del sensor es añadido con un liquido
conteniendo algunos electrones libres en
orbita “no apareados”.
• Los protones son polarizados indirectamente
usando energía de radio frecuencias cerca a
60 MHz.
• La señal generada por el fluido esta alrededor
de 100-1000 veces mas fuerte, hay mas
disminución de ruido.
DESCRIPCIÓN DEL
INSTRUMENTO
COMPONENTES DEL SISTEMA
ESTÁNDAR
• Las siguientes imágenes muestran los componentes
estándar que se suministran con un sistema GSM-19.
Caja GSM-19 con varillas por cada sección . Montar estas barras si está
planeando llevar a cabo una encuesta "Mobile" (es decir, que tiene
estaciones discretas en lugar del modo “caminar" o estudio continuo).
COMPONENTES DEL MAGNETÓMETRO ESTÁNDAR
sensor
consola
cable de radiofrecuencia
cable de descarga
arnés de hombro
la varilla de montaje del sensor
cable RS-232
GPS
Varilla de soporte para GPS
sensor y radio adicional de cable
de frecuencia
LA SIGUIENTE LISTA RESUME LAS PIEZAS ESTÁNDAR QUE SE
SUMINISTRAN CON UN SISTEMA GSM- 19:
• 1 sensor para magnetómetro y 2 para gradiómetro. Los sensores son
duales con bobinas diseñadas para reducir el ruido y mejorar la
tolerancia de gradiente. Las bobinas se electrostático blindado y
contienen líquido especial rico en protones en un frasco sellado de
Pírex Radio Frecuencia (RF ) del resonador. El líquido no necesita ser
recargado.
• 1 Cable de sensor coaxial por canal, por lo general RG- 58 / U y 206
cm de largo. (Hasta 100 m de longitud de cable está disponible
opcionalmente. Más de 20 metros, se recomienda un cable triaxial Belden 9222).
• Los magnetómetros de lectura rápida tienen dos cables de sensores,
uno para la polarización de RF y un micrófono cable para la señal.
• Consola con todos los circuitos electrónicos. Tiene 16 teclas, pantalla
gráfica (64 x 240 pixel, o 8 x 30 caracteres), sensor y conectores de
alimentación / entrada / salida. El teclado también sirve como un
switch de prender y apagar (ON-OFF).
• El conector de la consola de 6 pines para RS -232 , alimentación
externa, carga de la batería o de disparo externo .
• Doble salida analógica opcional está disponible con un conector de
3 pines.
• Conectores sellados (por ejemplo, el teclado y los tornillos de
fijación del panel frontal están sellados de manera que el
instrumento puede operar bajo condiciones de lluvia ) .
• El cargador contiene 2 niveles de carga (plena y goteo) que
cambian automáticamente de una a otra. De entrada es de 110 250 V, 50/60 Hz.
• Carcasa de consola totalmente metálica para una excelente
protección contra las interferencias electromagnéticas (EMI) .
• Compartimentos de aluminio con 4 fuertes secciones de tubo
(compartimento plástico opcional). Esta construcción permite una
selección de elevaciones del sensor sobre el suelo durante los
reconocimientos. La separación recomendada es de 56cm, aunque
dos o más secciones se utilizan a veces para lograr la máxima
sensibilidad.
MONTAJE DEL INSTRUMENTO
• El GSM-19 es muy fácil de
montar. La siguiente
imagen muestra los
sensores en
Magnetómetro o
configuración Walkgrad
montado en una mochila.
Gradiómetro y Mochila de montaje
INSTRUCCIONES DE LA ASAMBLEA
GENERAL
Al montar el instrumento, empezar por:
1. Instalación del sensor en la parte superior de la cuarta sección
del personal, lejos de cualquier objeto metálico o magnético.
2. Conecte el cable (s) del sensor en el lado de la consola.
3. Compruebe la alimentación del magnetómetro. Típicamente, la
alimentación se suministra a través de un sistema incorporado
de recarga de12 voltios de la batería.
4. Si utiliza una fuente de alimentación externa (250mA o 3W de
potencia), conéctelo a los pines E (-) y F ( + ) del conector de 6
pines en el extremo inferior de la consola . Pasadores B y C se
utilizan para RS-232C. El pin A está reservado para un disparador
externo. El pin A 6 empalmado (RS- 232C y cable de la batería
externa) se suministra opcionalmente con el instrumento. Pin D
está reservado para la carga la batería interna.
5. Si está utilizando sensores rápidos (opcional),
asegúrese de que hayan dos cables cortos con 2
conectores BNC. Conecte primero los cables de
extensión y conecte los dos cables a la consola del
GSM - 19.
6. Si utiliza sensores lentos (opcionales), asegúrese de
que tiene un cable corto con un conector BNC.
Primero conecte el cable de extensión y conéctelo de
4 patillas a la consola GSM- 19.
7. Si está utilizando la unidad VLF (opcional), conecte el
cable VLF (conector de plástico) para VLF sensor y el
conector de la cáscara del metal de la revista.
8. Si está utilizando el accesorio “mochila” (opcional),
instalar los sensores en la unidad de manos libres.
USO DEL CARGADOR
• El cargador suministrado con el magnetómetro es del rango de tensión
de entrada de 100 a 250 VAC 50/60 Hz. El indicador de "carga rápida"
del cargador se encenderá cuando la batería está en progreso, y la
carga se debe permitir que continúe hasta que el indicador se apaga.
USO DEL CONECTOR DE 6 PINES
El conector de 6 pines se puede utilizar para diferentes propósitos:
• Para conectar el cargador.
• Para la sincronización de tiempo y para la corrección diurna, utilizar
cable de 6 pines conectado desde consolar a la consola.
• Para la transferencia de datos RS-323, ya sea en tiempo de
transmisión real o después de la encuesta.
• Para el disparo externo.
• Para actualizar el software interno.
Operador con consola, sensor y GPS.
OPERATING INSTRUCTIONS
B: Encendido
C: información
3: Pantalla del menú.
O y F: Apagado
1 y C: Menú Principal
A: Menú Encuesta
B: la corrección diurna
C: Información del menú
D: Prueba
E: Sincronización de la hora
1: Transferencia de datos
F: opción de GPS
45: Los datos de borrado
2: Modo de texto
F: avanzar
B: mover hacia atrás a través de los parámetros
C: cambiar la configuración del parámetro
resaltado
A: comenzar la encuesta en cualquier momento
Configuración del modo
• C
Ajuste de tiempo de ciclo
A- iniciar C - D + ← BF →
C-y
D + le permiten reducir o incrementar el tiempo de ciclo
Displaying System Information
From the Reading Menu, press A-menu. The following screen is displayed.
Evaluación de la calidad de la señal
• Cada modo , que incluye la medición de campo magnético ,
tiene un indicador de calidad de señal que es que aparece en
el texto . Se almacena en la memoria y se puede recuperar
mediante el SEND o Archivo Revisión funciones . Se trata de
un número presentado en la forma xy , donde x e y están
entre 0 y 9 .
• • X está asociado con el tiempo de medición y es una especie
de indicador de gradiente .
• • 9 significa que el tiempo de medición máx se llevó a cabo .
• • Medición de 0 significa era demasiado corto.
Definition of x
Selecting the Display Mode
Presione F para seleccionar el modo de visualización. Se mostrará la siguiente pantalla.
Realización de una lectura
Before taking a reading, check to make sure all cables and sensor(s) are
connected. This maximizes the lifespan of your system and protects internal RF
circuits from water damage, overheating, etc.
With MOBILE survey mode selected, press A-start from anywhere in the Survey
Menu.
donde el:
• primer número (56,789.34) es el campo magnético total en nT
• en segundo lugar (12.34) es la diferencia con la lectura anterior también
en nT
• tercero (99) es la calidad de la señal
• última línea está mostrando la línea y número de estación (o coordenadas
X / Y)
Para dejar de leer o salir del menú de lectura, pulse A. Se visualiza la siguiente pantalla:
MODOS
Modo móvil
Modo base
característica estándar.*
Trabajo con el modo gradiómetrico
permiten medir el gradiente de campo magnético entre dos sensores.
Almacenan el gradiente entre los sensores en nT / m, así como la lectura del campo
magnético en nT
Caminar continuamente por interpolación lineal y la referencia de las posiciones de
tierra después del estudio.
MODO CAMINANTE
adquisición de casi continua de datos sobre las líneas de estudio.
Se utiliza con coordenadas GPS, el sistema no realizar la interpolación en los
piquetes; en su lugar utiliza la posición GPS actual en cada tiempo designado
(según lo especificado por el tiempo de ciclo de la encuesta).
SINCRONIZACIÓN ROVER Y ESTACIÓN BASE (UNIDADES)
2 o mas  antes de la corrección diurna se hace el ajuste de hora
En primer lugar, usted tiene que fijar el momento justo y luego se transfiere a las otras
unidades mediante el cable de sincronización.
NOTAS IMPORTANTES:
Las unidades equipadas con una función de GPS sobrescribe la hora local con UTC cuando el
GPS
está activo .
• Si todas las unidades están equipadas con GPS todos los sincronizar automáticamente UTC y
la sincronización GPS
• Si sólo hay una unidad está equipada con GPS , debe sincronizar la unidad de UTC y luego
usar la sincronización...
Tener en cuenta:
•
La definición de tiempo de ciclo es diferente para los distintos modos de la encuesta
:
• En el sector móvil , gradiómetro , móviles + VLF o gradiométrica + modos VLF , el 19
GSM no realiza el ciclo automáticamente . Usted debe presionar un botón para tomar
cada lectura.
Base , caminar , rápido y modos marinos son los modos de ciclo auto . El tiempo de
ciclo es el tiempo entre
lecturas consecutivas .
Para repetir la lectura , asegúrese de que usted está en el menú de lectura y pulse 1 repetir .
Ejemplo de aplicación
SURVEY SPECIFICATIONS:
Survey Grid:
No existing grid had been established in the immediate survey area. Survey lines were
therefore run by GPS navigation with only the endpoints flagged.
A total of 20 lines were surveyed on an azimuth of 35.3°. 18 lines were surveyed on
the north side of the
Omineca River, 17 of them on 200m spacing and the 18th (southern most line) on
400m spacing. Two lines were established on the south side of the Omineca River on a
200m spacing.
A total of 48.2 line kilometers were surveyed over five field days.
SURVEY SPECIFICATIONS:
Magnetic Survey:
The magnetic survey was conducted by two operators using two GPS equipped GSM
Ver 7.0 19W Overhauser walking magnetometers manufactured by GEM Systems of
Richmond Hill, Ontario. This instrument measures variations in the total intensity of
the earth’s magnetic field to an absolute accuracy of +/- 0.1 nT. They were used in
“walking mode” and set to record a reading every 2 seconds. A third GSM 19
magnetometer was employed as a stationary base to measure the diurnal variations in
the earth’s magnetic field. Data was recorded at a 3 second interval at the base. This
base data was used to apply diurnal correction to the rover data. A 250 meter length
of overlap line was walked each morning by both units. Data from this overlap line was
used to level the data between the two instruments as well as between survey days.
Costos
Recomendaciones
• El equipo entra en modo de invernación luego de
24 horas de ser apagado.
• No dejar descargar totalmente la batería
• Manténgalo cargado siempre
• Si el estudio es realizado diariamente, recargar la
batería por la noche.
• El sensor se debe mantener limpio y alejado de
partículas ferromagnéticas, polvo, etc.
• Todas las partes del equipo, excepto las baterías,
cuentan con una garantía de 2 años.
Comparación de magnetómetros
Fluxgate Magnetometer Fluxmaster
Computadora de mano para la medida precisa de un campo magnetico
atenuado desde 0.1 nT hasta 200 uT (corriente continua de 1 KHz).
Aplicación típica en: medida del campo terrestre, detección de
corrientes alternas para las líneas de fuerza del campo,
investigaciones de paleomagnetismo, medida del campo residual y
paquete de inspección de acuerdo a IATA 953.
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3 opciones de rango de medicion: ±2 µT, ±20 µT y ±200 nT
Resolución: 01 nT
Precisión: 0.5% ±5 nT
Salida de corriente continua analogica : 1 kHz (-3 dB)
Display con 4.5 digitos LC
Botón para cancelar el campo magnetico del ambiente
Costo 15000 dolares
3-axis Magnetic field Sensor FLC3-70
Compacto, baja potencia, magnetómetro de tres ejes axiales para la
mediad del campo magnetico atenuado bajo las nanoteslas. Debido
a este diseño y a su operación a una temperatura extendida situado
en un rango para aplicación aeroespacial y para instrumentos de
perforación de profunda
• Rango de medicion: ±70 µT a ±200 nT, dependiendo de la
administración del voltaje
• Solo 5 mA de consumo de corriente
• Bajo ruido: 3 nT (0.1 a 10 Hz)
• Rango de frecuencia: a 1 kHz DC (-3 dB)
• Tamaño pequeño
• Temperatura de operación arriba de los 125°C
• costo 19500 dolares
Miniature Magnetic Field Sensor FLC -100
Magnetómetro completo en miniatura puede ser usado en algunas
aplicaciones donde la sensibilidad del magnetómetro es suficiente
para medir el campo magnético de la tierra, detección de líneas de
fuerza de un campo de corriente alterna, navegación con brújula,
entre otros. Debido a su bajo precio y baja potencia , consumo ideal
para un multisensor de sistemas colectivos
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Rango de medición: 10 nT a100 nT
Usa solo 5 V de voltaje
Solo 2 mA de consumo de corriente
Bajo ruido: < 5 nT (0.1 to 10 Hz)
Rango de frecuencia: a 1 kHz DC (-3 dB)
Versión acostumbrada disponible
Costo 16500 dolares
Magnetómetro 3 Ejes - Honeywell
HMC5883L
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Lector de campos magnético de 3 ejes.
Usa el chip HMC5773L de Honeywell
Alimentación de 3-5 V.
Comunicación mediante el protocolo I2C.
Tamaño 13.9 mm X 18.5 mm
Fácil interacción con Arduino
Costo 15000 dolares
GSM-19G(WF) Overhauser
Magnetómetro/Gradiometro
• Mayor sensibilidad, exactitud y tolerancia de
gradiente que los instrumentos regulares de la
precesión del protón
• Disponible con la opción de GPS integrado
• Uso como estación base programable
• Opción de Gradiometro
• Opción DGPS procesa en tiempo real y post-tiempo
con exactitud sub.-métrica
• Sensibilidad 0.015 nT, resolución 0.01nt
• Mejoras del software vía el Internet
• Costo 19500 dolares
• ESPECIFICACIONES:
Sensibilidad:
<0.015 nT
Resolución:
0.01 nT
Exactitud Absoluta:
+/- 0.1 nT
Rango Dinámico:
10,000 a 120,000 nT
Tolerancia de Gradiente:
Sobre 10000 nT/m
Velocidad de Muestreo:
1 lectura por 60 o 3 seg.
la opción ' W ' agregar 2.1, y 0.5seg
la opción ' F ' agregar 0.2sec
Temperatura De Funcionamiento: -40C a +55C
Otros magnetómetros
• Geometrics, Protón, Precesion, vapor de cesio,
Cesio, Magnetómetro Aéreo, Magnetómetro
Marino, Gradiometro, TVG (Transverse
gradiometer)
conclusiones
• El instrumento GSM-19 v6.0
Overhauser
es
el
magnetómetro/gradiometro
de preferencia en la
comunidad
científico
geológica hoy en día,
representando una mezcla
única de la física, calidad de
los datos, de la eficacia, del
diseño del sistema, y de las
opciones que lo distinguen
claramente
de
otros
magnetómetros quantum.
Bibliografía
• Overhauser Manual/ Magnetometer/
Gradiometer/ VLF (GSM-19 v7.0)
• Assessment report, Technical Work –
Magnetometer Survey – Pinchi Copper
Property 2011
• www.gemsys.ca
• www.terraplus.ca
• www.aegis-instruments.com