T/SSC 3-2024 欧弗豪泽多参量磁力仪 通用技术规范

ICS17.220.20

N91

团体标准

T/SSC3—2024

欧弗豪泽多参量磁力仪通用技术规范

Overhausermulti-parametermagnetometer—Generaltechnicalspecifications

2024-04-07发布2024-07-01实施

中国地震学会发布

目次

前言................................................................................II

引言...............................................................................III

1范围...............................................................................1

2规范性引用文件.....................................................................1

3术语和定义.........................................................................1

4技术要求...........................................................................2

5测试方法...........................................................................4

6检验规则...........................................................................6

附录A（规范性）主要测试设备及要求....................................................8

附录B（规范性）总强度F性能指标测试方法..............................................9

附录C（规范性）磁偏角D和磁倾角I性能指标测试方法...................................12

附录D（规范性）温度系数测试方法.....................................................14

参考文献............................................................................16

I

前言

本文件按照GB/T1.1－2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定

起草。

本文件由中国地震局地震预测研究所提出。

本文件由中国地震学会归口。

本文件起草单位：中国地震局地震预测研究所、中国地质大学（武汉）、中国地质大学（北京）、

中国地震局地球物理研究所、江苏省地震局、云南省地震局。

本文件主要起草人：席继楼、胡祥云、付广裕、王华沛、高尚华、金红林、李琪、王晓美、董浩斌、

葛健、黄倩、夏忠、宋超、杨跃文、张平。

II

引言

欧弗豪泽（Overhauser）磁力仪是一类基于欧弗豪泽效应的磁感应强度测量仪器，具有高灵敏度、

高精度、高分辨力和高响应速度等技术优势，在国内外相关领域有着比较广泛的应用。目前，国内多家

高等院校和科研院所，相继开展了欧弗豪泽磁力仪研究工作。其中，国家重点研发计划项目《高精度地

球物理观测设备研制》研发的欧弗豪泽多参量地磁观测系统和高精度磁力仪，实现了总强度F、磁偏角

D和磁倾角I等多个地磁要素的同步或组合观测。

为规范欧弗豪泽多参量磁力仪的研究和发展，促进该类仪器在地球科学研究中的推广和应用，基于

我国地磁观测台网的发展需求，在广泛开展国内外技术调研、资料分析及台站对比观测试验等相关研究

的基础上，制定本文件。

III

欧弗豪泽多参量磁力仪通用技术规范

1范围

本文件规定了应用于地震领域的欧弗豪泽多参量磁力仪技术要求、测试方法及检验规则。

本文件适用于欧弗豪泽多参量磁力仪的研发、设计、生产、测试、评估和使用。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注明日期的引用文

件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注明日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适

用于本文件。

GB4706.1－2005家用和类似用途电器的安全第1部分：通用要求

GB/T6587－2012电子测量仪器通用规范

GB/T18207.2－2005防震减灾术语第2部分：专业术语

GB/T19531.2－2004地震台站观测环境技术要求第2部分：电磁观测

DB/T9－2004地震台站建设规范地磁台站

JJF1001－2011通用计量术语及定义

3术语和定义

GB/T18207.2－2005和JJF1001－2011界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

地磁场geomagneticfield

地球的磁场，存在于地心到磁层边界的空间范围内，由主磁场、地壳磁场、变化磁场和感应磁场四

部分构成。

[来源：GB/T18207.2－2005，4.2.1]

3.2

地磁要素geomagneticelement

描述空间某点地磁场矢量的各种分量。常用地磁要素为总强度F、磁偏角D、磁倾角I、水平强度H、

垂直强度Z、北向分量X和东向分量Y等7个要素。

[来源：GB/T18207.2－2005，4.2.2]

3.3

量子磁力仪quantummagnetometer

基于量子磁共振原理，测量磁感应强度大小的仪器。是质子（旋进）磁力仪、欧弗豪泽（Overhauser）

磁力仪和光泵磁力仪等精密磁测量仪器的总称。

[来源：DB/T28－2008，2.1.1]

1

3.4

欧弗豪泽磁力仪Overhausermagnetometer

利用质子在磁场中旋进运动频率与外部磁场强度成正比原理，基于电子顺磁共振和质子核磁共振

双共振效应，测量磁感应强度大小的量子磁力仪。

3.5

测量范围measurementrange

在仪器规定的不确定度内，由两个被测量值或两个施加量值限定的范围。

3.6

测量精密度measurementprecision

在规定的条件下，对同一或者类似被测对象重复测量所得示值或测得值间的一致程度。

[来源：JJF1001－2011，5.10]

3.7

分辨力resolution

引起相应示值产生可觉察到变化的被测量的最小变化。

[来源：JJF1001－2011，7.14]

3.8

最大允许误差maximumpermissibleerrors

对给定的测量、测量仪器或测量系统，由规范或规程所允许的，相对于已知参考量值的测量误差的

极限值。

[来源：JJF1001－2011，7.27]

3.9

温度系数temperaturecoefficient

在输入量值不变的情况下，单位温度变化对应的仪器输出的变化量。

[来源：DB/T30.1－2008，3.9]

3.10

零磁空间magneticfieldfreespace

采用磁屏蔽技术对外界磁场实施屏蔽，产生磁场强度近似为零的空间。

[来源：DB/T28－2008，2.1.3]

4技术要求

4.1使用条件

4.1.1电源电压应在AC200V240V或DC9V13.8V范围内，交流和直流供电应能自动切换。

4.1.2工作环境温度应在-10℃40℃范围内，相对湿度不应大于85%。

2

4.2性能指标

4.2.1测量范围

4.2.1.1总强度F测量范围：20,000nT～100,000nT。

4.2.1.2磁偏角D测量范围：-180～180。

4.2.1.3磁倾角I测量范围：-90～90。

4.2.2测量分辨力

4.2.2.1总强度F测量分辨力应优于0.01nT。

4.2.2.2磁偏角D和磁倾角I测量分辨力应优于0.01。

4.2.3测量精密度

4.2.3.1总强度F测量重复性标准偏差不应大于0.1nT。

4.2.3.2磁偏角D和磁倾角I测量重复性标准偏差不应大于0.1。

4.2.4最大允许误差

4.2.4.1总强度F的测量误差不应大于0.3nT。

4.2.4.2磁偏角D和磁倾角I的测量误差不应大于0.3。

4.2.5温度系数

整机温度系数不应大于0.01nT/℃。

4.2.6数据吐出率

全周期观测的数据吐出率不应小于1次每分钟。

4.2.7数据存储容量

仪器内部应能存储不小于30天的原始观测数据和运行日志。

4.2.8时间服务精度

在无任何校对的情况下，15天之内的系统时钟误差不应大于10秒。

4.2.9通信接口

通信接口应包括以太网通信接口和串行通信接口。

4.3功能要求

4.3.1地磁要素观测

应自动观测地磁场总强度F、磁偏角D和磁倾角I等地磁独立三要素及其随时间变化。

4.3.2网络通信与监控

3

应能在地震观测网络中按该网络的通信协议正常运行，完成该协议规定的用户认证、参数设置、数

据汇集、设备控制和状态监视等网络通信与监控功能。

4.3.3时钟系统校对

宜通过全球卫星导航系统自动授时，或通过标准时间服务系统及人工指令对时钟授时和校对。

4.3.4人机交互

宜通过人机交互界面，实现网络参数、工作参数以及表述参数的设置和监控，时钟系统查询和校对，

以及地磁要素观测结果的动态显示等人机交互功能。

4.3.5掉电保护

在关机和掉电状态下，应保持仪器的设置参数、时钟信息和地磁要素数据不丢失。

4.4安全要求

4.4.1电击保护

电击保护性能应符合GB4706.1－2005中规定的I类器具的要求。

4.4.2电器强度电压

仪器的交流电压输入端与机壳之间应能承受1750V（有效值）电压1分钟。

4.4.3泄漏电流

仪器交流变压器的次级对机壳漏电峰值应不大于3.5毫安。

5测试方法

5.1测试环境

5.1.1实验室环境温度应在18℃～23℃范围内，比测室环境温度宜在－10℃～40℃范围内。

5.1.2相对湿度不应大于85％。

5.1.3电源电压应在交流200V～240V范围内。

5.2测试设备

测试设备包括零磁空间、工作平台、标准线圈、高精度电流源、高精度数字电压表、标准量子磁力

仪、标准DI仪、标准电阻、恒温箱、温度计等，主要测试设备及要求应符合附录A所示要求。

5.3性能指标测试

5.3.1地磁场总强度性能测试

采用附录B中图B.1所示的标准磁场测试法，在实验室环境下，针对4.2.1所示测量范围，对4.2.2.1、

4.2.3.1和4.2.4.1所示地磁场总强度F的测量分辨力、测量精密度以及最大允许误差指标进行测试。

5.3.2磁偏角和磁倾角性能测试

4

采用附录C所示比测法进行测试，在台站观测环境下，针对4.2.1所示测量范围，对4.2.2.2、4.2.3.2

和4.2.4.2所示磁偏角D和磁倾角I的测量分辨力、测量精密度以及最大允许误差指标进行测试。

5.3.3温度系数测试

选用附录D所示标准磁场测试法或比测法，对4.2.5所示温度系数指标进行测试。

5.3.4数据吐出率与数据存储容量测试

在运行状态下，对4.2.6所示的数据吐出率指标与4.2.7所示的数据存储容量指标进行测试，测试

步骤如下所示：

a)被测磁力仪进入常规运行状态；

b)每天查询、收集和检查当天及前一天的观测数据和运行日志，测试和计算数据吐出率；

c)仪器正常运行满30天后，查询、收集和检查仪器内部的观测数据和运行日志的存储文件（或数

据存储包），测试和计算仪器的数据存储容量。

5.3.5时间服务精度测试

在运行状态