本發明涉及一種地磁觀測的磁通門臺陣裝置，屬于地磁學領域。
背景技術：
地磁觀測是地磁學科研究和發展的基礎，是人們獲得和應用地磁場信息的來源。地磁觀測的任務是保證連續完整、準確可靠地記錄各種地磁現象，即地磁場的各種時間變化和空間分布規律，包括變化量極小和區域性極強的震磁信息(中國地震局監測預報司，2002)。為了監測大背景的地磁場變化規律，我國建立了常規的地磁臺網，但相對于地震地磁前兆異常監測工作的需要來說臺站間距太大。因此，在小區域內建設地磁臺陣，加密布設高靈敏度三分量磁通門磁力儀以監測地震危險區的地磁場變化，及時發現地震地磁前兆異常，為準確預報地震的發生提供基礎信息，對實現地震的短臨預測是非常必要的。
現有的地磁臺站(基準、基本臺)網絡、流動地磁監測網絡監測模式各有其特點。地磁臺站可以產出連續的地磁場三分量絕對觀測數據，時間分辨率較高，但地磁臺站間距較大，一般在200km以上，其空間分辨率相對較弱，對于中強地震孕震區內巖石圈局部異常的分布和變化無法進行準確描述。作為地磁臺站網絡空間補充的流動地磁(地磁矢量觀測)監測網絡的測點間距約70km左右，有效地提高了對地磁場的空間分辨率，但復測周期較長，通常為數月、乃至數年，從而使其時間分辨率遠不及地磁臺站網絡。地震地磁監測與相關研究的基礎是獲取特定區域內具有足夠分辨率的地磁場時空變化過程，顯然現有的地磁臺站網絡、流動地磁監測網絡監測模式無法對局部異常的時空變化過程進行詳細描述，只有將地磁場連續觀測與三分量絕對重復測量監測模式相結合方可實現上述目的。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種地磁觀測的磁通門臺陣裝置，它能夠獲得一定區域的周期為數秒至數天的變化磁場的地震臨異常信息，以捕捉該區域地震前兆異常信息，對震情的研究判斷提供數據支持，為開展深入細致的區域研究保存難得的實測數據。
為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是：一種地磁觀測的磁通門臺陣裝置，包括儀器坑，以及安裝在儀器坑內的水平裝置、防水保溫裝置、模擬裝置和磁通門探頭；其中，
所述儀器坑，包括磁通門探頭坑和模擬裝置坑，兩者相距3米，通過線纜相連；
所述水平裝置，用于安放磁通門探頭和/或模擬裝置并使其保持水平，水平裝置包括底墩和儀器觀測墩，所述底墩包括水泥底座和灰巖板，磁通門探頭坑和模擬裝置坑內均設置水泥底座，灰巖板固定在水泥底座的上部；
所述防水保溫裝置，包括玻璃鋼箱體，玻璃鋼箱體為頂部有蓋的圓桶形結構，其側面設置有穿線管，所述玻璃鋼箱體采用發泡劑密封穿線管及頂蓋周邊，玻璃鋼箱體外面罩有蛭石板，玻璃鋼箱體粘在灰巖板上，儀器觀測墩粘在玻璃鋼箱體的底部，并保持水平；
所述模擬裝置用于模擬及補償電路，所述磁通門探頭為環形磁通門傳感器，用于對地磁場信息進行信號采集存儲，模擬裝置和磁通門探頭分別固定在模擬裝置坑和磁通門探頭坑內的儀器觀測墩上，所述模擬裝置與磁通門探頭通過線纜電連接，并且磁通門探頭通過模擬裝置進行調試與信號收集。
進一步，所述磁通門探頭坑為長80cm*寬80cm*高100cm的坑，所述模擬裝置坑為長60cm*寬60cm*高60cm的坑，磁通門探頭坑和模擬裝置坑相距3米。
進一步，所述水泥底座的高為10cm，采用尺寸大小為4mm3石子和白水泥混合填充而成，所述磁通門探頭坑內的灰巖板的規格為60cm*60cm*5cm，用于安放磁通門探頭，所述模擬裝置坑內的灰巖板的規格為50cm*50cm*5cm，用于安放模擬裝置。
進一步，所述玻璃鋼箱體壁厚2cm，內直徑為45cm，高為40cm，頂蓋扣在箱體的凹槽內，距離頂蓋10cm處設有長10cm的穿線管，穿線管直徑為3cm，穿帶航空插頭的擺線，玻璃鋼箱體的底部下表面和頂蓋上表面均打磨平，以便上表面粘連蛭石板，下表面粘連灰巖板。
進一步，所述儀器觀測墩為直徑35cm，厚2cm的灰巖板，并通過樹脂膠粘在玻璃鋼箱體底部。
進一步，所述模擬裝置坑內的玻璃鋼箱體的內直徑為40cm，高為30cm，頂蓋扣在箱體的凹槽內，距離頂蓋10cm處設有長10cm的穿線管，穿線管直徑為3cm，穿帶航空插頭的擺線。
進一步，所述防水保溫裝置還包括蛭石板和泡沫板，所述蛭石板設置在玻璃鋼箱體的四周，蛭石板底部粘在水泥底座上，所述泡沫板水平安裝在玻璃鋼箱體的內部。
進一步，所述磁通門探頭采用FGE磁通門磁力儀，為環形磁通門傳感器，可測空間任一點磁感應強度的互相垂直的X、Y、Z三個分量，測量動態范圍為±2500nT，讀數分辨力為0.1nT，噪聲水平為≤0.1nTp-p，頻率響應為DC～20Hz，工作溫度為-10℃～+40℃。
采用了上述技術方案后，本發明具有以下有益效果：
本發明設計了一種地磁觀測的磁通門臺陣裝置，本發明采用磁通門探頭測量地磁信號，尤其采用高靈敏度三分量磁通門磁力儀，即FGE磁通門磁力儀，能監測地震危險區的地磁場變化，及時發現地震地磁前兆異常，為準確預報地震的發生提供基礎信息；本發明的水平裝置和防水保溫裝置，能夠保證磁通門探頭和模擬裝置始終保持水平，并處于一個相對穩定的防水保溫環境中，保證測量數據的準確性；本發明特別適合在小區域內建設并加密布設，并通過無線網絡將數據傳輸出去；本發明的地磁觀測的磁通門臺陣裝置建設和維護相對方便，并且監測能力強，能夠獲得區域地區內電離層、亞暴電流及甚低頻磁場基本信息的高質量觀測數據，對實現地震的短臨預測具有十分重要的意義。
附圖說明
圖1為本發明的結構示意圖；
圖中，1、儀器坑，2、蛭石板，3、玻璃鋼箱體，4、泡沫板，5、磁通門探頭，6、灰巖板，7、水泥底座，8、儀器觀測墩，9、線纜，10、PVC套管。
具體實施方式
為了使本發明的內容更容易被清楚地理解，下面根據具體實施例并結合附圖，對本發明作進一步詳細的說明。
如圖1所示，一種地磁觀測的磁通門臺陣裝置，包括儀器坑1，以及安裝在儀器坑1內的水平裝置、防水保溫裝置、模擬裝置和磁通門探頭5；其中，
所述儀器坑，包括磁通門探頭坑和模擬裝置坑，兩者相距3米，通過線纜9相連；
所述水平裝置，用于安放磁通門探頭5和/或模擬裝置并使其保持水平，水平裝置包括底墩和儀器觀測墩8，所述底墩包括水泥底座7和灰巖板6，磁通門探頭坑和模擬裝置坑內均設置水泥底座7，灰巖板6固定在水泥底座7的上部；水泥底座7、灰巖板6和儀器觀測墩8共同保證其上安放的磁通門探頭5和/或模擬裝置保護水平；
所述防水保溫裝置，包括玻璃鋼箱體3，玻璃鋼箱體3為頂部有蓋的圓桶形結構，其側面設置有穿線管，所述玻璃鋼箱體3采用發泡劑密封穿線管及頂蓋周邊，玻璃鋼箱體3外面罩有蛭石板2，玻璃鋼箱體3粘在灰巖板6上，儀器觀測墩8粘在玻璃鋼箱體3的底部，并保持水平；
所述模擬裝置用于模擬及補償電路，所述磁通門探頭5為環形磁通門傳感器，用于對地磁場信息進行信號采集存儲，模擬裝置和磁通門探頭5分別固定在模擬裝置坑和磁通門探頭坑內的儀器觀測墩8上，所述模擬裝置與磁通門探頭通過線纜9電連接，并且磁通門探頭5通過模擬裝置進行調試與信號收集。
可選地，所述磁通門探頭坑為長80cm*寬80cm*高100cm的坑，所述模擬裝置坑為長60cm*寬60cm*高60cm的坑，磁通門探頭坑和模擬裝置坑相距3米。
優選地，所述水泥底座7的高為10cm，采用尺寸大小為4mm3石子和白水泥混合填充而成，所述磁通門探頭坑內的灰巖板6的規格為60cm*60cm*5cm，用于安放磁通門探頭，所述模擬裝置坑內的灰巖板6的規格為50cm*50cm*5cm，用于安放模擬裝置。
優選地，如圖1所示，所述玻璃鋼箱體3壁厚2cm，內直徑為45cm，高為40cm，頂蓋扣在箱體的凹槽內，距離頂蓋10cm處設有長10cm的穿線管，穿線管直徑為3cm，穿帶航空插頭的擺線，所述線纜9經穿線管穿出，玻璃鋼箱體3的底部下表面和頂蓋上表面均打磨平，以便上表面粘連蛭石板2，下表面粘連灰巖板6。
磁通門探頭坑和模擬裝置坑之間通過PVC套管10連通，PVC套管10對連接兩坑之間的線纜9起到保護作用。
進一步，所述儀器觀測墩8為直徑35cm，厚2cm的灰巖板，并通過樹脂膠粘在玻璃鋼箱體3底部。
可選地，所述模擬裝置坑內的玻璃鋼箱體3的內直徑為40cm，高為30cm，頂蓋扣在箱體的凹槽內，距離頂蓋10cm處設有長10cm的穿線管，穿線管直徑為3cm，穿帶航空插頭的擺線。
優選地，如圖1所示，所述防水保溫裝置還包括蛭石板2和泡沫板4，所述蛭石板2設置在玻璃鋼箱體3的四周，蛭石板2底部粘在水泥底座7上，所述泡沫板4水平安裝在玻璃鋼箱體3的內部。
優選地，所述磁通門探頭5采用FGE磁通門磁力儀，為環形磁通門傳感器，可測空間任一點磁感應強度的互相垂直的X、Y、Z三個分量，測量動態范圍為±2500nT，讀數分辨力為0.1nT，噪聲水平為≤0.1nTp-p，頻率響應為DC～20Hz，工作溫度為-10℃～+40℃。
線纜9、PVC套管10用于磁通門探頭5與外界的通信，以保證其正常運行。
所述模擬裝置通過GPRS或CDMA將磁通門探頭測量的數據傳輸至中央控制系統，適用于將本發明裝置高密度設置。
將本發明的地磁觀測的磁通門臺陣裝置等間距密集布設，有利于監測地震異常電磁信號，并借此推斷出可能的震中分布范圍和震級大小，實際的觀測點位置還需要綜合考慮當地的觀測環境，儀器安裝場地條件，通訊和供電條件，以及斷層的分布和走向等。
安裝磁通門磁力儀的測點環境要求梯度小于2nT·m，噪聲小于0.3nT·m，安裝前用G856質子旋進式磁力儀對被選地點進行10*10m的跨密度測量，對符合要求的測點用磁通門磁力儀進行噪聲測試，同時要求附近可以接入交流電源并具有GPRS或CDMA信號。
確定安裝位置后，首選在選址地點按尺寸要求開挖儀器坑1，在其底部筑砌水泥底座7和安放灰巖板6，并將玻璃鋼箱體3粘在灰巖板6上面，再將儀器觀測墩8粘連到玻璃鋼箱體3的底部，然后將磁通門探頭5調整好位置后用強力膠固定在儀器觀測墩8之上，安裝線纜9、PVC套管10等與模擬裝置連通，接入交流電源及GPRS或CDMA信號，并通過模擬裝置調試磁通門探頭5正常運行，用珍珠巖顆粒填充玻璃鋼箱體3并在中間放置一個泡沫板4，蓋上玻璃鋼箱體3的頂蓋后用玻璃膠進行周邊密封，注意不能采用樹脂膠密封，否則很難開啟頂蓋，再在玻璃鋼箱3外面罩上蛭石板2，底部粘在水泥底墩7上，做好保溫及防水，最后回填土，覆蓋厚度在60cm以上，即可進行測量。
本發明設計了一種地磁觀測的磁通門臺陣裝置，本發明采用磁通門探頭5測量地磁信號，尤其采用高靈敏度三分量磁通門磁力儀，即FGE磁通門磁力儀，能監測地震危險區的地磁場變化，及時發現地震地磁前兆異常，為準確預報地震的發生提供基礎信息；本發明的水平裝置和防水保溫裝置，能夠保證磁通門探頭和模擬裝置始終保持水平，并處于一個相對穩定的防水保溫環境中，保證測量數據的準確性；本發明特別適合在小區域內建設并加密布設，并通過無線網絡將數據傳輸出去；本發明的地磁觀測的磁通門臺陣裝置建設和維護相對方便，并且監測能力強，能夠獲得區域地區內電離層、亞暴電流及甚低頻磁場基本信息的高質量觀測數據，對實現地震的短臨預測具有十分重要的意義。
以上所述的具體實施例，對本發明解決的技術問題、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施例而已，并不用于限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。