中國西南貴州，有一顆“中國天眼”探索星空奧秘。在西北天山腳下的新疆哈密莽莽戈壁深處，也在持續(xù)研發(fā)著探礦的“慧眼”。河南省計量院產(chǎn)業(yè)檢測研究中心工程師靳振宇、陶牮等，為中國地質(zhì)科學(xué)院某所國家探礦重大科研項目開展電磁綜合測量任務(wù)，以計量技術(shù)助力國家地質(zhì)探礦。

“從2012年開始，我們歷時十余年，對探礦技術(shù)的關(guān)鍵電磁參數(shù)進行測量，陪著國家地質(zhì)探礦事業(yè)一起成長”。12月24日，終于見到靳振宇、陶牮，得以一探究竟。在地質(zhì)勘查領(lǐng)域，航空脈沖瞬變電磁法技術(shù)大放異彩，在尋找礦產(chǎn)資源、石油天然氣勘探以及環(huán)境和農(nóng)業(yè)生態(tài)調(diào)查中發(fā)揮著重要作用。但這項技術(shù)十分考驗計量技術(shù)的精準(zhǔn)應(yīng)用其中，電磁脈沖數(shù)據(jù)測量準(zhǔn)確性非常關(guān)鍵。

千里赴疆，實戰(zhàn)“戈壁沙?！?！

“趕赴位于新疆哈密外幾百公里的戈壁試驗場開展電磁綜合測量，可以讓對方地質(zhì)勘探項目從15天的測量任務(wù)變成3天就能完成，能節(jié)約對方的成本?！边@是河南省計量院以計量支撐各產(chǎn)業(yè)科研的“小考量”。

到達戈壁試驗場，這是一個直徑20多米的近似圓環(huán)的“電圈”，直升機需要載著這個大“電圈”在大約50米以上的低空飛行，通過電磁各種數(shù)據(jù)分析，從而進行礦產(chǎn)資源勘探。與實驗室不一樣，戈壁環(huán)境對電磁測量干擾因素更多，取得準(zhǔn)確數(shù)據(jù)也更難。但是，這種“實戰(zhàn)”環(huán)境才是該科研項目的真實使用場景。他們開始摸清溫差、地面磁場等各種環(huán)境干擾因素，模擬直升機的各種工作狀態(tài)，搭建了現(xiàn)場試驗工作臺，終于具備了現(xiàn)場電磁綜合測量條件。“只有立身沙海，才能測準(zhǔn)數(shù)據(jù)”。這也是靳振宇和陶牮赴疆測量的另一個“考量”。

積小智成大智，跳好“空中芭蕾”！

想象一下，一架直升機在廣闊的戈壁灘上空翱翔，它不是在執(zhí)行普通的飛行任務(wù)，而是攜帶著高科技的電磁發(fā)射機，像一位空中偵探，透過地球的皮膚，窺探深藏在500至800米的地礦秘密。這架特殊的直升機，拽著20米直徑的“電磁圈”，宛如滑行在空中的“芭蕾”舞者。

怎么跳好“空中芭蕾”？并不容易。在航空脈沖瞬變電磁法中，利用直升機攜帶的電磁發(fā)射機發(fā)射脈沖電磁波，通過接收線圈捕捉二次感應(yīng)電磁場，從而探測地下結(jié)構(gòu)。其中，發(fā)射機和數(shù)據(jù)系統(tǒng)則安置在機艙內(nèi)，而發(fā)射和接收線圈懸掛在直升機下方。測量出它們準(zhǔn)確的電磁各類數(shù)據(jù)很不容易，首先，因直升機上的測量設(shè)備難完全固定，測量準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性差，不確定度過大，難以評估科研裝置的精密性，也難以真實體現(xiàn)地質(zhì)研究人員的科研成果。其次，如果直升飛機和電磁發(fā)射機共同降落在測試場后，發(fā)射線圈貼敷在戈壁灘的石子上，電流磁場會受到戈壁灘不同石子成分不均勻。因磁場不均勻反饋到發(fā)射機上，進而影響發(fā)射數(shù)據(jù)，這組數(shù)據(jù)對于科學(xué)研究而言，是不真實的，更是不科學(xué)的。

要想空中芭蕾“形”“神”兼?zhèn)洌瑢崿F(xiàn)測量數(shù)據(jù)真實、穩(wěn)定、準(zhǔn)確、科學(xué)，就需要尋求“地上、空中”兩種工況切合點。他們與項目科研人員多次推演，采用了靳振宇、陶牮的“近地隔空測量測試方案”。利用塑料非金屬特性支起來一個正十二邊形的懸空發(fā)射線圈，既不會受磁場環(huán)境形成干擾，更不會反向干擾線圈磁場。從而很好地解決了“地上、空中”的融合問題。經(jīng)過反復(fù)測量，最終得到了科學(xué)的測量數(shù)據(jù)。

計量支撐科技研發(fā)，不僅測得出，還要測得準(zhǔn)，科研從來沒有“差不多”。正如中國鐵路工程專家詹天佑說：“我們的工作首先要精密，不能有一點馬虎?！蟾拧畈欢唷@類說法不應(yīng)該出自工程人員之口。”歸程俯望邊疆大地，戈壁愈發(fā)遼闊。仿佛看見一架架探礦直升機在翱翔，正在喚醒一處處沉眠的寶藏。