关于磁观测站建筑材料的磁性能

关于磁观测站建筑材料的磁性能摘要磁观测台的安装和开发可能需要对展馆和测量柱的建筑材料的磁特性以及环境条件进行额外的研究，首先包括围岩的磁特性。在某些情况下，可能需要对磁化率进行详细研究。到目前为止，这些程序在现有的手册和指南中只作了简要介绍。随着新建筑材料的发展，以及磁性天文台数量的增加，对此类研究的需求进一步增加。本文重点研究了磁性天文台建筑材料的磁性，并根据我们在俄罗斯和国外部署磁性天文台和台站的经验给出了研究结果。概述了不同材料的磁化率。介绍了磁化率测定仪方法及其在建筑材料研究中的应用，并提供了对天文台附近的建筑材料和围岩进行的磁化率测试结果。最后，对天文台建筑材料的研究提出了一些建议。关键词：磁化率；磁化率测定仪; 地磁观测台；岩石磁化；材料的磁化1. 简介地磁观测站是一个复杂的设施，定期对地球磁场的分量进行准确测量。由于对地磁数据的不断需求，建立和支持对地球磁场元素进行连续测量的此类职位一直很重要，地磁数据被用于地球科学和日地关系的许多基础和应用研究。地磁观测台的安装是一项连续的多步骤任务，包括选择合适的位置，研究地质或人工近地表源的地磁异常，确定建造磁亭的地点和安装用于绝对测量的方位标记，为亭子选择非磁性建筑材料，设计通信和供电网络，选择加热装置和温度稳定系统，等等。在科学机构就地磁观测站的部署进行合作期间，制定了若干准则，这些准则对上述问题提供了相当全面的涵盖范围。然而，它们只描述了部署磁性天文台的一般规则和建议，许多评论因素总是影响每个天文台的安装进度。特别是，在不同的环境中，天文台的位置条件是不同的。在大陆或极地气候寒冷的地区，矢量磁通门磁力仪的适当温度稳定需要展馆墙壁的隔热和补偿季节性温度波动的自动加热系统，而在温和的气候条件下，这种额外的适应则不那么重要。另一个问题是天文台场地的地质结构、下伏岩石及其磁化，这有助于岩石圈异常。因此，不可能简单地以完全相同的方式复制不同地点的天文台。在这方面，每个天文台都是独一无二的，不同的天文台需要不同的方法才能正常运作。因此，参与部署磁观测站的研究团体和团队可以自由做出独立选择，并在指南所列的条例和限制条件内为适当的设备应用任何技术解决方案。然而，在不同的施工阶段，需要具体的程序和技术解决方案，并将当地设置和仪器考虑在内。例如，在俄罗斯科学院地球物理中心（GC RAS），为地球物理研究开发了一种特定的方法，目的是利用现代全球导航卫星系统技术寻找合适的磁性观测站位置。接下来，为测量亭的加热和热稳定找到了一些更便宜的解决方案[5]，例如非磁性铜或陶瓷加热器的替代品。最后，近年来，各种可用于天文台展馆的非磁性复合材料已被引入施工实践。这些新材料应该从磁性的角度进行表征，以确保它们不会引入磁异常。现场或实验室进行的岩石磁化率测量为地质、考古、地球物理技术任务等领域的各种研究提供了信息。然而，在磁观测站的建设和维护框架内，没有太多的研究提供详细的描述和应用实例。尽管对天文台场地的土壤进行了一些磁化率研究，但仍然没有详细的例子来研究在天文台建造前测量的建筑材料的磁性。本文主要研究磁性天文台建筑材料的磁性特性。我们概述了材料的特性，主要是它们的磁化率，这是导致材料和矿物在地球磁场中影响的主要特征。这是我们在部署磁性天文台和台站方面的经验总结。未来，可以根据这些测量结果编制一些手册，以展示建筑材料以及一些围岩的特征。我们简要介绍了磁化率测定仪方法，它的物理基础，以及用于磁化率测量的常用设备。接下来，我们将提供对天文台附近的建筑材料和围岩进行的磁化率测试结果。此外，结论部分还将提出一些关于天文台展馆建设的建议。2. 材料和方法2.1. 磁化率及其测量：物理基础由外部磁场感应的物理体的磁化强度是一个矢量，表示每单位体积的磁矩。物质的磁性由原子轨道的结构和电子的磁矩决定。众所周知，物质本身的主要磁性是其在外加磁场中获得磁化的能力——磁化率（我们在地磁研究实践中使用κ作为常用名称）。数学上，κ是一个无量纲量，表示感应磁化强度和外部（磁化）场强度之间的比例系数。在磁性勘探实践中，磁化强度被用作指示岩石材料（矿物）成分的参数。岩石的磁化率变化很大，从0到10国际单位制。在磁力测量实践中，磁化率是以10−5国际单位制测量的。根据其磁性，所有物质分为三组：抗磁体、顺磁体和铁磁体，磁化率范围和符号不同。抗磁体的磁化率非常低，约为10−5 SI。它是负的，因为抗磁体内的磁化矢量指向外部磁场）。许多矿物，如石英、岩盐、石墨、金、银、铅、铜和岩石，如大理石，都是抗磁性的。顺磁性物质的特征还在于低磁化率。大多数沉积岩、火成岩和变质岩都含有顺磁性矿物。铁磁性物质具有最高的磁化率（高达几个国际单位制）。其原因是它们的原子自旋之间的交换耦合。即使在没有外部磁场的情况下，一种物质的所有原子的磁矩也相互平行，形成磁畴，其显著特征是剩余磁化。铁磁体磁铁矿（Fe3O4）的一个例子，其磁化率非常高，约为1.5至80000×10−5国际单位制。铁磁性矿物的其他例子是赤铁矿（Fe2O3）、磁赤铁矿（氧化铁Fe2O3-γ-Fe2O3的磁性改性）、钛磁铁矿（Fe2TiO4）和磁黄铁矿，磁黄铁矿是硫化铁的磁性改质（FenSn+1，其中n=6…11）。因此，岩石具有磁性的原因是其化学成分和其中矿物的晶体结构，尤其是铁磁矿物。高磁化率值是含有大量铁磁性矿物的岩石的典型值。例如，一些含铁石英岩的磁化率可以达到1-3 SI。在火成岩中经常发现铁磁性矿物，尤其是磁铁矿。花岗岩和花岗闪长岩等侵入岩由于其酸性成分，其κ值较低。较高的κ值通常适用于中等成分（闪长岩）和基本成分（辉长岩）的岩石。然而，在大多数岩石中，磁铁矿是岩石成分中的一种副矿物，即其含量非常少，因此不会影响岩石分类。几乎所有的沉积岩都是非磁性的。石灰岩、白云质石灰岩和白云石的磁化率较低。特定的例外情况是可能的，例如，在漂移源附近形成的砂岩或粉砂岩含有相对大量的磁铁矿颗粒，因此具有较高的磁化率值。在磁力测量实践中，矿物和岩石通常根据其磁化强度进行分类。Bersudsky和Khmelevsoy提出了一些有用的分类例子。由于我们研究的主要重点是人造物质（建筑材料）的磁性能概述，因此我们将使用地球物理学家指南中的分级分类，因为它不仅与天然物质有关，还与人造物质有关。据此，这些物质按表1中列出的κ分级进行分类。表1.按磁化率划分的物质分级尺度。经参考文献1984，Avchyan，G.M.许可转载/改编。2.2. 磁化率测量硬件  磁化率测量或κ测量法（以符号“κ”命名）不仅可以作为几种地球物理方法的支持，还可以作为一种独立的地球物理方法用于各种目的，例如土壤污染研究和考古调查。许多磁化率测量设备（磁化率测定仪），如SatisGeo KM-7、Bartington MS-2或PIMV，都是便携式的，专为现场测量和实验室工作而设计。这些设备基于电感测量方法，这意味着与空气中的电感相关信号相比，测量线圈中与电感相关的信号变化。这允许评估样本体积中的磁化率。另一组磁化率测定仪包括为实验室设计的室内设备。这些卡伯计基于各种测量技术。在我们的研究中，我们主要使用PIMVκ计进行现场和室内测量，尽管一些磁化率测定是使用主地磁场和岩石磁学实验室（俄罗斯科学院施密特地球物理研究所）的AGICO MFK-1FA实验室κ计进行的。该器件的磁化率灵敏度为2×10−8 SI。2.3. 磁化率测定仪方法在天文台安装实践中的可能性从与天文台磁观测有关的问题来看，测量物质的磁化率是非常重要的。在寻找适合磁性天文台的地方的阶段，就已经出现了对磁化率测量的需求。强磁性岩石会产生磁异常，影响地球磁场的局部强度和方向。这种影响可能导致磁力计数据失真，需要额外的处理来校正地质成因异常的影响。除了检查可能的强烈自然磁异常外，考虑建筑材料的磁性也很重要。这是为了确保建筑砌块、结构、填料和紧固件不含磁性杂质。否则，残余磁化可以在磁场中引起几个nT/m的局部梯度。这对于绝对展馆中进行绝对测量的区域至关重要。在该区域中，如果可能的话，磁场的垂直和水平梯度应不超过1nT/m。绝对测量过程包括在8个不同位置处测量DI传感器相对于东、西、北和南的方向，并且传感器附近的任何局部梯度都将不可避免地导致DI磁力计测量的空间差异，从而使测量变得不方便。此外，由最初非磁性材料制成的结构可能由于铁磁污染而获得不希望的磁化。如果包括铁屑在内的污染物在用钢工具制造和加工后残留下来，就会发生这种情况。最后，如第3.1.2节所示，受污染的混凝土可以在固化过程中获得磁化。如今，有各种现代复合材料可以用于建造磁天文台。如果这些材料用于展馆的框架和墙壁、隔热，甚至柱子的建造，则能够提供必要的可靠性和耐用性。木材是用于建造展馆的最广泛的非磁性材料。木制建筑的内外部都应加以保护，以免磨损。外部木材经常受到天气影响（温度变化、湿度等），因此应使用防风雨涂料进行保护。内部也应该受到保护，因为它们在使用过程中也可能会磨损。同样的道理也适用于木柱，它们仍然被用于一些磁性天文台。用于支柱结构的另一种材料是大理石。然而，大理石相当昂贵。支柱结构的一种更便宜的替代方案是使用胶水连接的玻璃块。这种结构已在许多俄罗斯天文台使用，如帕拉通卡天文台（IAGA代码PET）或克利莫夫斯卡娅天文台（IAGA代码KLI）。然而，支柱的基脚应为混凝土。有一种方法可以通过磁化率、质量、密度和与磁化体的距离来估计磁化体的磁异常。然而，这种估计是近似的，因为它假设磁性均匀的物体，而真实的物理体可以包含不同数量的铁磁粒子。因此，在磁性天文台建筑材料的选择阶段，仪器测定磁化率应是一项强制性程序。 3. 结果在此，我们介绍了可用于磁性观测站建设的一些材料的磁化率测量结果（第3.1节），以及观测站附近下伏岩石的一些例子，其磁效应可被视为对记录的磁场值和手动绝对测量至关重要（第3.2节）。我们还提供了一个例子，说明磁化结构的磁场对磁观测站进行的测量的影响（第3.3节）。3.1. 几种展馆建筑材料的磁化率3.1.1. 磁化率测定我们研究用于建造天文台的材料的磁性能的第一次经验可以追溯到2014年夏天。在该项目的框架内，计划使用混凝土在绝对和变化展馆中建造观测柱（图1a）。在检查未来克利莫夫斯卡娅天文台的施工现场时，发现被选为混凝土观测柱填料的碎石具有相当明显的磁效应，这是通过GSM-19质子Overhauser磁强计的一系列测量发现的。图1.克利莫夫斯卡娅磁性天文台：（a）绝对馆建筑工地和最初设计的观测柱；（b）施工现场的碎闪长岩样本；（c）在最终确定的绝对展馆中重建支柱。表2显示了天文台建筑工地混凝土基座相对于背景F值（Fb）的异常地磁场强度测量结果。在距其表面15cm处（F15cm栏）和顶部（F0cm栏）进行测量。如图所示，支柱的磁异常在绝对亭中达到6–8至14–20 nT，在变化亭中达到4–5 nT，这表明水泥或碎石中存在一些磁性成分。表2.在克利莫夫斯卡娅天文台最初建造的柱子的混凝土基座附近观察到的异常地磁效应。碎石样品（其中一个如图1b所示）取自施工现场。石头的起源是闪长岩，一种侵入岩，通常包括角闪石；角闪石的磁化率可达到55–390×10−5 SI。根据使用MFK-1FA磁化率测定仪的实验室κ测定，闪长岩样品的κ=120×10−5 SI单位。该值与低磁化岩石间隔相匹配（见表1）；然而，当被约50000nT的外部磁场（即，该区域的近似地球磁场强度）磁化时，这种含砾石可以产生高达50nT的异常效应。此外，水泥还可能含有制造后留下的人造铁磁性颗粒，这也可能是过度磁化的原因。由于这些测量，建筑项目被重新设计，支柱的上部是用完全无磁性的玻璃块建造的（图1c）。在高纬度白海（IAGA代码WSE）磁观测站的开发过程中，使用PIMV便携式磁化率测定仪进行了另一系列磁化率测量。2018年，选定了一个位置，用于安装一个单独的磁力计展馆。展馆如图2a所示，其内部如图2b所示。展馆的墙壁由用铜钉固定的木板制成，屋顶的顶部最初计划使用沥青瓦。POS-4矢量磁强计的支柱（如图2b和图2c所示）与之前的情况类似，是用胶水用玻璃砖建造的。使用混凝土混合物形成柱脚，并决定使用扩展粘土作为填料。线性聚乙烯管被用作浇注液态混凝土混合物和形成展馆插座的外壳。因此，有必要研究上述材料的磁化强度。图2.白海天文台磁强计馆：（a）大楼全景；（b） 内部；（c） 矢量Overhauser磁强计POS-4安装在展馆内。聚乙烯管似乎是非磁性的（0 SI）。对于混凝土混合物、填料和胶水，首先直接在材料上进行磁化率测量（只需在包装上使用卡伯计）。接下来，在塑料杯中采集每种材料的样品（除了以大薄片提供的沥青瓦（onduline）），以在较小的体积中进行磁化率测量。然后，对每种材料进行4-5次测量，然后确定塑料杯中样品的磁化率。当确定具有圆柱形表面的样品（例如，磁芯）的磁化率时，必须进行校正，因为圆柱形表面上的值低于平面上的值。由于体积为200g的塑料杯是锥形的，其一端的直径大于另一端的直径，为了方便起见，决定从PIMV卡伯计操作手册（第5页）中选择与杯的填充部分相对应的直径的平均校正系数。因此，选择了1.4的系数。测量的κ值乘以上述校正系数。在表3中，“κ，×10−5国际单位，l.v.”列包含对包装袋的测量，在“κ，x 10−5 SI单位，s.v.”列中包含对塑料杯中选定样品的测量（“l.v.”和“s.v.”分别为“大体积”和“小体积”）。修正系数为1.4。将其乘以为样品确定的磁化率值，我们获得的值通常与袋子上获得的值接近（见“总κ，×10−5 SI单位”栏）。因此，我们确保了实验的纯度。表3.白海天文台用于建造展馆和柱子的材料的磁化率。根据测量结果，胶水（0 SI单位）和砂混凝土（9.45×10−5 SI单位）被归类为极弱磁化材料。膨胀粘土被弱磁化（127–143×10−5国际单位制）。原因可能在于它的生产技术。然而，它仍然可以用作基脚的填料，因为它将远离磁力计。唯一具有相对较高磁化强度的材料是沥青瓦（234–363×10−5 SI单位，即根据分类表1的弱至中等磁化强度）。沥青瓦可能在制造过程中被一些铁磁性颗粒污染了。磁化率研究的另一个经验与亚美尼亚共和国国家科学院A.Nazarov地球物理和工程地震学研究所（IGES NAS RA）合作，安装和开发了位于亚美尼亚的Gyulagarak天文台，IAGA代码GLK。有人建议在展馆建设中使用一些新的复合材料，尤其是展馆的外部装饰，因为天文台位于山区，天气可能会发生突然变化，木制外部可能很快会因天气影响而磨损。因此，决定使用木材建造绝对亭和变异亭的内部，以及变异亭的内室。反过来，根据该项目，展馆的框架应该由用铝铆钉连接的塑料C形槽钢组装而成（图3a）。对于外墙，计划使用聚丙烯和矿棉填充的塑料（图3b）和下面的浮石块（图3c）。对于窗框，我们打算使用塑料型材（图3d）。图3.用于建造Gyulagarak磁观测站展馆的建筑材料样本：（a）两个C形通道杆的碎片，用铝铆钉连接；（b）填充聚丙烯和矿棉的塑料外壳，用于隔热；（c）浮石块碎片；（d） 绝对展馆窗框的塑料型材。表4提供了上述主要材料的磁化率测量结果。使用MFK-1FA实验室磁化率测定仪进行测量，除了窗框轮廓（使用PIMV确定其磁化率）。请注意，所有的样本实际上都是非磁性的。表4.Gyulagarak天文台一些建筑材料的磁性。Gyulagarak天文台观测亭的柱子也是用胶水用玻璃块建造的。胶水的κ测量值列于表5中，与白海天文台的表3相似。然而，在这种情况下，从“小体积”κ值转换而来的总κ值似乎与相应的“大体积”κ值更不接近。然而，所有的胶水样品，无论是松散的还是固体的，似乎都是非常低的可磁化性，因此适合于支柱结构。表5.Gyulagarak天文台用于建造亭台楼阁和柱子的胶水的磁化率。绝对展馆的建造过程如图4a所示。图4b显示了GLK天文台的一个绝对展馆，作为使用上述材料的一个例子，图4c显示了绝对展馆的内部。如图4c所示，三个测量柱由玻璃砖制成；第四个是实验性的，由塑料部件组装而成。此外，我们将看到这一支柱的优点或缺点，并评估其稳定性。图4.Gyulagarak天文台的绝对展馆：（a）施工过程（展馆框架可见）；（b） 已建成的展馆；（c） 展馆内部。3.1.2. 混凝土凝固引起的磁化本小节中描述的现象可能是磁天文台安装过程中须面对的重大挑战。在RAS地球物理中心和RAS地圈动力学研究所之间的合作方面，计划在Mikhnevo地球物理天文台（莫斯科地区）的领土上安装一套完整的天文台磁强计。2019年，两个磁力调查系列的结果选择了展馆的位置。2019年晚些时候，在建设项目的开发过程中，我们对未来柱脚的混凝土混合样品进行了磁化率测量。使用PIMV进行了三个系列的测量。由此产生的磁化率值约为7.2–7.3×10−5 SI，这意味着混合物属于极弱磁化的建筑材料，适用于基脚施工。为了避免铁磁性材料或矿物可能造成的混凝土混合料污染的磁效应，我们使用了与克利莫夫斯卡娅天文台和Gyulagarak天文台相同的支柱设计（安装在混凝土整体部件上的1.4–1.5 m玻璃块支柱）。因此，当建造亭台楼阁时，它们的顶部正好与地面齐平。2021年春季，除了柱子的玻璃部分外，展馆已经完工，我们决定在两个展馆内进行磁力调查，以寻找人工磁异常的可能来源。为此，我们使用GSM-19质子Overhauser磁强计作为探测车，使用另一台GSM-19作为基站，对总场测量进行昼夜校正。测量的步长为0.5×0.5m。测量在两个传感器高度水平上进行：第一个水平靠近地板，第二个水平距离地板1.5米高（这是柱顶的近似水平）。绝对亭的磁异常图见图5a（1st level）和图5b（2nd level）。如图所示，一级调查（图5a）显示，混凝土基脚顶部在地板附近产生了显著的正磁异常。它们的轻微影响也可以在图5b的二级磁测图上看到。因此，为了避免混凝土的磁效应，安装1.5米的玻璃砖柱显然是不够的。图5.Mikhnevo磁观测站绝对馆的磁场调查结果：（a）缩短支柱混凝土基座之前的地面磁异常图；（b） 在缩短支柱的混凝土基座之前，距离地面1.5米的水平处的磁异常图；（c）支柱混凝土基座缩短后的楼层磁异常图；（d）缩短支柱的混凝土基座后，距离地面1.5米的水平处的磁异常图。原因是在凝固过程中，混凝土体内的磁化颗粒沿外磁场方向排列，导致凝固的混凝土体的磁化强度大于松散的混凝土体。然后，切掉0.5米的混凝土，剩下的地方用玻璃块填满。支柱高度约为1.5米，因此从磁化混凝土脚到支柱顶部的总距离为2米。绝对亭中磁异常的新地图（分别见图5c和d）显示，这种影响可以忽略不计。我们还没有在展馆中间发现异常现象的来源。然而，由于磁力计将安装在柱子的高处，这种磁效应应该可以忽略不计。此外，我们满足IAGA的要求，因为支柱之间的梯度在2nd level足够小。在变化亭中进行的磁性调查的结果没有显示在这里，但它们显示了混凝土基脚顶部上方类似的正异常，并且在相应的返工后没有出现。3.2. 天文台附近岩石的磁化率在我们第一次研究Gyulagarak天文台的位置时，这项工作的目标之一是从露头中选择岩石样本。原因是对该领土进行磁力调查后获得的磁力异常图。在研究现场发现了一些相对较强的地质成因异常。由于我们在那次旅行中没有便携式磁化率测定仪，我们只能使用非磁性经纬仪Carl Zeiss Theo 010上的质子磁力仪和磁通门倾角仪（DI）来估计这些岩石（安山岩-玄武岩）的感应磁化强度。岩石似乎具有相对较大的感应磁化强度。后来，使用MFK-1FA测定了岩石的磁化率。表6中的结果证明，这些岩石的磁化强度不容忽视。这有助于我们开发一种解决方案，并规划展馆的设计，使仪器传感器尽可能远离下表面。如图4b所示，这就是如何将桩上的轻质结构开发为天文台展馆建设项目的。表6.Gyulagarak天文台所在地火成岩的磁性。3.3. 磁化建筑材料与天文台数据质量由于选择不当的建筑材料和设备产生的不必要的磁效应，天文台数据受到污染的一个例子是我们2018年在克利莫夫斯卡亚磁性天文台进行的LED照明安装实验。该天文台不断升级，为磁强计的运行以及定期进行绝对赤纬（D）和倾角（I）测量的观测者提供适当的条件。获得的绝对值进一步用于计算矢量磁通门磁强计数据校准的基线值，并将变化数据转换为绝对分量。因此，天文台的总体数据质量取决于大多数天文台手动进行的绝对测量的质量。2017年，我们决定通过将DI磁强计上方的一个灯泡改为能提供更多光线以更舒适工作的灯泡来改善绝对馆的照明。我们有一个想法，那就是使用固定在天花板上的LED条纹。这导致了良好的照明，但仍然不够，因为在测量过程中的某些位置，肢体仅部分照明。因此，2018年10月初，在塑料面板上安装了一组类似的LED。该LED组如图6a所示。当然，在安装之前，对LED进行了测试，以确保其由非磁性元件组装而成。然而，在LED组安装后，绝对测量的总体质量下降，其第一个证据是测量数量的增加大于或小于平均趋势。由此产生的基线质量也很差。这些不方便的基线值大多是由错误的赤纬测量引起的。2018年11月，使用GSM-19标量磁强计在LED面板附近进行的实验总场测量表明，LED组周围的地磁场增加。因此，LED被认为是地磁观测站不合适的技术解决方案。关键是，LED本身是非磁性的，当它打开时会变成磁性的，因为它的电流会产生磁效应。2018年12月，LED照明被220 V交流卤素灯泡取代（图6b）。图6.克利莫夫斯卡亚磁观测站绝对展馆的照明：（a）2018年10月安装的一套LED；（b） 2018年12月安装的卤素灯泡。甚至在图7a中也可以看到，与使用LED照明的测量周期相对应的D值的散射增加；然而，为了进行适当的分析，D时间序列被去趋势化并绘制在图7b中。（线性趋势，不包括散射分析的绝对D值，如图7a中红色虚线所示）。垂直的紫色虚线显示了展馆照明发生变化的时期。图7.克利莫夫斯卡娅天文台绝对馆2018年1月10日至2020年5月1日期间不同地磁条件的绝对D测量：（a）初始D图；（b） 去趋势dD图。两个图上的右轴是指叠加在D和dD图上的行星Kp指数图。表7中给出了图7所示三个分析周期的去趋势dD值的标准偏差σD。最大的标准偏差是指图6a所示的LED组安装在DI磁力计上方的周期II。这是由LED的直流电驱动的磁场对DI传感器的影响的显示。请注意，周期 III（用交流灯泡更换LED组后）的标准偏差比使用LED组时周期II的标准偏差小2弧分以上。表7.克利莫夫斯卡娅天文台三个周期测量的绝对磁偏角值的标准偏差与绝对馆的不同照明条件有关。详见图7。为了进行适当的分析，我们包括了上述时期的地磁活动信息。行星K指数数据[19]叠加在图7中的每个图上，显示了测量期间的总体地磁活动。与其他值相距甚远的单个D值对应于观测时地磁活动周期的增加（这是一个尚未采用的原始数据集，后来在准确定性数据计算过程之前排除了受干扰的D值）。2018年11月扰动期间的一系列测量结果导致了图上相对较大的D绝对值，这可能表明了自然地磁扰动和上述人工磁效应的综合影响。然而，绝大多数绝对数据的扰动与LED驱动的磁场有关，而与风暴期无关。2018年12月，决定将测量次数增加到每周三次，一天内四次（两次使用偏移法进行测量，两次使用零值方法进行测量，随后对使用这些方法获得的结果进行独立比较）。综上所述，当在绝对亭中安装灯泡时，建议将灯泡放置在天花板上，而不是经纬仪的正上方，而是在其周围，靠近立柱的东、西、北和南方向，以便在绝对测量过程的相应位置为经纬仪支臂提供适当的照明，而不会在立柱附近带来干扰（示例如图6b所示）。灯泡的位置和角度可提供照明，可在经纬仪四条支脚的观测过程中进行调整。在我们的实践中，我们现在使用带有陶瓷底座的无磁性卤素灯泡。4. 讨论在这里，我们根据我们的实验、现场和实验室磁化率测定，制定了一些实用的方面和建议。出于明显的原因，传统上用于建造展馆的大多数建筑材料都是非磁性的（例如，任何人都不会想到使用铁紧固件）。然而，如上述示例所示，通常需要对磁性进行详细检查。此外，使用一种或另一种介质磁化建筑材料的允许距离问题也很重要，混凝土在凝固过程中的磁化示例表明了这一点。我们认为，确定建筑材料的磁特性应该是与部署新的磁观测站有关的地磁研究的一个组成部分。必须检查它们。此外，随着具有高耐磨性和相对便宜的创新材料的出现，以及人们希望将其用于测量亭的框架、墙壁和地板，以及柱子的设计，研究其磁特性、提供有关它们的信息和补充现有的磁天文台部署实用指南的任务变得更加重要。特别是，混凝土磁化现象对在支柱施工中使用混凝土产生了一定的限制，主要与建造支柱的完全非磁性上部和避免制造整个整体混凝土支柱的需要有关。我们确信，如果可能的话，不仅应借助卡帕计，还应通过估计直接磁效应（例如，使用质子磁强计或安装在经纬仪上的磁通门传感器进行绝对测量）来研究磁性天文台建筑材料的磁特性。展馆建成后，甚至在其建设的特定阶段，有必要对其内部进行0.3–0.5米的磁力测量。接下来，在施工完成后，建议在展馆位置进行户外金属探测器调查，因为这将有助于发现施工现场遗留的一些不良铁磁元素。根据地质数据，在部署磁性天文台的实践中，如果火成岩露头或存在其厚层，则必须测量岩石的磁化率。在其他情况下，这是可取的。进一步的研究将意味着对磁化体的磁场强度效应进行建模，并制定在展馆磁力计附近安装基础设施元件（灯泡、电源电缆等）的建议，找出与它们的临界空间距离。为了进一步制定磁观测站及其建设和部署指南，不仅需要展示在这一领域成功应用某些发展的例子，还需要展示一些故障以及忽视部署固定地磁观测建议的一般后果的说明性和指导性例子。此外，重要的是要对导致记录不良地磁数据的原因进行分类（包括连续的地磁变化时间序列和定期的绝对测量），并注意最关键的原因。这是我们未来工作的一部分，将加强我们在第3.3节中给出的第一个结果，并意味着地磁数据分析，以评估不同地磁活动时期磁化物体对传感器的影响，特别是不同持续时间和强度的地磁暴期间登记的数据集之间的比较。这些研究将需要更多的时间和各种具体的数据准备技术；然而，这一经验对于制定未来磁观测站安装的详细指南非常有用。5. 结论本文重点介绍地磁观测装置的一个特定阶段——测量亭和测量柱的建造以及建筑材料的控制——这意味着它们的磁性。概述了适用于磁性天文台亭和柱子的一些建筑材料。给出了支柱基础位置与其上部（设备安装处）的允许距离，以最大限度地减少水泥磁化的影响，水泥在松散形式下是非磁性的。文章还指出了一些创新复合材料的可能性。最后，我们提供了一些建筑材料对天文台数据质量影响的例子（在我们的例子中，来自DI磁强计柱上方LED的磁场如何影响绝对磁测量）。所提出的结果可作为磁学家群体处理磁天文台部署、运行和支持等实际问题的参考。使用数字对象标识符（DOI），在地磁观测站注册的数据集可以在文章中引用或引用，并易于发布、共享和重复使用地磁数据集。本研究中提到的磁观测站和台站的数据已经分配了DOI：KLI、WSE和GLK。