Overhauser磁力仪是基于Overhauser效应制成的一种用来测量地磁场和地磁场异常的总场强度标量量子磁力仪,它被广泛应用于矿产资源探测、石油天然气探测、未爆炸物探测、考古、地震和火山前兆观测、地磁长期观测、天然气管道探测、沉船打捞等众多领域。国外对Overhauser磁力仪的研究较早,加拿大GEM公司生产的GSM系列Overhauser磁力仪已有40年的历史,法国、俄罗斯等国家也经历了长时间的研究。目前俄罗斯乌拉尔科技大学研制的POS系列Overhauser磁力仪也实现产业化,并在我国市场销售。我国在该领域起步较晚,虽然目前已有10余年历史,但针对磁力仪最关键的核心问题,即工作物质性能的研究却一直未能攻克。本文对Overhauser磁力仪传感器的电子与核双共振工作物质进行了较为详细的研究。发现了一些有价值的规律,这些规律对于进一步研制工作物质具有一定参考价值。本文首先阐述了Overhauser磁力仪的研究背景,对国内外的现状加以分析。其次分析了Overhauser磁力仪的工作原理,为进一步研究打下基础。在第三章论述了扫频仪的构建,该扫频仪为工作物质特性研究的专用仪器,在深入研究磁力仪软硬件的基础上,对磁力仪的数字电路及相关软件进行了整合,研制出可以测量工作物质形成拉莫尔信号的初始幅度、衰减常数和最佳共振频率的仪器。第四章利用自主研制的扫频仪对工作物质的特性进行了测量,测量结果表明常温自由基溶液具有更高的初始幅度和衰减常数;最佳共振频率随低温溶剂掺杂向低频方向移动,表明低温溶剂掺杂会降低局部场场强。第五章研究了影响灵敏度的因素,包括信噪比和过零测周算法的详细论述。