Устройство для измерения магнитных полей

 

Ка 111161

Класс 21е, 12

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБР

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

А. Я. Ротштейн

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ

Заявлено 22 апреля 1957 г. за Хо 571740 в Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Для измерения магнитных полей, в частности, магнитного поля земли, методом ядерного резонанса применяют устройства, содержащие два датчика в форме сосудов, заполненных содержащей протоны жидкостью и снабженных обмотками, подключаемыми в процессе измерения сначала к источнику поляризующего постоянного тока, а затем через усилитель к частотомеру.

Показания таких ядерно-резонансных измерительных устройств не зависят от температуры, влажности, давления и ориентировки датчиков относительно измеряемого поля.

Однако при повороте датчиков прибора или их перемещении в измеряемом поле происходит изменение частоты э.д.с., наводимой в обмотках датчиков процессирующим вектором ядерного намагничивания, так как в этом случае угловая скорость процессии складывается или вычитается (в зависимости от направления процессии и поворота датчика) с угловой частотой вращения оси датчика. Это изменение частоты вызывает дополнительные погрешности при измерениях.

Для устранения указанного недостатка предлагается, согласно изобретению, располагать оба датчика параллельно, жестко скреплять их между собой и включать в цепь источника постоянного тока таким образом, чтобы поляризующие поля датчиков были направлены в противоположные стороны.

При этих условиях измерения производятся на составляющей, соответствующей двойной частоте возбуждаемого в датчиках сигнала, которая не зависит от угловой скорости поворота датчиков.

На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого датчика.

Устройство снабжено двумя датчиками, выполненными в виде цилиндрических сосудов 1, заполненных содержащей протоны жидкостью (например, дистиллированной водой).

Поверх каждого сосуда намотана обмотка 2, настраиваемая с помощью конденсатора 8 в резонанс с ожидаемой частотой процессии. Для получения сигнала протоны вначале поляризуются приблизительно перпендиМ 111161 кулярно измеряемому полю путем подключения катушек датчика к вспомогательной батарее 4. После быстрого выключения вспомогательного поля вектор ядерного намагничивания начинает процессировать относительно направления измеряемого поля, наводя в катушках затухающую э.д.с.

Оба датчика располагаются параллельно и жестко соединяются между собой, а обмотки их наматываются так, чтобы поляризующее поле Н„, было направлено в них в противоположные стороны. При таком выполнении датчиков составляющие векторов ядерного намагничивания, параллельные осям катушек датчиков, будут вращаться в противоположных направлениях, что позволяет выделить частоту, независимую от оси поворота датчиков.

Для этого э дс., наводимые в катушках обоих датчиков, после усиления общим усилителем 5, подаются на нелинейный элемент б (например, на ламповый каскад, работающии с отсечкой анодного тока) и фильтр 7, выделяющий частоту, соответствующую двойной угловой скорости процессии. Эта частота, измеряемая частотомером 8, однозначно определяет напряженность измеряемого поля, независимо от поворота оси датчика во время измерения. При необходимости можно с помощью низкочастотного фильтра выделить и частоту, соответствующую двойной угловой скорости поворота оси датчика.

Предмет изобретения

Устройство для измерения магнитных полей, в частности, магнитного поля земли, методом ядерного резонанса при помощи двух датчиков, выполненных в виде сосудов, заполненных содержащей протоны жидкостью и снабженных обмотками, подключаемыми в процессе измерения сперва к источнику поляризующего постоянного тока, а затем через усилитель к частотомеру, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью компенсации дополнительных изменений частоты датчиков при их перемещении или повороте, оба датчика расположены параллельно, жестко связаны между собой и включены в цепь источника постоянного тока таким образом, что поляризующие поля датчиков направлены в противоположные стороны с тем, чтобы измерение осуществлялось на составляющей, соответствующей двойной частоте возбуждаемого в датчиках сигнала, независящей от угловой скорости пово рота п осл едн их.

Нпап

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Редактор И. В. Макаров

Информационно-издательский отдел. Подп. к печ, 29Л 111 58 r.

Объем 0,34 и. л. Заказ 3008. Тираж 2050 Цена 50 коп

Типография Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Петровка, 14