Способ измерения магнитной индукции протонным магнитометром

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

oojwNO

РЕСПУ БЛИН (У))5,G 01 R 33/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4477055/21 (22) 17,08,88 (46) 30.10.91. Бюл. К- 40 (71) Научно-производственное объединение "Рудгеофизика" (72) В,Я,Шифрин, Б.И,Смирнов и Н,Б,Елепер (53) 621.317.44(088,8) (56) Афанасьев Ю.В., Студенцов И,В,, Щелкин А,И, Магнитометрические преобразователи, приборы, установки.

Л,: Энергия, 1972, с. 126-130, 184-185, (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ ПРОТОННЫМ МАГНИТОМЕТРОМ (57) Изобретение относится к магнитным измерениям с использованием приборов, основанных на свободной ядерной прецессии,и может быть применено для измерений индукции геомагнитного поля. Цель изобретения — повышение точности измерений, Способ включает периодическую поляризацию рабочего

Изобретение относится к магнитным измерениям с использованием приборов, основанных на свободной ядерной прецессии, и может быть применено для измерений индукции геомагнитного поля, Цель изобретения — повышение точности измерений.

На чертеже представлена блок-схема одного из возможных вариантов устройства для осуществления предложенного способа, Устройство содержит формирователь

1 тока поляризации, датчик "-, ключ 3, „Я0„„1688213 А 1

2 вещества внешним магнитным полем, изменяющим в каждом цикле свое направление на противоположное, измерение периода свободной прецессии вектора намагниченности рабочего вещества в паузах между циклами поляризации, определение индукции В; в текущем цикле по измеренной величине периода, запоминание значения индукции В; и вычисление результирующего значения индукции В измеряемого магнитного поля в соответствии с математическим выражением Во = 1/4(ЗВ; +

+ 2В; — В; ) . Предложенная последовательность операций позволяет снизить погрешность измерения, определяемую остаточной намагниченностью материала катушки, создающей магнитное поле поляризации до значений, сравнимых с собственными шумами магнитометра, не искажая при этом полезную информацию об изменчивом изие- ряемом магнитном поле. усилитель-формирователь 4, преобраФ б зователь 5 период-код, эапоиинающий блок 6, цифровой вычислитель 7, блок 8 управления, индикаторный блок 9, Сущность предлагаемого способа состоит-в том, что при перемене направ- е ления магнитного поля поляризации происходит изменение направления вектора остаточной намагниченности Н на противоположное. При этом модуль суммарного вектора Н Но периодически уменьшается и увеличивается с одинаковым отклонением от среднего

1688213 значения Н, Следовательно, измеренные значения индукции В и В,, полученные соответственно после двух соседних циклов ПОляризации имеют одинаковые по значению,, но противопо5 ложные по знаку отклонения от среднего значения Во. Учитывая, что измеряемое поле Но может изменяться по модулю и направлению относительно вектора остаточной намагниченности й„ (зто особенно характерно для условий работы аэромагнитометров), вычисление результата измерения ВО в

1 каждом цикле необходимс проводить с учетом разницы приращений значений

: индукции, измеренных после трех последовательных циклов поляризации, последний из которых — текущий, то есть

В = -(3В 2В - В )

1 1-1 1-2 где В, — значение индукции, измерен t ное после IL-10 цикла поляризации. 25

При осуществлении предложенного способа формирователь 1 тока поляризации вырабатывает ток поляризации, протекающий по катушке датчика 2 в одном из двух направлений. После вы- 30 ключения тока ключ 3 подключает к катушке датчика 2 усилитель-формирователь 4, открываемый на время поля ризации, Усиленный и сформированный

: сигнал прецессии поступает на вход преобразователя 5 период-код, где ! происходит измерение периода и фор мирование результата измерения в цифровом коде, Полученный результат:измерения периода преобразуется с помо- ао щью вычислителя 7 в значение маги.итной индукции В,, которое запоминается запоминающим блоком 6, Полученное значе:ние В; вместе " двумя предыдущими результатам В, и В, 2, которые 4 извлекаются из запоминающего блока 6, поступают в вычислитель 7, вычитающий конечный результат текущего измерения В . Вычисленное значение индукции

Во передается в индикаторный блок 9. у

После измерения пар:иода преобразователя 5 период-код н запоминания результата.В, блок.8 управления вновь отключает усилитель-формирователь 4 от датчика 2 с помощью ключа 3 и включает формирователь 1 тока поляризации, вырабатывающий ток поляризации противоположного направления.

Формирование отсчетов значений индукции с учетом значений, измерен.ных в текущем и двух предыдуших циклах измерения при изменении направления магнитного поля поляризации, позволяет снизить погрешность измерения индукции, определнемую остаточной намагниченностью материала катушки датчика, до значений, сравнимых со случайными отклонениями результатов измерений, определяемых собственным шумом магнитометра, не искажая

IlpH этом полезную информаЦию Об изменчивом измеряемом магнитном поле, Формула из обре тенин

Способ измерения магнитной индукции протонным магнитометром, включающий периодическую поляризацию рабочего вещества внешним магнитным полем и измерение периода свободной прецессии вектора намагниченности рабочего вещества s паузах между циклами поляризации, по которому определяют индукцию измеряемого поля, О т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений, при каждом включении внешнего магнитного поля изменяют его направление на противоположное, запоминают значение индукции Опреде» ленное после текущего цикла поляризации и по значениям, определяемым после двух предыдущих цикла поляризации- вычисляют результирующее значение индукции в текущем цикле измерения в соответствии с математическим выражением

В -(ЗВ + 2 — Б )

6 4 1 " j««> 1-2 где В, - значение индукции, измеренное после i-го цикла поляриэации, 1688213

Составитель Г,Клитотехнис

Техред А.Кравчук Корректор М. Самборская

Редактор А,Маковская

3акаэ 3708 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул. Гагарина, 101