Способ размагничивания геологических образцов и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к области исследований магнитных характеристик материалов, в частности к методам палеомагнитных исследований и может применяться к геологии и геофизике. Техническим результатом использования изобретения является упрощение и повышение точности. Сущность изобретения состоит в том, что в известном способе размагничивания образцов плавно уменьшающимся по амплитуде переменным магнитным полем в котором вращают образец, воздействуют на неподвижный образец магнитным полем непрерывно изменяющим свое направление в пространстве по случайному закону, при этом годограф вектора поля лежит на сфере с плавно уменьшающимся во времени радиусом, в центр которой помещают образец. Для реализации указанного способа предлагается ввести в устройство две дополнительных размагничивающих катушки с взаимно ортогональными осями и общим центром, а генератор переменного тока с плавно спадающей амплитудой заменить генератором случайных значение токов с равномерной плотностью вероятностей, имеющим три выхода к каждому из которых подключена катушка, причем мгновенные значения токов на выходах связаны соотношениями: , где I₀ - начальная амплитуда размагничивающего тока, медленно уменьшающаяся до нуля. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области исследований магнитных характеристик материалов, главным образом горных пород. Преимущественная область применения палеомагнитные исследования.

Известен способ размагничивания образца переменным магнитным полем [1] для снятия вторичных компонентов и определения первичной естественной остаточной намагниченности. Образец помещают в поле с некоторой начальной амплитудой, которую плавно уменьшают до нуля и затем измеряют направление намагниченности образца. Цикл повторяют неоднократно, увеличивая каждый раз начальную амплитуду до тех пор, пока направление намагниченности образца не перестанет изменяться. Постоянство направления намагниченности является критерием того, что все вторичные нестабильные намагниченности, не совпадающие по направлению с вектором стабильной, исчезли, и образец как бы очистился от них.

Известно также устройство для реализации известного способа [2] содержащее магнитный экран для исключения подмагничивания образца, катушки создающей переменное магнитное поле по одной из осей образца и генератора обеспечивающего плавно спадающий до нуля ток. Такое устройство воздействует на образец магнитным полем где B_x(t) функция задающая закон уменьшения амплитуды поля.

Различие физических свойство энергетических барьеров ферромагнитных включений породы, анизотропия формы доменов и самого образца, неоднородность его состава приводят к тому, что указанным способом не возможно снять полностью компоненту намагниченности вдоль направления воздействия поля.

Для частичного устранения указанного недостатка применяют разворот образца вокруг одной из осей во время размагничивания [3] что не решает проблемы полностью.

Размагничивание переменным полем в двух направлениях одновременно позволяет улучшить размагничивание и достичь результат при значительно меньшей величине поля [4] поэтому применяют способ состоящий в изменении направления размагничивающего поля. В этом способе [5] вращают образец в поле или поле вращается вокруг образца. Вращение образцов вокруг двух (а иногда и трех взаимно перпендикулярных осей) позволяет размагничивать все составляющие намагниченности одновременно, и чем сложнее вращается образец, тем полнее и быстрее он размагничивается.

Главным недостатком этого способа является возникновение паразитной ротационной намагниченности образца, величина которой тем больше, чем выше начальная амплитуда переменного поля, кроме того знак ее меняется при смене направления вращения. Появление такой намагниченности не позволяет механическое вращение образца в поле заменить более простым в реализации вращением поля относительно неподвижного образца. Техническим результатом применения предложения является упрощение и повышение точности. Результат достигается тем, что предлагаемый способ содержит используемое в прототипе [5] воздействие на образец магнитным полем уменьшающимся по амплитуде и изменяющим свое направление в пространстве, но в отличие от прототипа магнитное поле не вращается детермировано вокруг образца, а непрерывно изменяет свое направление в пространстве по случайному закону, при этом годограф вектора поля лежит на сфере с плавно уменьшающимся радиусом, причем относительная скорость изменения направления вектора значительно больше относительной скорости уменьшения его амплитуды.

На чертеже изображено предлагаемое устройство, которое состоит из магнитного экрана 1, трех размагничивающих катушек 2x, 2y, 2z с взаимно ортогональными осями и общим центром, в котором помещен образец 3, генератора случайных значений токов с равномерной плотностью вероятностей, имеющим три выхода, к каждому из которых подключена катушка.

Для равномерного воздействия полем по всем направлениям в образце, мгновенные значения величин токов на выходах генератора связаны соотношениями, , где I₀ начальная амплитуда размагничивающего тока, медленно уменьшающаяся до нуля.

Предложенный способ и устройство обеспечивают выполнение условия необходимого для решения поставленной задачи: воздействие размагничивающим полем во всех направлениях и снятие вторичной компоненты намагниченности независимо от ее направления.

Формула изобретения

1. Способ размагничивания геологических образцов, заключающийся в воздействии на образец уменьшающимся по амплитуде и непрерывно меняющим вокруг образца свое направление в пространстве магнитным полем, отличающийся тем, что непрерывное изменение направления в пространстве осуществляют по случайному закону с годографом вектора поля, лежащим на сфере и заполняющим ее поверхность с равномерной плотностью, причем радиус сферы плавно уменьшается во времени до нуля, а относительная скорость изменения направления вектора поля значительно больше относительной скорости уменьшения его амплитуды.

2. Устройство для размагничивания геологических образцов, состоящее из магнитного экрана, размагничивающей катушки и генератора с плавно спадающей амплитудой тока, отличающееся тем, что в него введены две дополнительные размагничивающие катушки, оси которых перпендикулярны между собой одна другой и оси первой катушки и имеют общий с ней центр, в котором размещается образец, а генератор выполнен обеспечивающим случайные значения токов с равномерной плотностью вероятностей и имеющим три выхода X, У и Z к каждому из которых подключена соответствующая катушка, причем мгновенные значения токов на выходах связаны соотношениями где J₀ начальная амплитуда размагничивающего тока, медленно уменьшающаяся до нуля.

РИСУНКИ

Рисунок 1