Автоматический протонный тесламетр

 

О П И С А Н И.Е "" 564519

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 05.05.75 (21) 2130968/25 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Опубликовано 15.04.77. Бюллетень М 14

Дата опубликования описания 14.06.77 (51) М. Кл. G 01Ч 3/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) b. 1К 550 83 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. Д. Иванов, Л. Л. Ливотов и В. Г. Ширко

Научно-производственное объединение «Геофизика» (71) Заявитель (54) АВТОМАТИЧЕСКИЙ ПРОТОННЫЙ ТЕСЛАМЕТР

Изобретение предназначено для использования в геофизической аппаратуре, в частности в магниторазведочной различного назначения.

Известен протонный тесламетр, в котором применен метод автоматической настройки частоты сигнала ядерной прецессии (1).

Недостатком этого прибора является отсутствие системы фазовой автоподстройки час1оты, что снижает помехоустойчивость.

Известен тесламетр, содержащий последовательно соединенные генератор опроса, схеху И вЂ” НЕ, устройство памяти, дешифратор, ключи настройки, усилитель-формирователь, па второй вход которого нагружен датчик, фазовый детектор, интегральную схему, делитель частоты, выход которого подсоединен ко второму входу фазового детектора (2).

К недостаткам прототипа следует отнести огсутствие системы фазовой автоподстройки частоты, ITQ снижает помехоустойчивость.

Для повышения помехоустойчивости и расширения диапазона измеряемых магнитных полей в предлагаемый автоматический протонный тесламетр введены частотный детектор, компаратор, ключи настройки входного контура, смеситель и полосовой фильтр, |причем частотный детектор включен между выходом усилителя-формирователя и одним из вхо2 дов компаратора, второй вход которого соединен с одним из выходов устройства памяти, выход компаратора соединен с одним пз входов схемы И вЂ” HL, второй выход устройства памяти соединен с управляемым генератором, а смеситель и полосовой фильтр включены последовательно между делителем ьзстоты и управляемым генератором.

На чертеже представлена структурная схе1р ма предлагаемого тесламетра для измерения магнитного поля Земли.

Автоматический тесламетр содержит датчик 1, усилитель-формирователь 2, частотпьпi

15 детектор 3, компаратор 4, схему И вЂ” HE 5, генератор опроса 6, устройство памяти 7, дешифратор 8, ключи настройки 9, фазовый детектор 10, интегрирующую цепь 11, управляемый генератор 12, смеситель 13, опорный генератор 14, полосовой фильтр 15, формирователь 16, делитель частоты 17 и измерительную схему 18. Выход измерительной схемь. является выходом устройства.

Сигнал ядерной прецессии пз датчика 1 поступает на вход усилителя-формировате ля 2, входной контур которого образован индуктивностью датчика и емкостями настройки. переключаемыми соответствующими ключами настройки 9 (система поляризации датчп

3р ка и устройство коммутации здесь пе прпведс

554519

10 r

Зо

35 ю

55 изд

3 ны). При отсутствии сигнала на выходе усилителя-формирователя выходные импульсы генератора опроса 6 проходят через схему

И вЂ” HE 5 в устройство памяти 7. Устройство памяти 7 обеспечивает работу дешифратора 8, который, в свою очередь, управляет переключением ключей настройки 9. При появлении на выходе усилителя-формирователя 2 сигнала, что соответствует настроенному входному контуру на частоту сигнала прецессии, на выходе частотного детектора 3 постоянное напряжение, зависящее от частоты входного сигнала, обеспечивает работу компаратора 4.

Следует отметить, что на выходе компаратора 4 сигнал появляется лишь в том случае, если его частота лежит в диапазоне измеряемого магнитного поля Земли. Ограничение ча стоты сигнала «сверху» обеспечивается амплитудно-частотной характеристикой усилителя-формирователя 2, а ограничение «снизу»вЂ” схемным решением компарато1 а 4. На вход компаратора 4 подается также сигнал коррекции с выходя устройства памяти 7, обеспечивающий подстройку сигнала в любой точке диапазона. Сигнал частоты ядерной прецессии с выхода компаратора 4 «закрывает» схему

И вЂ” НЕ 5, и устройство памяти 7 обеспечивает запоминание этого сигнала. Дешифратор 8, в зависимости от кода сигнала с выхода устройства памяти 7, оставляет лодключенной определенную комбинацию ключей настройки 9. Появление сигнала на выходе усилителяформирователя 2 служит началом работы устройства ФАП. Фазовый детектор 10 сравнивает частоту сигнала ядерной прецессии с поделенной частотой преобразованного сигналя. Выходное напряжение фазового детектора в виде постоянного напряжения с выхода интегрирующей цепи 11 управляет частотой перестройки управляемого генератора 12. Частоту управляемого генератора 12 выбирают в диапазоне (3 — 5) Х106 Гц, что исключает применение переключателей и обеспечивает возможность перекрытия частотного диапазона управляемого генератора с помощью одного вярикяпя. Далее полосовой фильтр 15 выделяет разностную частоту управляемого генератора и опорного генератора 14, полученную ня выходе смесителя 13. Диапазон частот, выделяемый полосовым фильтром 15, соответствует диапазону умноженной частоты ядерной прецессии. Чистота, сформированная формирователем 16, делится в делителе частоты

17 н поступает на вход фазового детектора 10.

Одновременно умноженная и сформированная частота сигнала ядерной прецессии поступает ня измерительную схему 18.

Несмотря на цикличность работы тесламетра при малых изменениях градиента магнитного поля настройка по системе ЧАП сохраняется устройством памяти 7, а происходит лишь перестройка системы ФАП. При больших изменениях градиента магнитного поля, а также при потере сигнала система

ЧАП, кроме поиска сигнала, обеспечивает автоматическую перестройку управляемого генератора 12 до тех пор, пока не произойдет захват частоты системой ФАП.

Использование предлагаемого автоматического тесламетра с системами ЧАП и ФЛП, электрически связанными между собой, позволяет в связи с повышением помехоустойчивости и расширением диапазона измеряемых полей, применить его для измерения магнитного поля во всех районах Земли. Приведенная структурная схема тесламетра может быть реализована для любого вида протонного тесламетра (морского,,пешеходного, аэро и т. п.), а также может быть использована и в квантовых тесламетрах, измеряющих,в ши роком диапазоне слабые магнитные поля.

Формула изобретения

Автоматический протонный тесляметр, содержащий последовательно соединенные генератор опроса, схему И вЂ” НЕ, устройство па мяти, дешифратор, ключи настройки, усилитель-формирователь, на второй вход которого нагружен датчик, фазовый детектор, интегрирующую цепь, управляемый генератор; измерительную схему, делитель частоты, выход которого подсоединен ко второму входу фазового детектора, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и расширения диапазона измеряемых магнитных полей, в него введены частотный детектор, компаратор, ключи настройки входного KoIIтура, смеситель и полосовой фильтр, лричем частотный детектор включен между выходом усилителя-формирователя и одним из входов компаратора, второй вход которого соединен с одним из выходов устройства памяти, выход компаратора соединен с одним из входов схемы И вЂ” НЕ, второй выход устройства памяти соединен с управляемым генератором, а смеситель и полосовой фильтр включены последовательно между делителем частоты и управляемым генератором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Сб. «Исследование космического пространства», изд., «Наука», 1965, с. 606.

2. Сб. «Геофизическая аппаратура», «Недра», 1974, г., вып. 54, стр, 36 — 39.

554519

Составитель Ю. Веселовский

Редактор И, Шубина Техред А. Камышникова Корректор И. Позняковскаи

Заказ 3538 Изд. № 356 Тираж 722 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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