Датчик квантового магнитометра

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союэ Советских

Социалистических

Раслуб (ti) 598011 (61) Дополнительное к авт. свид-ву—

2 (53),M. Кл.

G 01 V 3/14 (22) Заявлено 23.09.74 (21) 2061644/18-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.03.78.Бюллетень № 10

Государственный комитет

Сеаета Мииистраа СССР еа делам изобретений и юткрмтий (53) УДК 550.838..08 (088.8) (45) Дата опубликования опнсания25.02Л8 (72) Авторы изобретения

Г. В. Соколов и Т. П. Киселева (71) Заявитель (54) Ц,АТЧИК КВАНТОВОГО МАГНИТОМЕТРА

Изобретение относится к области измерения слабых магнитных йолей обьектов на фо не магнитного поля Землтл, а именно к устройствам, обеспечивающим нормальную р або ту магяитоме тра в Широком интервале темпер атур °

В датчиках квантовых магнитометров с оптичаской накачкой атомов щелочных метал- лов необходимо строго поддерживать постоянный тепловой режим в объемах ячейки по глощения. Цля этого применяют систему термостатирования, состоящую из терморегулятора, нагревательного элемента и тепловбй изоляции 1).

Известен датчик квантового магнитометр ра, состоящий иэ ячейки поглощения, разме-. щенной внутри теплоиэолированного корпуса, и системы термостатирования со схемой управления. Постоянный тепловой режим ячейки поглощения датчика поддерживается эа йр счет периодического включения намотанного на нее нагревательного элемента (21, Однако конструктивные особенности ячейки поглощения обусловленные наличием отростка, линейный размер которого примернс. 25

2 равен ее диаметру, не позволяет таким спо» собом обеспечить равномерный прогрев всей. поверхности ячейки поглощения, включая отросток. Это снижает точность измерения малых уровней магнитных полей.

С целью увеличения точности измерения малых уровней магнитных полей за счет обеспечения равномерного температурного протрева боковых поверхностей и отростков ячеек поглощения пространство между ячейками поглощения и стенками теплоиэолироваиного корпуса заполнено немагнитными частицами иэ неэлектропроводного материала, обладающего высокой теплопроводностью и удель« ной теплоемкостью, причем нагревательные алементы размещены равномерно в массе этих частиц. B качестве немагнитных частиц могут быть использованы металлические частицы, например, мелкие медные иголки,электрически изолированные друг от друга.

С помощью введенных мелких немагнитных частиц легко получить требуемые температурные условия, а их высокая теплоемкость позволяет сохранять на длительный период эти тепловые условия и объеме дат598011 чика даже при выключенных нагревателях. ту читивая что Ilp и пр остр аистихе нных пере ме щениях и магнитном лоле Земли вихревые токи в массе частиц не возникают из-за их впалых размеров и хаотического расположе- 5 ния то для питания нагревательных элементов можно испольэовать источники как переменной частоты, так и постоянного тока.

Кроме того применение мелких частиц в совокупности с равномерным размещением в ник нацзевательных элементов позволяет создать идентичные температурные условия для всех ячеек многоячеечного датчика квантового магнитометр а.

На чертеже представлено описываемое устройство квантового магнитометр а, Ячейка 1 поглощения, в совокупности с другими элементами измерительного блока, заключенная в винипластовый контейнер 2, является основной частью магниточувствительного элемента 3 датчика квантового маг нитоме тр ае М агниточуВс тВ ите льные элементы 3 помещаютсЯ В EopII 4 . из теплоизопяционного материала, корпус 4 одновременно служит и конструкцией для установки мат ниточувствительных 3 и нагревательных 5 элементов, а также емкостью, в которую засыпаются изолированные немагнитные частицы 6 с высокой теплопроводнос ъю и удельной теплоемкостью. Контроль температуры осуществляется при помощи термодатчика 7, Поддержание заданной температуры в объеме ячеек поглощения осуществляется автоматически включением и выкщочением, нагрева- тельных элементов 5 с помощью схемы управлення 8 системой терморегулирования.

Гфи включении системы терморегулирования тепло, вьщеляемое нагревательными эле10 ментами 5, распространяется по обьему частиц 6. EIlaI oaaps высокой теплопроводности частиц 6, вокруг ячейки поглощения 1 создаются равномерные температурные условия, Г1ри достижении оптимальной температуры система терморегулирования отключается, а тепло за счет большой теплопроводности частиц 6 и тепловых свойств корпуса 4 сохраняется на весь период измерений. такая конструкция датчика квантового магнитометра может найти широкое применениз при точных измерениях напряженности магнитного поля при изменениях окружающей температуры в широких пределах.

Формула изобретения

Цатчик квантового магнитометра, содержащий ячейки поглощения, размещенные внутри тенлоизолированного корпуса, и систему термсстатирования со схемой управления, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения малых уровней магнитных полей, пространство между ячейками поглощения и стенками корпуса заполнено немагнитными частицами иэ неэлектропроводного материала, обладающего высокой теплопроводностью и уделЬной теплоемкостью, причем в указанном пространстве равномерно размещены нагревательные элементы, электрически связанные со схемой управлеНИЯ, 2. Датчик по п. 1, о т л и ч а ю щ и йсятем,,что, и качестве немагнитных частиц используют металлические частицы, например, мелкие медные иголки, электрически изолированные друг от друга, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

l. Авторское свиде тельство СССР

Nî 314 176, Q 01 V ЗКОО, 1971, 2. Наливайко B. И,, Шарова В. А., Шипук С, М. Система термостабилизации камер поглощения квантового цезиевого магнитометра "Геофизическая аппаратура", 1973, вып. 53, с, 37-4-2 .

598011

Составитель Н. Майоршин

Редактор Л, Баглай Техред H. Аидрейчук

Корректор А, Власенко

Филиал ППЛ Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 1213/37 Тираж 702 Подписное

ИНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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