Самогенерирующий квантовый магнитометр

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11) 68501 7 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 160377 (21) 2463778/18-25 (51)М. Кл.

G 01 Ч 3/14 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открыти й

Опубликовано 05,0380. Бюллетень ¹ 9

Дата опубликования описания 050330 (53) УДК 550. 838.,08 (088.8) (72) Автор изобретения

A.Ï. Наумов (71) Заявитель (54) САМОГЕНЕРИРУЮЩИЙ КВАНТОВЫЙ МАГНИТОМЕТР

В Во+ВвМ(ЬВ)>

Изобретение относится к технике магнитных измерений и может быть использовано в магниторазведке, в лабораторной практике.

Магнитное лоле Земли (МП) и его аномалии измеряют обычно с помощью магнитометров с оптической накачкой, выполненных по схеме Блума (lj, которые содержат генератор возбуждения, подключенный к источнику излучения, источник питания, частотомер, преобразователь МП с поляроидом и ячейкой поглощения, фотодетектор, соединенный с усилителем сигнала прецессии и через катушку обратной связи с ячейкой 15 поглощения.

К недостаткам известных магнитометров с оптической накачкой относится ориентационная зависимость показаний прибора при отклонении 20 оптической оси преобразователя МП от оптимального значения.

Наиболее близким к предлагаемому является квантовый магнитометр М-33 (2),содержащий преобразователь маг- 25 нитное поле — частота, состоящий иэ источника резонансного излучения, циркулярного поляроида, ячейки поглощения с соосной с ней катушкой обратной связи и фотоприемника, 30

ВЧ-генератор возбуждения источника излучения, частотомер, широкополосный усилитель, вход которого соединен с фотоприемником, а выход— с катушкой обратной связи и с частотомером, и источник питания.

Показания этого квантового магнитометра существенно зависят от ориентации преобразователя (0,5 нТ/угл.градус), что приводит к значительным дополнительным погрешностям измерений.

При небольших отклонениях от оптимального положения преобразователя эта зависимость близка к линейной и может быть выражена формулой где ЬВ - — ориентационная погрешность при Ь9 = 45

Цель изобретения — повышение точ ности измерения эа счет сниження ориентационной погрешности.

Это достигается тем, что в известный магнитометр введен регулируежий делитель постоянного тока, подключенный между источником питания и катушкой обратной связи. Создаваемое при этом дополнительное поле Ь В в точ6850

Заказ 10277/52

Подписное

ЦНИЙПИ

Тираж 649

Фиг.2 ности равно ориентационной ногрешности, но имеет обратный знак.

На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого магнитометра; на фиг. 2 показаны граФики ориентационной погрешности одного иэ цезиевых самогенерирующих магнитометров: а— до коррекции, б — после коррекции.

Самогенерирующий квантовый магнитометр содержит генератор 1 возбуждения, источник 2 питания, частотомер 3, преобразователь 4 магнитное поле ,частота, состоящий из источника 5 излучения, циркулярного поляроида 6, диафрагмы 7, ячейки 8 поглощения, соосной с ней катушки 9 обратной связи и фотоприемника 10, соединен- 15 ного с широкополосным усилителем 11, выход которого подключен к катушке обратной связи преобразователя, а также регулируемый делитель 12 постоянного тока, подключенный между 2(1 источником питания и катушкой обратной связи.

Магнитометр работает следующим образом.

После включения и прогрева генератора 1 возбуждения и преобразователя 4 магнитное поле — частота на выходе усилителя 11 возникают устойчивые колебания с частотой, пропорциональной магнитному полю В . Эта частота измеряется частотомером 3 30 в единицах магнитной индукции- (нТ) .

Колебания с частотой, пропорциональной Во, возникают в ячейке 8 поглощения преобразователя, детекти.руются фотоприемником 10 и усиливают- З5 ся усилителем 11. Смещение генерируемой магнитометром частоты и показаний частотомера при изменении ориентации преобразователя 4 значительно уменьшается, так как ток, 40 протекающий в цепи делителя 12, соеФилиал ППП Патент, r . Ужгород, ул. Проектн ая, 4

17 4 диненного с катушкой обратной связи преобразователя 4, автоматически создает дополнительное магнитное поле 2 4 В сов (45 +h8), которое подбирается при настройке магнитометра равным по величине AB6sin (h8) с противоположным знаком (см,Фиг.2).

Применение предлагаемого квантового магнитометра позволяет снизить ориентационную погрешность в

5-10 раз.

Формула изобретения

Самогенерирующий квантовый магнитометр, содержащий преобразователь магнитное поле — частота, состоящий иэ источника резонансного излучения, циркулярного поляроида, ячейки поглощения с соосной с ней катушкой обратной связи и Фотоприемника, ВЧ-генератор возбуждения источника излучения, частотомер, широкополосный усилитель, вход которого соединен с фотоприемником, а выход с — катушкой обратной связи и частотомером, и источник питания, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности измерения. эа счет снижения ориентационной погрешности, в него ввЕден регулируемый делитель постоянного тока, подключенный между источником питания и катушкой обратной связи.

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. А. В8оот. PrincipE es of operation of the Rb Vapor magnetometers

Applied optief 1962, У.1, Р 1, р, 61-68.

2. Магнитометр М-33. Техническое описание, Ленинград, НПО, Геофизика, 1976 (прототип) .