Датчик компаса-инклинатора

 

О П Й (;- А - Н-И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«л729443

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 01.0777 (21) 2504862/18-25 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет—

Опубликовано 250480 Бюллетень М 15

Дата опубликова;; и я описами я 2 504,80 (я)м. к г

G 01С 21/08/l

G 01 V 3/00

Государственный комитет

СССР по челам изобретений и отнрытнй (5З) ПЖ 528, 022, 6 (088. 8) (72) Автор изобретени я

Л.И.Князев

Всесоюзный научно-исследовательский институт географических методов разведки (71) Заявитель (54) ДАТЧИК КОМПАСА-ИНКЛИНАТОРА

Изобретение относится к магнитным изме ениям, в частности к навигационным измерениям, и к определению магнитного склонения и наклонения при геофизических наблюдениях.

Известно устройство, основанное на силовом воздействии исследуемого магнитного поля на электронный поток магнитоуправляемой лампы, содержащее вакуумный баллон, катод, два анода и разделитель (1). Под воздействием геомагнитного поля происходит изменение траектории электронов и, соответственно, перераспределение анодных токов ламп.

Так как разностный ток является линейной функцией малого угла поворота лампы относительно вектора индукции поля, то такое устройство может быть использовано в качестве чувствительного элемента магнитного компаса или инклинатора.

Однако это устройство имеет недостаточно высокую чувствительность по углу поворота.

Известен также компас-инклинатор, содержащий электронную пушку с модулятором и приемник пучка электронов, представляющий собой плоскую мишень, разделенную на четыре изолированные секции, которые соединены попарно с соответствующим усилителем (2). Под воздей5 ствием магнитного поля Земли пучок электронов, сформированный электронной пушкой, отклоняется от оси пушки. Смещение проекции пучка на мишени вызывает разбаланс схемы и

10 появление разностного тока в выходной цепи, величина которого пропорциональна углу отклонения оси . электронной пушки от направления полного вектора геомагнитного поля.

Недостатком такого прибора является низкая точность измерений, обусловленная малой разрешающей способностью его первичного преобразователя.

Целью данного изобретения является увеличение точности измерений.

Это достигается тем, что в датчик компаса-инклинатора введены формирователь импульсов, коммута25 тор, кольца Гельмгольца, осевой электрод, прозрачная шкала с кольцевыми делениями.. а приемник пучка электронов в".полнен в виде полого цилиндрического экрана с отверстием

Зц в стенке, внутренняя поверхность

729443 которой покрыта флуоресцирующим материалом, а на внешней поверхности укреплена шкала с делениями, причем цилиндрический экран и осевой электрод установлены соосно с кольцами

Гельмгольца, ось электронной пушки ориентирована перпендикулярно к оси колец Гельмгольца, формирователь импульсов соединен с модулятором электронной пушки и с входом коммутатора, а выходы коммутатора соединены с кольцами Гельмгольца и с осевым электродом.

На чертеже схематически изображено предложенное устройство.

Оно содержит формирователь 1 импульсов, электронную пушку 2 с модулятором 3, коммутатор 4, кольца

Гельмгольца 5, осевой электрод б, цилиндрический экран 7 с отверстием 8 и прозрачную шкалу 9.

Пакет электронов движется по траектории A. Vо- вектор начальной скорости пакета электронов, В вектор однородного магнитного поля колец Гельмкольца, Т вЂ” полный вектор однородного геомагнитного поля, 6 — равнодействующий вектор суммарного магнитного поля В„ и

Т, D — смещение пакета электронов вдоль оси колец. Перпендикулярность векторов 7 и В„ обеспечивают жест- 30 о кой установкой электронной пушки 2 относительно колец Гельмгольца 5.

Начало координат 0 условно показано в центре колец.

Когда с формирователя 1 импуль- 35 сов подают соответствующий импульс на модулятор 3 электронной пушки 2, последняя формирует пакет электронов„ движущийся с начальной скоростью V .

Пакет электронов вводят через отвер- 40 стие 8 в область суммарного однородного магнитного поля колец Гельмгольца 5 и геомагнитного поля с помощью положительного корректирующего импульса, сформированного формирователем 1 импульсов и поданного в соответствующий момент через коммутатор 4 на осевой электрод 6. При произвольно ориентированном приборе относительно вектора Т, когда угол

-о Ф о между V и В не равен 90, пакет электронов перемещается по винтовой линии вдаль равнодействующего вектора 8 . Через определенный постоянныа интервал времени магнитное поле колец Гельмгольца 5 резко 55 уменьшают с помощью коммутатора 4, управляемого формирователем 1 импульсов, в результате чего пакет электронов движется по траектории, близкой к касательной к винтовой линии, и высвечивает пятно на флуоРесцирующем экране 7. Смещение D пятна вдоль оси колец фиксируют с помощью прозрачной шкалы 9 с коль?амн делений. Гтрого говоря, смещение пакета вдоль вектора В и смеще ние D не равны друг другу, но вследствие того, что поле В„ задают значительно большей величины по сравнению с полем Т, указанным расхождением можно за малостью пренебречь. Практически пакет электронов обращается вокруг оси колец.

Для измерения магнитного склонения ось УУ прибора ориентируют вертикально, т.е. векторы Чо и В„ располагают в горизонтальной плос.— кости. Вращают прибор вокруг оси

УУ до тех пор, пока смещение D не станет равным нулю. При этом векторы 6 и Ы расположены в плоскости магнитного меридиана, вектор Чо перпендикулярен к этой плоскости, смещения пакета не происходит, а ось ЕЕ прибора указывает направление магнитного меридиана. Магнитное склонение может быть считано с помощью соответствующего внешнего лимба (на чертеже не показан).

Для измерения магнитного наклонения поворачивают прибор вокруг оси ZZ строго на 90, т.е. располагают векторы V В в плоскости магнитного меридиана, а затем вращают прибор вокруг оси УУ до тех пор, пока смещение D не станет равным нулю. При этом вектор Вк совпадает с вектором Т и с вектором В, вектор Vo перпендикулярен к вектору В, смещения пакета не происходит, а ось ZZ прибора указывает направление полного вектора геомагнитного поля Т. Магнитное наклонение может быть считано с помощью соответствующего внешнего лимба.

Последовательный запуск пакетов на орбиту обеспечивает практически непрерывное поступление информации на индикатор прибора.

Чувствительность устройства составляет 0,1 см/угл.сек. при скорости пакета электронов Ч = 10 см/сек, времени изменения 10 сек и отношении В„/Т=50.

Изобретение позволяет повысить эффективность магниторазведочных методов и получить определенный экономический эффект при поисках нефти, газа и рудных месторождений.

Формула изобретения

Датчик компаса-инклйнатора, содержащий электронную пушку с модулятором и приемник пучка электронов, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности измерений, в него введены формирователь импульсов, коммутатор, кольца Гельмгольца, осевой электрод, прозрачная ш ала с кольцевыми делениями, а приемник пучка электро729443

Составитель В.Майоршин

Редактор Т.Клюкина Техред О.у1ндрейко Корректор О.Ковинская

Заказ 1248/35 Тираж 801 Подписное

ЦНИИНИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент .:.г.ужгород, ул.Проектная, 4 нов выполнен в виде полого цилиндрического экрана с отверстием в стенке, внутренняя поверхность которой покрыта флуоресцирующим материалом, а на внешней поверхности укреплена шкала с делениями, причем цилиндрический экран и осевой электрод установлены.соосно с кольцами

Гельмгольца, ось электронной пушки ориентирована перпендикулярно к оси колец Гельмгольца, формирователь импульсов соединен с модулятором электронной пушки и с входом коммутатора, а выходы коммутатора соединены с кольцами Гельмгольца и с осевым электродом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Ефимов Б.В., Сахов В.Б. Электронные .преобразователи с магнитным управлением. — Л.: Энергия, 1972;. с.104-106,110.

2. Патент США 9 2666268, кл.33-360, опублик.19 4 тотип).