Астатический магнитометр

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВМДЕТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) ЗаЯвлено 30() 178 (21) 2573319/18-21, <»746354

В ()

1---(в(д 3ifliiii pщ (51) М. Кл.2

G 01 R 33/02 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 070780. Бюллетень ¹ 25 (53) УДКб21. 317. . 44 (088.8) Дата опубликования описания 07.0780 (72) Авторы изобретения

Н. Ф. Кротевич и В. Г. Сергеев

Ъ (71) Заявитель (54) АСТАТИЧЕСКИЙ МАГНИТОМЕТР

Изобретение относится к магнитометрическим устройствам, оно может быть использовано для измерения магнитных параметров веществ и горных пород, в частности, слабой намагниченности и магнитной восприимчивости.

Известны астатические магнитометры для измерения остаточной намагни ченности, составной частью которых является магниточувствительный элемент в виде укрепленных на вертикально подвешенном стержне двух постоянных магнитов и оптического отсчетного устройства (1) . 15

Недостатком таких устройств является их низкая чувствительность к маг. нитной восприимчивости, обусловленная тем, что измеряемый объект располага-. ется на оси,. проходящей перпендикулярт() но или под некоторым углом к оси подвижного магнита.

Известны магнитометры типа крутильных весов с магниточувствительным элементом в виде качающегося коромысла 25 и двух жестко связанных с ним магнитов (2) .

Работа прибора основана на силовом взаимодействии между образцом и одним из магнитов подвижного чувстви- З0 тельного элемента. Другой магнит, ук репленный на протйвоположном конце коромысла, служит для к омпе нс ации влияния внешних магнитных полей (он установлен параллельно первому и разнополярно) . Чувствительный элемент подвешен на крутильных нитях (растяжках) .

Поступательное движение магнитов приводит к изменению углового положения коромысла и связанного с ним зеркала.

С помощью автоколлиматора, сопряженного с зеркалом, производят отсчет измеряемой величины.

Обладая простотой и надежностью в работе, такой магнитометр не лишен существенных недостатков. Главный из них-узкий динамический диапазон измерений, обусловленный фиксированной чувствительностью. Некоторое изменение чувствительности обеспечивается механическим корректором за счет изменения расстояния между измеряемым образцом и магнитом-индикатором чувствительного элемента. Однако это возможно лишь в небольших пределах, так как с увеличением расстояния трудно учесть влияние другого магнита.

Другой недостаток состоит в низком быстродействии прибора и, следо746354

Перечисленные элементы расположе ны s к о р п у с е e 88, на верхней крышке ко торого укреплен автоколлиматор 9 и находится площадка для измеряемого объекта 10.

65 дательно, низкой производительности ! ,измерений, обусловленной медленным

"затуханием подвижного чувствительно:. го элемента (период колебаний составляет около 5 с, число колебаний до полной остановки - не менее 10).

Третий недостаток — низкая точность установки нуля прибора, который устанавливается с помощью меха4ического корректора путем закручивания растяжки пбдвижного чувствительного элемента.

Цель изобретения — расширение динамического диапазона и повышение точности коррекции нуля.

Эта цель достигается тем, что - магнитометр, содержащий подвижный чувст- 15 вительный элемент с двумя установленными параллельно в противоположной по лярности магнитами, регулируемый источник тока и оптическое отсчетное устройство, снабжен двумя соленоидами, "размещейнймк на металлических каркасах, выполЖнййх", йайример, "в виде цилйндров с коаксиальными полостями, которыми соосно охвачены разнополяр

""ные"концы магнитов, и катушкой, намотанной на одном из каркасов, причем соленоиды соединены между собой пос" ледовательно-встречно и вместе с катушкой подключены к разным выходам

Регулируемого источника тока.

На чертеже изображена функциональ- 30 ная схема крутильного астатического магнитометра.

Чувствительный элемент состоит иэ коромысла 1 с двумя одинаковыми, па" раллельно расположенными в .противо- 35 положной полярности, магнитами 2 - и зеркала 3. Осью вращения коромысла служит ленточная растяжка (след ее - условно показан в виде призмы 4).

Чувствительный элемент сбалансирован 4() по весу и-по магнитному моменту, т .е. является астатическим. Разполярные концы магнитов 2 охвачены полостями металлических каркасов 5, изготовленнйх в виде цилиндров, которые йсполь" зуются для размещения на них соленоидов б и катушки 7 и одновременно для демпфирования, собственных колеба-- . ний чувствительного элемента Концы магнитов 2 входят в полости каркасов примерно на половину их длины, а плос-5О кость катушки 7 и концы соленоидов 6 расположены на уровне полюсов магнитов 2. Принципиально устройство не изменится, если каркасы 5 вместе с охватывающими их соленоидом б и ка- 55 тушкой 7 разместить около разноименных полюсов одного из магнитов. Со-. ,леноиды б соединены между собой пос"ледовательно-встречно.

Концы соленоидов 6 и катушки 7 выведены наружу и подключены к регулируемому источнику тока 11, который может быть выполнен по приведенной схеме, где источник напряжения (аккумулятор) включен в диагональ сдвоенного моста, собранного на резисторах 12,13,14 и 15. Соленоиды б подключены к общей точке (между резисторами 13,14) и движку переменного резистора 12 через реостат 16 (первый выход). Катушка 7 подключена к общей точке и движку переменного резистора 15 через реостат 17 (второй выход).

Ъстатический магнитометр работает следующим образом.

Образец 10 вещества или горной породы, установленный вблизи полюса одного из магнитов 2, взаимодейству ет с пбследним . Момент вращения чувствительного элемента при малых углах отклонения пропорционален интенсивности намагничения образца. Следовательно, угол отклонения, наблюдаемый посредством,автоколлиматора 9, является мерой магнитного момента (интенсивности намагничения) или магнитной восприимчивости. Прибор предварительно градуируют с помощью эталонных об-. разцов намагниченности или магнитной восприимчивости.

При движении магнитов 2 в полостях металлических цилиндров 5 индуцируются вихревые токи, величина которых пропорциональна скорости перемещения магнитов, а направление таково, что, взаимодействуя с магнитами, они препятствуют.их движению. Таким образом, цйлиндры вйпотгйяют роль магнитоиндукционных демпферов. Эффективность демпфирования зависит от величины зазора между магнитами и стенками полостей, а также от проводимости цилиндров 5.

Подбирая соответствукщим образом aòè параметры, мОжно обеспечить критический режим демпфирования чувствительного элемента. Постоянный ток, протекая через соленоиды 6, создают в них встречные магнитные потоки. Если взаимодействующие (ближние) полю сы магнита и соленоида совпадают по знаку, Фо между обеими парами полю сбв происхбдит взаимное отталкивание и чувствительность подвижного элемента уменьшается. При перемене полярности тока чувствительность увеличивается. С йбмо@ьй переменного резистора

12 и реостата 16, соответственно грубо и точно можно менять в шйроких пределах величину тока и его полярйость", а, следовательно, менять и чувствительность магнитометра оставляя расстояние между измеряемым образцом и полюсом магнита неизменным.

Параметры соленоидов и их. геометрическое расположение относительно концов магнитов выбираются одинаковыми.

746354

ЦНИИПИ Заказ 3934/34 Тираж 1019 Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул.;Проектная, 4

Варьируя аналогичным образом ве личиной и направлением тока в катушке 7 (с помощью переменного резистора 15 и реостата 17), можно тем самым осуществлять различные функции, связанные с измерениями 1 например: ю ю устранять возможную неидентичность соленоидов и механической балансировки, смещение нуля при неточной установке по уровню и т.д. При этом точность установки нуля получается высокой, так как к прибору нет необходимости прикладывать механические усилия, к которым он весьма чувствителен.

Введение дополнительных элементов в виде катушек коррекции чувствительности и нуля, намотанных на металлических каркасах, и регулируемого источника тока незначительно усложняют прибор, однако позволяет отказаться Я от сложных механических корректоров. ,Помимо этого, в соответствии с поставленной целью достигается практически неограниченный диапазон по чувствительности, как в сторону ее увели- g5 чения, так и в сторону снижения; быстрое затухание чувствительного элемента; возможность коррекции нуля в широких пределах с заданной точностью.

Формула изобретения

Астатический магнитометр, содержащий подвижный чувствительный элемент с двумя установленными параллельно в противоположной полярности магнитами, регулируемый источник тока и оптическое. отсчетйое устройство, о т л и —ч а ю шийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона и повышения точности коррекции нуля, он снабжен двумя соленоидами, размещеннйми на металлических каркасах, выполненными, например, в виде цилиндров р коаксиальными полостями, которыми .роосно охвачены разнополярные концы.. магнитов, и катушкой, намотанной на одном из каркасов, причем соленоиды соединены между собой последовательно-встречно и вместе с катушкой подключены к разным -вйходам, регулируемо го источника тока.

Источники информации,,принятые во внимание при экспертизе

1.Резник Э.Е.Переносный астатический магнитометр NA-21,.Сб. Геофизическая аппаратура,Вып.29,"Недра",1966, 2.Herbert БсЬтйЖ "Ип Той оп 6цьюрЪове ег в 6 БзепЕуеФел з-Рги %дега", Son@тъеИ. zu 1o-ja gen Веэ еЬетi цм Georno etiscben ЗпМлб Аз Ро1здсрп,TASQpt- 21)

ЮайЕтп е-Че -Вар, Sert a,19Ы,1Ъ9-14 2.

Астатический магнитометр Астатический магнитометр Астатический магнитометр 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к магнитометрам и может быть использовано для измерения напряженности магнитного поля и вектора магнитной индукции в науке, промышленности, медицине

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в устройствах для измерения параметров магнитного поля на основе феррозондов

Изобретение относится к области магнитных измерений, в частности к феррозондовым бортовым навигационным магнитометрам

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения положения объекта в системах управления

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в магниторазведке для поиска полезных ископаемых, в навигации для определения координат судна, в аварийно-спасательных работах, например, для определения местоположения намагниченных тел, в частности затонувших судов, самолетов и т.д

Изобретение относится к области магнитных измерений, в частности к феррозондовым магнитометрам, предназначенным для измерения компонент и полного вектора индукции магнитного поля Земли (МПЗ)

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для создания средств измерения угловых величин в автоматических схемах управления, в геомагнитной навигации, в прецизионном машиностроении и приборостроении и т.д

Изобретение относится к медицине, в частности к общей хирургии и предназначено для локализации инородных ферромагнитных тел при хирургическом извлечении их из тканей человека, а также может быть использовано в измерительной технике для неразрушающего контроля качества материалов
Наверх