Вибрационный магнитометр

 

Союз Советски к

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<»789935

Ф (61) Дополнительное к авт. свмд-ву-. (22) Заявлено 27.09.78. (21) 2668608/18-21 (51)М. Кл..

G 01 R 33/02 с присоединением заявки J%Геоударстеенлый комитет

СССР (23) Приоритет. ао делам изобретений и открытий

Опубликовано 23.12,80. Бюллетень Мв 47

Дата опубликования описания 26 12 80 (53) УДК 621. .317.44 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. И. Петинов, П. E. Чижов, A. Т. Куртов í B. А. Баков

Отделение ордена Ленина института химической физики АН СССР (7I) Заявитель (54) ВИБРА1(ИОННЫЙ МАГНИТОМЕТР

Изобретение относится к приборам для магнитных измерений, предназначено для измерения намагниченности вещества в условиях переменных и постоянных магнит. ных полей, температур и давлений.

Известны аналогичные магнитометры, содержащие приводную электромагнитную вибраиионную систему, которая заставляет исследуемый образец колебаться воз1О вратно-поступательно в магнитном попе магнитной системы, которой является либо электромагнит, либо криостат со сверхпроводящим соленоидом. В области максимального поля магнитной системы находит15 ся система сигнальных катушек. При измерениях приводная электромагнитная вибрадионная система крепится к магнич ной системе. При этом вибрирующий исследуемый образец помещается в дентр системы сигнальных катушек. Сигнал, снимаемый с катушек, пропорционален магнитному моменту образина и поступает на электронную систему регистрапии (l j.

Вибрапии, передающиеся от приводной электромагнитной вибра ионной системы к магнитной системе, возбуждают в сит нальных катушках параэитный сигнал помехи, ограничивающий чувствительность магнитометра на уровне, недостаточном для измерения слабопарамагнитных и диамагнитных образцов. Это приводит к необходимости создания спепиальной системы демпфирсвания колебаний магнитной системы.

Наиболее близкий к предлагаемому магнитометр содержит приводную электромагнитную вибрапионную систему, демпфер вибраш и магнитной системы, магнитную систему, которой является либо электромагнит, либо криостат с системой сигнальных катушек, расположенной в области максимального магнитного поля, устройс1 во управления. приводной электромагнитной вибраиионной системой, устройство регис з рамии магнитного момента образна. Исследуемый образец крепится к конпу приводного стержня в центре системы сигналь20

3 78993 ных катушек, другой конец стержня крепится к вибратору, который приводит его в возвратно-поступвтепьное движение с частотой 80 Гц. Сигнал, снимаемый с сигнальных катушек поступает в устройство регис5 трации, где с помощью сигнала обратной связи, снимаемого с вибрируютцего конденсатора, формируется сигнвп, пропорциональный магнитному моменту образца, Демпфер вибраций магнитной системы представляет 10 собой плиту, на которой крепится вибратор и две симметрично расположенные и параллельные плите упругие ппастины. Один конец каждой пластины крепится на противоположных сторонах плиты. Вторые 15 концы пластин выступают за края плиты в противоположных напрввпениях, на них крепятся противовесы, которые можно передвигать вдоль пластин с помощью микрометрических винтов.

Для подавления вибраций магнитной системы демпфер настраивают в резонанс с частотой вибратора. Принцип демпфера основан нв том, что эффективная масса плиты увеличивается íà Q масс проти 25 всаесов, где Q — добротность демпфера, при этом должна быть обеспечена высокая точность настройки частоты вибратора нв частоту демпфера (- (†" ) (23.

Недостатком устройства является 50 неполное демпфирование вибраций магнитной системы, так как добротность ограничена, и как следствие — ограничение чувk ствитепьности магнитометра, сложность конструкции демпферв, большая трудоемкость изготовления его деталей и требование высококачественной механической подгонки его эпементов, кроме этого необходимо периодически тщательно настраивать демпфер.

5 4 ля и фаэовращатепя на 90 . Причем выходы избирательного усилителя соединены с первыми входвмн смесителей, второй вход первого смесителя соединен с выходсм фаэовращатепя, ко второму выходу которого подсоединен вход фазовращатепя на 90 в, выход которого соединен со вторым входом второго смесителя, выход-т последнего подсоединен к управляющему входу управпяемого фаэовращатепя, выход последнего соединен с первым входом управляемого усилителя, второй вход которого подсоединен к выходу первого смесителя, входы фаэовращателя и управляемого фазовращатепя, а также приводная каl тушка подсоединены к генератору вибрато ра, а демпфирующая катушка подсоединена к выходу управляемого усипитепя.

На чертеже представлена функциональная блок-схема магнитометра.

Устройство содержит приводную электромагнитную вибрационную систему, включающую магнит 1 вибраторв, приводную катушку 2, пружину 3, демцфирующие опоры 4, вибрирующий конденсатор 5, приводной стержень 6, магнитную систему 7, представляющую из себя либо криостат, либо электромагнит с сигнапьными катушками 8, блок 9 регистрации магнитного момента, блок управления приводной эпектромагнитной вибрационной системой и демпфером вибраций магнитной системы, содержащий датчик вибраций 10, измерительный усилитель 11, смеситепи 12 и

13, фазоврвщатель 14, фаэовращатепь 15 н а 90, управляемый фа эовр вщв тель 1 6, управляемый усилитель 17, усилитель 18, задающий генератор 19, демпфер вибраций магнитной системы, содержащий пружину

20, демпфирующую катушку 21, груз 22, магнит 23 демпфера и образец 24 .

Пель. изобретения - увепичение чувст витепьности вибрационного мвгнитометра.

Укаэанная цепь достигается тем, что в вибрационном магнитометре, содержа45 щем приводную электромагнитную вибраиионную систему, бгок управлений с генератором вибрации, магнитную систему, блок регистрации магнитного момента и демпфер, демпфер снабжен демпфирующей ка50 тушкой и магнитом демпфера, в зазоре которого соосно пржодной катушке распопожена демпфирующая катушка, а магнитометр снабжен следящей системой, выполненной в виде датчика вибраций, жестко

55 прикрепленного к магнитной системе, связанного с ним избирательного усилителя, двух смесителей, управляемого усилителя, фазоврат|твтеля, управляемого фвэоврвщатеУстройство работает следующим образом.

Обпвзец 24 приводится в движение приводной катушкой 2 с помощью приводного стержня 6 и вибрирует по синусоидапьному закону с частотой х 80 Гц в магнитном поле, создаваемом магнитной системой 7. Сигнал, снимаемый с сигнальных катушек 8, поступает в блок 9 ретистрации магнитного момента образца, где с помощью сигнала обратной связи, снимаемого с неподвижных обкпадок, вибрирующего конденсатора 5 формируется постоянный сигнал, пропориионапьный магнитному моменту образца.

Демпфирующвя 21 и приводная 2 катушки вибрируют с одинаковой частотой ге789935

5 нератора 19, но в противсфаэе. Амплитуда и фаза вибрэиии демпфирующей катушки 21 поддерживается автоматически с помощью следящей системы, обеспечивающей минимум сигнапа с датчика вибрапий 10. 5

Использование самонастраивающего

/ демпфера колебаний корпуса позволяет за счет упучшения демпфирОвания повысить

-c чувствительность до 10 Гс.см, что в

50 раэ выше, чем у известного устройст- 10 ва, упростить механическую конструкпию приводной электромагнитной вибраиионной системы, являющейся главной составной частью вибраиионного магнитометра, упростить работу с магнитометром, так как 15 не требуется точной настройки механических резонансов демпфера, что является трудоемкой операпией, требующей дополнительных приборов и демонтирования магнитопровода. Настройка демпфера предлагае- 20 мого магнитометра может производиться во время работы изменением фазы фаэов ращателя.

Формула изобретения

6 тсм демпфера, в зазоре которого соосно приводной катушке расположена демпфирующая катушка, а магнитометр снабжен следящей системой, выполненной в виде датчика вибраций, жестко прикрепленного к магнитной системе, связанного с ним избирательного усилителя, двух смесителей, управляемого усилителя, фаэовращателя, управляемого фазовращателя, фазовращателя на 90, причем выходы избирательноо го усилителя соединены с первыми входами. смесителей, второй вход первого смесителя соединен с выходом фаэовращателя, ко второму выходу которого подсоединен вход фаэовращателя на 90, выход котоо рого соединен со вторым входом второго смесителя, выход последнего подсоединен к управляющему входу управляемого фаэо» вращателя, выход последнего соединен с первым входом управляемого усилителя, второй вход которого подсоедичен к выходу первого смесителя, входы фаэовращателя и управляемого фазовращатепя, а также нриводная катушка подсоединены к генератору вибратора, а демпфирующая катушка подсоединена к выходу управляемого усилителя .

Вибраиионный магнитометр, содержащий приводную электромагнитную вибраиионную систему, блок управления с генератором эо вибратора, магнитную систему, бпок ре гистрации магнитного момента и демпфер, . отличающийся тем, что, с де лью повышения чувствительности, демпфер снабжен демпфирующей катушкой и магниИсточники информапии, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 473971, кл. G 01 R. 33/14, 1975, 2. Магнитометр FN-1 фирмы Рг1п5 оп applied гежсп.сЛ corporatëîü" (США).

789935

Составитель Е. Данилина

Техред Н.Ковалева Корректор М. Шароши

Редактор А. Маковская

Тираж 1019 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 9035/47

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