Протонный магнитометр

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советеиик

Соцналнетичевиин

Республик (и) 938224 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено29. 12. 80 (21) 3227001/18 21 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет— (5!)М. Кн. и 33/00

Веудеретеенеьй комитет

СССР до делам езабретеннй и открытей

ОпУбликовано 23, 06.82. Бюллетень Рй 23 (53) УДК 621.»y. .44(088.8) Дата опУбликования описания 23. 06, 82

Ф с(72) Авторы изобретения

Б.И.Смирнов и А,B.Àíäðåéêî

«

/ ъц

Научно-производственное. объединение нГеофйэика!" / (71) Заявитель (54) ПРОТОННЫЙ МАГНИТОМЕТР

Изобретение относится к магнитным измерениям и предназначено для измерения слабых магнитных аномалий в условиях быстроизменяющегося магнитного поля Земли.

Известен протонный магнитометр, состоящий из датчика, усилителя сигнала прецессии, фильтра, умножителя с фазовой автоподстройкой частоты, счетчика, командного устройства, 1О схемы совпадения и коммутирующего устройства 515 .

Однако при работе данного протон-. ного магнитометра необходимо производить постоянную ручную подстройку режима синхронной поляризации, поскольку определяющий начало поляризации импульс с одного .из триггеров делителя жестко связан с фронтом сигнала прецессии на выходе огра- о ничителя, поэтому, для того, чтобы скомпенсировать фазовые сдвиги,создаваемые контуром датчика, усилителем и умножителем необходимо вруч"

2 ную выбирать положение этого импульса, причем при изменении частоты входного сигнала, настройку необходимо вести заново. Если частота входного сигнала меняется быстро, то ручная настройка не позволяет осуществить синхронизацию с необходимой точ" ностью., Наиболее близким по своей технической сущности к предлагаемому является магнитометр, состоящий иэ датчика, усилителя-ограничителя, фазового детектора, фильтра низких частот, управляемого, генератора, делителя частоты, триггера, управляемого мультивибратора, регулятора величины тока в датчике, индикатора окончания тока в датчике, схемы выключения тока по ляризации и командного устройства (25.

Однако использование сигнала с выхода усилителя-ограничителя для за- . пуска в нужный момент синхронизируемого мультивибратора, предусматривает введение управляемой задержки вклю3 93822 чения реле, через контакты которого подается ток поляризации, причем длительность задержки должна быть кратна длительности периода сигнала прецессии, следовательно должна устанавливаться занового при изменении рабочей частоты.

Кроме того, схема не компенсирует фазовых сдвигов, создаваемых конту" ром датчика (при неточной настройке) 10 и усилителем.

Цель изобретения - повышение точности и быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что протонный магнитометр, содержащий последовательно соединенные

Датчик, усилитель-ограничитель, умножитель частоты и счетчик, а также индикатор окончания тока, вход которого соединен с вторым выходом датчика, формирователь тока поляризации, выход которого соединен с входом датчика и командный блок,выход которого соединен с входом формирователя тока поляризации, снабжен делителем частоты, выход которого . соединен с вторым входом формирователя тока поляризации, и блоком управления, входы которого соединены с выходами усилителя ограничителя, умножителя частоты, индикатора окончания тока и командного блока,, а выход блока управления соединен с входом делителя частоты.

На .чертеже представлена функциональная схема, поясняющая работу протонного магнитометра.

Протонный магнитометр содержит датчик 1, усилитель-ограничитель 2, умножитель 3 частоты, счетчик 4, индикатор g окончания тока, формирова40 тель 6 тока поляризации, командный блок 7, делитель 8 частоты и блок

9 управления, причем выход делителя

8 частоты соединен с входрм формирователя 6 тока поляризации, а входс выходом блока 9 управления, входы которого соединены с выходами умножителя З.частоты, усилителя-ограничителя 2, индикатора 5 окончания тока и командного блока 7.

Протонный магнитометр работает следующим образом, !

lo сигналу командного блока 7 формирователь б тока поляризации прекращет работу, а индикатор окон-чания тока формирует импульс, длительность которого равна времени спадания тока поляризации. Задний фронт этого

4 4 импульса с помощью блока 9 управления разрешает работу делителя 8 частоты, находившегося до этого момента времени в нулевом состоянии.

При этом делитель. 8 частоты начи.нает заполняться импульсами умножителя 3 частоты. По сигналу с командного блока 7 блок 9 управления прекращает заполнение делителя 8 частоты импульсами с умножителя 3 частоты в момент, совпадающий с положительным фронтом сигнала на выходе усилителя-ограничителя.2, В оставленном состоянии делитель

8 частоты находится до конца измерения частоты ачетчиком 4 магнитометра и затем, по сИгналу с командного блока 7 синхронно с положительным фронтом сигнала с выхода усилителя-, ограничителя 2, блок 9 управления вновь разрешает прохождение импульсов с выхода умножителя 3 частоты на вход делителя о частоты. По сигналу командного блока 7 синхронно с фронтом сигнала с выхода делителя

8 частоты включается формирователь б тока поляризации, после чего делитель:8 частоты переводится в нулевое

1 ,состояние. Остановка делителя 8 частоты необходима для предотвращения его сбоя при переходном процессе включения умножителя 3 частоты, Новый запуск делителя Ы частоты производит, ся синхронно с тем же фронтом сигнала усилителя-,ограничителя 2, что и остановка, что позволяет продолжить работу делителя 8 частоты без потери информации о фазе сигнала прецес-. сии.

Предлагаемое техническое решение позволяет осуществлять автоматическую работу синхронной поляризации во всем диапазоне рабочих частот прибора, а также при работе в полях с градиентом 0,5 нТл/м и выше (при нормальном градиенте 0,003 нТлlм ) при быстродействии 1,2,3 и 4 измерения в секунду и среднеквадратичной ошибке не более 0,2-1,0 нТ. При этом повышается вероятность обнаружения малопротяженных аномалий на фоне быстроизменяющегося магнитноro поля

Земли.

Формула изобретения

Протонный магнитометр, содержащий последовательно соединенные датчик, Ф

5 938224 6 усилитель-ограничитель, умножитель тока поляризации, и блоком управчастоты и счетчик, а также индикатор ления, входы которого соединены с окончания тока, вход которого соеди- выходами усилителя-ограничителя, умнонен с вторым выходом датчика, форми- жителя частоты, индикатора окончания рователь тока поляризации, выход ко- g тока, и командного блока, а выход торого соединен с входом датчика, и блока управления соединен с входом командный блок, выход которого соеди- делителя частоты. нен с входом формирователя тока по- Источники информации, ляризации, отличающийся принятые во внимание при экспертизе тем, что, с целью повышения точности 10 1. Авторское свидетельство СССР и быстродействия, он снабжен дели- N 705989, кл. Q 01 К 33/00, 1979, телем частоты, выход которого сое- 2. Патент США Ю 3443207, : динен с вторым входом формирователя кл. 324-5, 1969.

Составитель И,Клйков

Редактор А,Шандор Техред С.Мигунова Корректор

Заказ 4455/70 Тираж 717 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретения и открытий

11.3035 Москва, Ж-351 Раушская наб., д. 4/5

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