Магнитометр

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнх

Соцналнстнческнв

Респубннк (11) 949562 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 30. 12. 80 (2) ) 3225204/18-21 с присоединением заявки Мо

Р1 М К з

G 01 R 33/08

Государственный комитет

СССР но делам итоГ>ретеннй и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 070882. Бюллетень Мо 29 (53) УДК 621.317, .44(088.8) Дата опубликования описания 07.08.82 (72) Автор изобретения

1 ! il

"(. LC Ù,. т1 . 1 :""ИС 1 г ХИИт Гь<Кду

+1" È0TÅÊ

Л.И. Князев (71) Заявитель (54) МАГНИТОМЕТР

Изобретение относится к магнитным измерениям и предназначено для измерения абсолютных значений магнитного поля

Известен магнитометр, содержащий блок управления, электронную пушку, полюсные наконечники, приемное устройство, выполненное в виде четырех изолированных секций,и индикатор (1) .

Однако данному магнитометру свойственная ограниченная область применения, вследствие того, что можно осуществлять только относительные измерения, и он обладает существенным температурным дрейфом нуля. Эти факторы не позволяют реализовать высокую разрешающую способность,магнитометра при использовании в магниторазведочных целях и объясняют узко специфическое применение.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является магнитометр, содержащий блок управления, электронную пушку с катодом, модулятором, фокусирующим устройством и анодом, отклоняющую систему, электростатический разделитель, две пары идентичных колец Гельмгольца, соединенных последовательно и встречно, два идентичных приемных устройства, каждое из которых выполнено в виде экрана с отверстием и электронного умножителя, и смеситель. Блок управления соединен с модулятором, фекусирующим устройством и анодом электронной пушки, а также с электростатическим разделителем и кольцами . Гельмгольца, а электронные умножители приемных устройств соединены со смесителем (2).

Однако известный магнитометр имеет ограниченную область применения и требует больших затрат времени на осуществление измерений, так как прибор используется в режиме накопления результатов измерений.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей и сокращение времени измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в магнитометр, содержащий электронную пушку с модулятором, электронный умножитель и блок управления, соединенный с модулятором, 25 введены две диафрагмы с отверстиями, размещенные между электронной пушкой и электронным умножителем на общей с ними оси, а блок упранления соединен с диафрагмами н:лектронным

ЗО умножителем.

949562

На чертеже представлена функциональная схема, поясняющая работу магнитометра.

Магнитометр содержит блок 1 управления, электронную пушку 2 с модулятором 3, диафрагмы 4 и 5 с отверсти- 5 ями 6 и 7, представляющие собой иммерсионную линзу, и электронный умножитель 8. Элементы 2-8 размещены в вакуумированном баллоне (не показан). Электронная. пушка 2, диафраг мы 4 и 5 и электронный умножитель 8 размещены на общей оси магнитометра.

Блок 1 управления соединен с модулятором 3 электронной пушки 2, диафрагмами 4 и 5 и электронным умножителем B.tg

Магнитометр работает следующим образом.

Ось магнитометра ориентируют перпендикулярно плоскости магнитного меридиана. Когда с блока 1 управления подается соответствующий импульс на модулятор 3 электронной пушки 2, последняя формирует пакет электронов, который движется вдоль оси магнитометра по траектории 9. Скорость движения пакета настолько велика, что слабое геомагнитное поле незначительно искажает прямолинейную траекторию на небольшом участке. Одновременно блок 1 упрачления подает соответст- З0 вующую разн сть потенциалов на диафрагмы 4 и 5. Электрическое поле между диафрагмами 4 и 5 направлено таким образом, что оказывает тормозящее воздействие на пакет электронов.

Пройдя через отверстие 6 диафрагмы 4, пакет электронов уменьшает скорость в электрическом поле до определенной величины и через отверстие 7 диафрагмы 5 выходит на круговую орбиту под воздействием однородного геомагнитного поля. Расстояние между диафрагмами 4 и 5 задают достаточно малым (порядка 2 мм) по сравнению с радиусом орбиты. При этом условии пакет возвращается в исходную точку 45 орбиты. Для различных однородных магнитных нолей орбиты пакета образуют семейство окружностей с общей точкой касания.

Орбита пакета самоориентируется в плоскости, перпендикулярной полному вектору геомагнитного поля. В то время как пакет электронов движется по круговой орбите, блок 1 управления меняет полярность потенциалов на диафрагмах 4 и 5. Электрическое поле между диафрагмами 4 и 5 теперь оказывает ускоряющее воздействие на пакет, когда он входит в отверстие 6 диафрагмы 4. Пакет преобретает первоначальную большую скорость и выходит через отверстие 7 диафрагмы 5 по касательной к орбите. Двигаясь далее вдоль оси магнитометра, пакет попадает B электронный умности- 65 тель 8, в котором происходит усиление первичного электронного потока за счет явления вторичной эмиссии. В электронном умножителе 8 формируется импульс, который подается в блок 1 управления. Блок 1 управления образует этот импульс в командный импульс, который подается на модулятор

3 электронной пушки 2. Электронная пушка 2 Формирует очередной пакет электронов, и цикл повторяется ° В результате многократного запуска пакетов в электронном умножителе 8 формируется серия импульсов с частотой следования f, которые подаются в регистрирующее устройство (не показано). После этого диафрагмы 4 и 5 отключаются от блока 1 управления.

При этом траектория 9 пакета вдоль оси магнитометра сохраняется прежней, а круговая орбита отсутствует.

В электронном умножителе 8 формирует-. ся серия импульсов с частотой следования f которые также подаются в регистрйрующее устройство.

1 1

Очевидно f = и f „=- —, То+t1+t2 1+ 2 л iii где Т =2к — — период обращения пакео еВ та на орбите; е и m — заряд и масса электрона;

 — индукция измеряемого магнитного поля; время движения пакета от катода электронной пушки до электронного умножителя время прохождения ко2 манды в цепи электронной умножитель — блок упр управлен и я — модул я тор электронной пушки.

Индукцию В вычисляют по формуле

В = 2 i,B е f<-f

По сравнению с известным магнитометром, предлагаемый имеет значительно более широкую область применения при осуществлении измерений в неоднородных магнитных полях (6400 нТл-м против 2 нТл.К ) с одновременным сокращением времени измерений с 25 с до 2 с при равной погрешности измерений (0,036 нТл).

Формула изобретения

Магнитометр, содержащий электронную пушку с модулятором, электронный умножитель и блок управления, соединенный с модулятором, о т л и ч а ю шийся тем, что,с целью расширения его функциональных возможностей и сокращения Рремени измерений, в него введенн лве лиаф949562

° °

Составитель М.Клыков

Редактор Г.Кацалап Техред A. Бабинец Корректор М.Шароши

Заказ 5743/35 Тираж 717 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 рагмы с отверстиями, размещенные между электронной пушкой и электронным умножителем на общей с ними оси, а блок управления соединен с диафрагмами и электронным умножителем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CIQA 9 3673494, кл. G R 1972.

2 ° Авторское свидетельство СССР

5 М 661450, кл. G 01 R 33/08, 1979.