Магнитометр

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (1)949603 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 0 " 0181 (2l) 3229854/18-25 (51)М.Кп з с присоединением заявки ¹â€”

01 V 3/40

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК 550. 838 (088, 8) Опубликовано 070882, Бюллетень ¹29

Дата опубликования описания 070892

В.Н. Бобров, Д.Г. Гриднев и Н.Д. Куликов

Л;4.::, ) :.Ч (72) Авторы изобретения

Ордена Ленина институт физики Земли им. О.Ю. ШмидтаАН СС З (71) Заявитель (54) МАГНИТОМЕТР

Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано гля относительных измерений компонент земного магнитного поля, а также для регистрации вариаций компонент земного магнитного поля с целью поиска магнитных предвестников землетрясений.

Известен кварцевый магнитометр, содержащий кварцевую магниточувствительную систему и отсчетное устройство в форме круга, связанное с поворотным магнитом плавной компенсации. Большая часть вертикальной составляющей магнитного поля компенсируется закручиванием кварцевой нити. Угол, отсчитываемый по кругу отсчетного устройства, служит мерой приращения вертикальной составлякщей t 1).

Недостатком указанного магнитометра является значительный дрейф нуль-пункта, который возникает в результате закручивания кварцевой нити и ударных нагрузок магниточувствительной системы о демпфер., Отсчетное устройство не обеспечивает высокой точности измерения, а диапазон измерения сравнительно мал.

Известен также магнитометр, содержащий кварцевую магниточувствительную систему и отсчетное устройство, выполненное в форме круга с делениями, связанного с компенсационным поворотным магнитом (2f.

Недостатком этого магнитометра является низкая точность, малый диапазон измерения и дрейф нуль-пункта магниточувствительной системы.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является магнитометр, содержащий кварцевую магниточувствительную систему, состоящую

15 из кварцевой монтажной рамки, закрепленную на ней с помощью нитей подвеса постоянного магнита и зеркала, а также фотоэлектрический преобразователь, осветитель, оптически связанный через зеркало с входом фотоэлектрического преобразователя, выход которого подключен к регистратору отсчетное устройство и корпус (3 °

25 Недостатками такого магнитометра являются низкая точность и малый диапазон измерений. Низкая точность измерений связана с необходимостью эталонировки и дрейфом нуля нуль30 пункта магнитометра.

949603

4„;

Цель изобретения — повышение точности и диапазона измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в магнитометр, содержащий кварцевую 1 агниточувствительную систему, состоящую из кварцевой монтажной рамки, закрепленный на ней с помощью нитей подвеса постоянного магнита и зеркала, фотоэлектрический преобразователь, осветитель, оптически связанный через зеркало с входом фотоэлектрического преобразователя, выход которого подключен к регистратору, Отсчстное устройство и корпус, в магниточувствительную систему дополнительно введены две 15 кварцевые пружины, .кварцевые рычаг и стержень, причем кварцевый стержень, закреплен серединой на одной из нитей подвеса и расположен перпендикулярнс к ней, кварцевый рычаг жестко соеди- 20 нен одним из концов с кварцевой монтажной рамкой, первая кварцевая пружина расположена между кварцевым рычагом и одним из концов кварцевого стержня, между вторим концом которого и отсчетным устройством расположена вторая кварцевая пружина.

На чертеже представлена схема магнитометра.

Магнитометр содержит кварцевую монтажную рамку 1, жестко связанную с Корпусом (не показан), на кварцевых нитях 2 и 3 подвеса закреплен симметрично относительно нитей подвеса постоянный магнит 4 с зеркалом

5, две кварцевые пружины б и 7, кварцевый рычаг 8 и стержень 9, освети-тель 10, фотоэлектрический преобра-зователь 11, регистратор 12 и отсчетное устройство 13. При этом первая кварцевая пружина б расположена между кварцевым рычагом 8 и Одним из концов кварцевого стержня 9, середина которого закреплена на кварцевой нити 3 подвеса, а вторая кварцевая пружина 7 расположена между вторым концом кварцевого стержня 9 и отсчетным устройством 13. упругие момен-ты кварцевых пружин равны и противоположно направлены, что позволяет взаимно компенсировать дрейф:ульпункта магнитометра. Кварцевь-О пру: —,... ны Б и 7 выполняют также рог:ь де1:1пф-... рующего устройства, поэтому ма.-.и;::," метр не требует специального демпфирующего устройства для постоянного :5 магнита 4.

Предлагаемый магнитометр может прйменяться для относительных измерений как вертикальной, так и горизонтальных компонент магнитного поля ЬО

Земли, Для измерения вертикальной комгоненти нити подвеса расположены горизонтально, а для измерения гори:— зонтальных составляющих — вертик-.-.. â€,.:üно.

Принцип действиЯ магнитоме..оа сведующий.

При изменении значения измеряемой компоненты магнитного поля магнит 4 с зеркалом 5 отклоняется на некоторый угол, пропорциональный изменению магнитного поля. При этом световой поток Осветителя 10, Отраженный от зеркала 5 и сфокусированный на входе фотоэлектрического преобразователя 11,.

СМЕЩаЕтСЯ ПО ЕГО ПОВЕРХНОСТИ, В результате чего в в1иходной цепи изменяется величина разностного электрического тока. Подклкченний к выходу фотоэлектрического преобразователя 11 регистратор :.2 записывает это изменение тока, которое пропорционально изменению измеряемого магн1:тного поля.

Зталонирование магнитометра Ос гществляется следующим образом.

Магнитометр размещают в маг итной эталонной установке, подключают к регистратору 12 и вращением микрометрического винта Отсчетного устройства 13, связанного с кварцевО1 пружиной 7, выводят индикатор регистратора.в нулевое положение.

При этом берется Отсчет на устройстве 13-S и значение компоненты

1 магнитного поля эталонной установки

Затем изменяется зна 1:- и-.: ком, г йоненты магнитного го";.ÿ -:=-т — лл-.ной; c— тановки до "., Прн это;:: "-! . 4 с зеркалом 5 Отклоняется ". .-:-.;-:О-<положения на угол, -p;; — î,, О; .. -;-лЧ: изменению КО.:.-oiêã! т следо ательяО . Ия:="атс ра Отклон яс.. левого) полож".-. и: . .-.:=:Три-..е ского в .",Отза 13 сч,— —;,;

Ji TOPB.. ПУЯЕ;ЗОŠ— ., -, - ., 2i ...: T .л 1 б :-ретсЯ; i i счет HFJ Х. рс1 етричс.. ГкОгО jcòpé=. стbР От-. . О

".1- У ЬЭ

1. 5 де„-,< 1Многократно Определяг-. ся це.-.;!

":.Ия С для различных знач .";1й . .::ыводится средняя цена дел .ния О че ЯО -о устройства в гаммах, м.-.:гнитометр может при 1е;ять;-:.== д,:-1я от Осительных измерени : . о!:.;." нент магнитного поля Земл11, Раз.-о" значений измеряемО ; комле :.1-: -: на двух толк:-" опре::,.1-;н с,...=;,.=,<ния г„.S „У.

Магии iGMBTp )меж — к т 1 ( ся и для регист ац: ::.= эа.-).-- =,,. ..1 .:.o .:!!Î. .1ес RHYME 3:.. =Иле Ypi1сений .

При зтсь . . ас1 ..Та.. заГ1 !си

949603

Берется отсчет — S по микрометру отсчетного устройства 13. Этому отсчету соответствует ордината кривой вариаций компоненты — У на регистраторе 12. Вращением мнкрометрического винта задается сдвиг записи вариаций на регистраторе 12 до У

При этом отсчет по микрометру отсчетного устройства 13.будет — 5 . Масш.таб записи определяется иэ выражения (1 2 Ь

Для повышения точности определения масштаба записи необходимо исклю- 15 чить линейные изменения компоненты магнитного поля в процессе определения масштаба. С этой целью задают сдвиг записи на регистраторе в противоположную сторону и берут отсче- 20 ты -S и -У . Совместная обработка двух сдвигов исключает линейные изменения компоненты магнитного поля . а время определения масштаба.

1 2 гамм „ д 1 2 мм

Эти исследования показывают, что диапазон измерения может быть расширен до ЪО-70 тыс.гамм при точности 30 отсчета + 1 ":;мм, что, по крайней мере, на -.-орлдок выше точности известных магнитометров для относительных измерений магнитного поля Земли при том же диапазоне измерений. 35

Предлагаемый магнитоме: †. можно использовать в геофизической разведке с целью поиска и разведки полезных ископаемых, а также на геодинамических полигонах с целью поиска магнит- 4О ных предвестников землетрясений.

Формула изобретения

Магнитометр, содержащий кварцевую магниточувствительную систему, состоящую из кварцевой монтажной рамки, закрепленных на ней с помощью нитей подвеса постоянного магнита и зеркала, фотоэлектрический преобразователь, осветитель, оптически связанный через зеркало с входом фотоэлектрического преобразователя, выход которого подключен к регистратору, отсчетное устройотво и корпус, о т л и ч а ю щ я и с я тем, что, с целью повышения точности и диапазона измерений, в магниточувствнтельную систему дополнительно введены две кварцевые пружины, кварцевые рычаг и стержень, причем кварцевый стержень закреплен серединой на одной из нитей подвеса и расположен перпендикулярно к ней, кварцевый рычаг жестко соединен одним иэ концов с кварцевой монтажной рамкой, первая кварцевая пружина расположена между кварцевым рычагом и одним из концов кварцевого стержня, между вторым концом которого и отсчетным устройством расположена вторая кварцевая пружина.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Яновский Б.N. Земной магнетизм.

Л., ЛГУ, 1963, т.2, с.332.

2. Бобров В.Н. Кварцевый Е-магнитометр. Геомагнетиэм и аэрономия.

1968, т.8, 9 6, с.1094.

3. Канониди Х.Д. и Бобров В.Н.

Дистанционный магнитометр с видимой записью сиотемы ИЗБРАН.Геомагнетизм и аэрономия. 1965, т.5, М 6, с.1132 (прототип).

949603

Составитель A.Òèáàíoâ

Техред д. Бабинец КорректорУ. Пономаренко

Редактор A.Âëàñåíêî

Заказ 5745/37 Тираж 717 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæroðîä, ул.Проектная,4