Устройство для измерения компонент вектора напряженности магнитного поля

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<11966630 (63) Дополнительное к ввт. свид-ву(22) Заявлено 180381 (21) 3261635/18-21 с присоединением заявки ¹â€”

Р М g+ з

G 01 R 33/02

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет)$3).УДК б21. 317. .443(088.8) Опубликовано 15 1082. Бюллетень ¹ 38

Дата опубликования описания 151082 (72) Авторы изобретения

Г.И.Константинов, Д.В.Лебедев, A.È.Oëåé и:И. Н .Полин (71) Заявитель (54) YCTPOACTBO ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОМПОНЕНТ: BEKTOPA

НАПРЯЖЕННОСТИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Изобретение относится к магнитным измерениям, и может быть использовано для.определения компонент вектора напряженности магнитного поля Земли.

Известны устройства, предназначенные для измерения компонент вектора магнитного поля Земли, называемые компонентными магнитометрами, состоящие из блока феррозондовых датчиков и электронного преобразователя(1).

Однако это устройство характеризуется невысокой точностью измерения при установке его на объектах, обладающих собственным магнитным полем, источником которого является постоянное и индуктивное намагничивание ферромагнитных масс объекта.

НаиболеЕ близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для измерения вектора магиитной индукции, которое для повышения точности измерений помимо основного блока компонентных магнитсметров содержит компенсатор магнитных помех, включающий в себя блок вспомогательных магнитсметров и распределительное устройство,. состоящее из набора деталей, блока переменных коэффициентов, блока коыпенсационных катушек и стабилизированного источника питания 2).

Однако данное устройство работо" способно только в том случае, когда магнитное поле объекта в несколько десятков раз ниже измеряемого поля

Земли, к тому же при монтаже устройства предъявляются жесткие требования к взаимной выставке измерительных.осей блока вспомогательных магнитометров и осей блока компенсационных катушек.

Кроме того, ввод в устройство бло. ка вспомогательного магнитометра, а также блока компенсационных катушек усложняет конструкцию, увеличивает вес и габариты устройства.

Цель изобретения - повышение точности и расширение области измерений, а также упрощение конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство .для измерения . компонент вектора. напряженности магнитного поля, .содержащее трехкомпонентный магнитометр, а также трехканальный блсхс переменных коэффициентов с четырьмя секциями в каждом канале, соединеннымй с четырьмя секциями соответствующего канала трехканального множительно-дели966630 тельного блока, в каждый канал введены по одной секции блока вычитания и по одной секции блока суммирования, причем в каждом канале первый вход секции блока вычитания соединен с соответствующим выходом трехкомпонентного магнитометра, второй

1вход соединен с выходом первой секции множительно-делительного блока, вход которой связан с выходом стабилизатора напряжения, выход сек — )Q ции блока вычитания соединен с входами второй, третьей и четвертой секций множительно-делительного блока, причем выходы вторых секций каждого канала множительно-делительного блока. соединены с входами секции первого канала блока суммирования, выходы третьих секций каждого канала множительно-делительного блока соединены с входами секции второго канала блока суммирования, а выходы четвертых секций каждого канала мно-, жительно-делительного блока соединены с входами секции третьего канала блока суммирования.

На чертеже приведена блбк-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит, трехканальный магнитометр 1, оси чувствительности которого ортогональны друг . другу, блок 2 вычитания, блок 3 переменных коэффициентов, множи.тельно-делительный блок 4, блок 5 суммирования и стабилизатор 6 напряхсения.

Первый канал устройства содержит Я канал 7 магнитометра 1, одну секцию

8 блока 2 вычитания, четыре секции

9,10; 11 и 12 блока 3 переменных коэффициентов, четыре секции 13,14,15 и 16 множительно-делительного блока 4 Q) и одну секцию 17. блока 5.суммирования . Выход канала 7 магнитометра 1 соединен с первым входом. секции 8 блока 2 вычитания, второй вход которой соединен с выходом секции 13 мно-45 .жительно-делительного блока 4. Первый вход секции 13 множительно-делительного блока 4 соединен с секцией 9 блока 3 переменных коэффициентов, а второй вход 18 со стабилизатором на пряжения 6. Выход секции 8 блока 2 вычитания соединен с первыми входами секций 14,15 и 16 множительноделительного блока 4, вторые, входы которых соединены,с секциями 10,11 и 12 блока 3 переменных коэффициентов. Выходы 19, 20 и 21 секций 14,15 и 16 множительно-делительного блока 4 соединены соответственно со входами секций 17,22 и 23 блока 5 суммирования первого, второго и .третьего кана- 60 лов устройства.

Элементы устройства, а также их взаимосвязь для второго и третьего каналов такие как и для первого канала . 65

Сигнал с канала 7 магнитометра 1, пропорциональный первой компоненте суммарного вектора напряженности маг -нитного поля поступает на первый вход секции 8 блока 2 вычитания, а на второй вход секции 8 блока 2 вычитания с выхода секции 13 множительно делительного блока 4 поступает сигнал, пропорциональный первой компоненте постоянной составляющей магнитного поля объекта, который формируется при помощи секции 9 блока 3 переменных коэффициентов. На выходе секции 8 блока 2 вычитания образуется сигнал, пропорциональный разности первых компонент суммарного вектора и вектора постоянной составляющей магнитного поля объекта, который поступает на первые входы секций 14,15 и 16 множительно-делительного блока 4.

Разностный сигнал в секциях ,14, 15 и 16 множительноделительнб-, го блока 4 умножается на соответ"ствующие коэффициенты, которые формируются в секциях 10,11 и 12 блока 3 переменных коэффициентов.. С выхода секций 14,15 и 16 множительно-делительного блока 4 сигналы, поступают ,соответственно на входы 19, 20 и 21 секций 17, 22 и 23 блока 5 .суммирования первого, второго -и третьего каналов устройства.

Во втором и третьем каналах уст-. ройства сигналы с каналов 24 и 25 магнитометра 1, пропорциональные соответственно второй и третьей компонентам суммарного вектора напряженности магнитного поля, преобразуются аналогичным образом. На выходе секций 17,22 и 23 блока 5 суммирования формируются сигналы, пропорциональные компонентам вектора напряженности магнитного поля Земли.

Таким образом, устройство реализует метод определения компонент напряженности магнитного поля Земли по измеренным значени м суммарного вектора напряженности и известным параметрам, определяющим поле постоянного и индуктивного намагничивания объекта в точке измерений.

Формула изобретения

Устройство для измерения компонент вектора напряженности магнитного поля, содержащее трехкомпонентный магнитометр, а также трехкаюльный блок переменных коэффициентов с чатырьмя секциями в каждом канале, соединенными с четырьмя секциями соответствующего канала трехканального множительно-делительного блока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и расширения области измере966630

BHHHIlH Заказ 7837/63 Тираж 717 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная,4 ния, а также упрощения конструкции, в каждый канал введены по одной сек-, ции блока вычитания и по одной секции блока суммирования, причем в (каждом канале первый вход секции блока вычитания соединен с соответствующим выходом трехкомпонентного магнитсметра, второй вход соединен с выходом первой секции множительно-делительного блока, вход ко.торой .связан с выходом стабилиза- 40 тора напряжения, выход секции блока вычитания соединен с входами второй, третьей и четвертой секций множительно-делительного блока, причем выходы вторых секций каждого канал множи- )5 тельно-делительного блока соединены с входами первого канала блока суммирования, выходы третьих секций каждого канала множительно-делительного блуа соединены с входами сек.ции второго канала блока суммирова-. ния, а выхощ четвертых секций каждого канала множительно-делительиого блока соединены с входами секции третьего канала блока суммирования.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Афанасьев Ю.В. Феррозонды. Л., "Энергия", 1969, с. 16.

2. Конторович В.Л. и др. Компенсатор магнитных помех. — "Геофизическая аппаратура", вып. 43, Л., 1970;

"Недра", с. 44-517.