Датчик ядерного магнитометра для морских измерений
.ДАТЧИК ЯДЕРНОГО МАГНИТОМЕТРА ДЛЯ МОРСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ, сод жащий три идентичных приемно-поляризующих соленоида, соединенных последовательно , заполненную протоносодержащей жидкостью герметичную гондолу с гермовводом,; в которой размещены. приемно-поляризующие соленоиды, и немагнитный кабель-трос, подключенный к гермовводу гондолы, о т л и чающийся тем, что, с целью повышения точности измерений за счет исключения ориентационной зависимости амплитуды сигнала, приемно-поляризующие соленоиды размещены в гондоле вдоль одной прямой, причем оси соленоидов взаимно перпендикулярны, а расстояние между соседними соленоидами составляет не менее полови (Л ны их внешнего диаметра. 1C ю х
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН (19) (11) 3(51), G О1 М 3/175
»»»»»;»»» ."
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫУИЙ (21) 3488592/18-25 (22) 20.08.82 (46) 07.11.84. Бюл. № 41 (72) Е.В.Вержбицкий, Е.А.Контарь и Л.N.Íàéìàðê (71) Институт океанологии им. П.П.Ширшова (53) 539,143.43 (088.8) (56) 1. Беляев И.И., Вержбицкий E.Â.
Датчики протонных магнитометров.
"Океанология", т. 20, вып. 6, 1980, с. 1103-1106.
2. Патент США ¹ 3886440, кл. 5 01 R 33/08, опублик. 1975 (прототип). (54)(57) ДАТЧИК 5ЩЕРНОГО МАГНИТОМЕТРА ДЛЯ МОРСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ, содержащий три идентичных приемно-поляризующих соленоида, соединенных последовательно, заполненную пр отонос одержащей жидкостью герметичную гондолу с гермовводом; в которой размещены приемно-поляризующие соленоиды, и немагнитнв|й кабель-трос, подключенный к гермовводу гондолы, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений за счет исключения ориентационной зависимости амплитуды сигнала, приемно-поляризующие соленоиды размещены в гондоле вдоль одной прямой, причем оси соленоидов взаимно перпендикулярны, а расстояние между соседними соленоидами составляет не менее половины их внешнего диаметра.
1122917 2
Ф
Изобретение относится к ядерноч метичную гондолу с магнитометрии,. а более конкретно к которой размещены п буксируемым датчикам морских ядерных щие соленоиды, и не магнитометров, и может быть исполь- трос, подключенный зовано при исследовательских работах 5 долы (Zy. в океане. Недостатком изве
Известен буксируемый датчик морс- ядерного магнитомет кого ядерного магнитометра, включаю- чйе ориентационной щий приемно-поляризующий соленоид, литуды сигнала, что помещенный в герметичную гондолу, 1g положением соленоид заполненную протоносодержащей жид- оси которых пар костью (вода, спирт, керосин и т.п.) плоскости и составл и снабженную гермовводом немагнитно- углы, равные 120 . го кабель-троса, служащего для букси- ционная зависимость ровки датчика за судном-носителем 15 нениям амплитуды си и электрического соединения соленои- сигнал/шум не.менее да с бортовой. аппаратурой, которая в з ави симос ти от ор обычно включает программатор, усили- относительно вектор тель, умножитель частоты ядерной нитного поля, что в прецессии и частотомер (13. приводит к ограниче
Недостатком такого датчика являет- мерений магнитометр ся наличие зон нечувствительности, ком. поскольку ориентационная зависимость Цель изобретения амплитуды сигнала ядерной прецессии ности измерений за для одного приемно-поляризующего 25 ориентационной зави соленоида имеет вид сигнала.
E(8) = E(90 ) sinà 8, (1) где — угол межпу осью соленоида.и вектором измеряемого магнитного поля
Е(90 ) — значение амплитуды сигнала ядерной прецессии ри В = 90
Из соотношения (1) видно, что указанные зоны нечувствительности рас35 положены вблизи значений д = 0 и о
8 = 180 и что эффективная работа та" кого датчика возможна лишь при значениях 8, достаточно близких к 90 .
Наличие указанных зон нечувствительности приводит к снижению надежности и качества подводных измерений геомагнитного поля, поскольку при пере" менах галса судна-носителя возможно .
45 попадание вектора измеряемого поля в эти зоны нечувствительности и, как следствие, снижение отношения сигнал/шум ниже допустимого уровня и даже полное исчезновение сигнала ядерной прецессии от датчика.
Наиболее близким техническим решением к изобретению является датчик ядерного магнитометра для морских измерений, содержащий три идентичных 55 приемно-поляриэующнх соленоида, соединенных последовательно, заполненную протоносодержащей жидкостью гергермовводом, в риемно-поляризуюмагнитный кабельк гермовводу гонстного датчика ра является нализависимости ампобусловлено расов этorо датчика, аллельны одной яют одна с другой
Указанная ориентаприводит к измегнала и отношения чем в 2 раза, и е нт ации датчика а измеряемого магсвою очередь нию точности иза с таким датчи— повышение точсчет исключения симости амплитуды . Поставленная цель достигается тем, что в датчике ядерного магнитометра для морских измерений, содержащем три идентичных приемно-поляризующих соленоида, соединенных последовательно, заполненную протоносодержащей жидкостью герметичную гондолу с гермовводом, в которой размещены приемно-поляризующие соленоиды, и немагнитный кабель-трос, подключенный к гермовводу гондолы, приемно-поляризующие соленоиды размещены в гондоле вдоль одной прямой, причем оси соленоидов взаимно перпендикулярны, а расстояние между соседними соленоидами составляет не менее половины их внешнего диаметра.
На чертеже показан предлагаемый датчик ядерного магннтометра.
Датчик включает три идентичных приемно-поляризующих цилиндрических соленоида 1-3, которые размещены так, что их оси взаимно перпендикулярны, а расстояние межцу соседними соленоидами 1 и 2 и 2 и 3 составляет не менее 0,5Р, где 3 — внешний диаметр соленоидов 1-3. Соленоиды
1-3 электрически соединены последовательноо и помещены в г ер мети чной гондоле 4, которая заполнена протоносодержащей жидкостью 5 и снабжена кабельным гермовводом 6, к которому
Составитель В.Майоршин
Техред Л.Коцюбянк Корректор,М.Демчик Редактор Л.Лосева
Заказ 8128/34 Тираж 822 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 з 11229 подключен немагнитный кабель-трос 7.
Герметичная гондола 4 выполнена из
Ъ
- проточного немагнитного полимерного или композитного материала..
Указанная компоновка датчика обеспечивает безориентационновть по амплитуде сигнала, что следует из вида (1) ориентационной зависимости амплитуды сигнала для одного со- 1в леноида. Применение (1) к каждому, из соленоидов 1-3 приводит к виду ориентационной зависимости амплитуды си уща всего датчика
Е(6„,Е„В,)=.ЕЕ(ВО )з n e,=ãE(Åî ), (Ц
1ы которая оказывается тождественно постоянной. Через 8;, i 1,2,3, в (2) обозначены углы между осями соленоидов 3-3 и вектором измеряемого магнитного поля. Укажем, что соотношение (1) применимо к каждому из соленоидов 1-3 в случаях, когда поля поляризации соседних соленоидов
1 и 2, 2 и 3 взаимно не искажают друг друга. Для исключения указанного взаимного влияния соседних соленоидов за счет взаимного искажения их полей поляризации эти соленоиды необходимо размещать на расстоянии не менее 0,5 9 . Указанное минимальное расстояние, на котором необходимо разнести соседние соленоиды, при котором отсутствует влияние соседних соленоидов друг на друга опреI делено в результате экспериментальных исследований макета датчика.
Предложенная компоновка датчика обеспечивает полное отсутствие ориентационной зависимости амплитуды сигнала ядерной прецессии. Кроме того, предлагаемая конструкция датчика повышает надежность аппаратуры с таким датчиком и качество подводных измерений .геомагнитного поля, а также расширяет возможности такой аппар атуры.
