Способ измерения напряженности магнитного поля в каналах магнитных фокусирующих систем

 

Изобретение может быть использовано для измерения топографии магнитного поля (МП) различных магнитных систем с произвольным сечением канала, например большего сечения и различной формы. Цель изобретения - повышение пространственного разрешения и расширение функциональных.возможностей путем измерения распределения напряженности МП. Способ измерения напряженности МП в каналах фокусирующих систем реализован в устройстве , содержащем источник 1 линейно поляризованного излучения, четвертьволновую пластинку 2, поляризатор 3, делительную пластинку 4, объектив 5f отрезок одномодового волоконного световода (ОМВС) 6, испытываемую магнитную фокусирующую систему (МФС) 7, устройство 8 перемещения МФС, анализатор 9, фотоприемники 10, 13, дифференцирующий усилитель 11, самописец 12, схему 14 отношений , схему 15 извлечения квадратного корня. Для достижения цели МФС 7 перемещают относительно отрезка ОМВС 6 с постоянной скоростью так, чтобы торец ОМВС 6 проходил последовательно все точки оси канала МФС 7. Непрерывно при этом регистрируют скорость изменения угла поворота Ш1ос .кости поляризации излучения и определяют напряженность МП. 2 ил. (О

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (я) 4 G 01 R 33 032

1

14, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

I (21) 3976338/24-21 (22) 23.09.85 (46) 30.06.87. Бюл, Ф 24 (72) А.С.Донецкий и В.К.Николаев (53) 621.317.44 (088.8) (56) Э-И Квантовая радиотехника, 1983, У 36, с.8-11. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ

МАГНИТНОГО ПОЛЯ В КАНАЛАХ МАГНИТНЬХ

ФОКУСИРУЮЩИХ СИСТЕМ (57) Изобретение может быть использовано для измерения топографии магнитного поля (МП) различных магнитных систем с произвольным сечением канала, например большего сечения и различной формы. Цель изобретения— повышение пространственного раэрешенйя и расширение функциональных.возможностей путем измерения распределения напряженности МП. Способ измерения напряженности MII в каналах фокусирующих систем реализован в устройстве, содержащем источник 1 линейно поляризованного излучения, четвертьволновую пластинку 2, поляризатор 3, делительную пластинку 4, I объектив 5, отрезок одномодового волоконного световода (ОМВС) 6, испытываемую магнитную фокусирука(ую систему (МФС) 7, устройство 8 перемещения МФС, анализатор 9, фотоприемники 10, 13, дифференцирующий усилитель 11, самописец 12, схему 14 отношений, схему 15 извлечения квадратного корня. Для достижения цели МФС

7 перемещают относительно отрезка

0NBC 6 с постоянной скоростью так, чтобы торец ОМВС 6 проходил последовательно все точки оси канала МФС 7.

Непрерывно при этом регистрируют скорость изменения угла поворота плос,кости поляризации излучения и опрецеляют напряженность МП. 2 ил.

20780 2 ти излучения I, и I, где I — интенсивность рабочего сигнала:, 1, — ин" тенсивность опорного сигнала.

Схема 14 отношения предназначена для получения сигнала I /I» чтобы обеспечить независимость результатов измерения от нестабильности источника линейно поляризованного излучения, и введения множителя 1/2 v Ч. Схема

10 15 извлечения квадратного корня служит для вычисления функции 1 †. ДифК о ференцирующий усилитель служит для получения сигнала, пропорционального

15 д — — Самописец 12 введен для до о кументализации результатов измерения.

В предлагаемом способе измерения распределения напряженности магнит20 ного поля, включающем измерение угла поворота плоскости поляризации зеркально отраженного от торца световода линейно поляризованного иэлучения, операцию измерения угла поворота плоскости поляризации излучения за- меняют на операцию непрерывного измерения производной от угла поворота плоскости поляризации излучения 6» во времени, т.е. на операцию непре30 рывного измерения d9 /dt, причем измерение величины d9 /dt проводят во время перемещения испытуемой магнитной фокусирующей системы с постоянной скоростью v таким образом, что

35 торец волоконного световода проходит последовательно все точки канала магнитной фокусирующей системы.

1 13

Изобретение относится к магнитометрии и преднаэначено для измерения распределения напряженности магнитного поля в каналах малого сечения (О 15-0,8 мм) магнитных фокусирующих систем и может быть использовано для измерения топографии магнитного поля различных магнитных систем с произвольным сечением канала, например, большего сечения и различной формы.

Цель изобретения — повышение пространственного разрешения и расширение функциональных воэможностей волоконно-опТических датчиков.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ, на фиг.2 — временные диаграммы, поясняющие сущность измерений, проводимых в способе.

Устройство содержит источник 1 линейно-поляризованного излучения, четвертьволновую пластинку 2, поляризатор 3, делительную пластинку 4, объектив 5, отрезок одномодового волоконного световода 6, испытуемую магнитную фокусирующую систему (МФС)

7, устройство 8 перемещения МФС, анализатор 9, фотоприемники 10 и 13, дифференцирующий усилитель 11, самописец 12, схему 14 отношения и схему 15 извлечения квадратного корня.

Четвертьволновая пластинка 2 и поляризатор 3 служат для совмещения направления вектора поляризации излучения источника с направлением главной оси световода 6, что позволяет сохранить состояние поляризации излучения в световоде. Делительная пластинка 4 служит для развязки источника излучения и фотоприемника.

Объектив 5 служит для ввода излучения в световод. Отрезок одномодового волоконного световода 6 является первичным измерительным преобразователем. МФС 7 является испытуемым объектом и служит в качестве источника магнитного поля. Устройство 8 перемещения МФС служит для перемещения магнитной системы с постоянной скоростью ч. Анализатор 9 служит для анализа угла поворота вектора поляризации под действием магнитного поля в отраженном от выходного торца световода излучении. Фотоприемники

10 и 13 цреобразуют падающее на него излучение в электрические сигналы, которые пропорциональны интенсивносРассмотрим действие магнитного

40 поля на световод, часть которого длиной 1 с отражающим торцом погружена в канал магнитной системы.

Суммарный угол вращения плоскости

45 поляризации излучения, прошедшего в двух взаимно противоположных направлениях, определяется формулой

8 =2Ч J H(x) dx. о

50 Отсюда следует, что.т.е. изменение угла поворота плос55 кости поляризации является линейной функцией напряженности магнитного поля в окрестности отражающего торца световода.

Поскольку dx=vdt то

1320 10 г

Н(1)

dt 2v V где Н

Дие. 2

Составитель О.Раевская

Техред В.Кадар Корректор Л. Пилипенко

Редактор Е.Копча

Заказ 2557/50

Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4 где v — скорость перемещения магнитной системы относительно световода (световода относительно магнитной системы).

Таким образом, непрерывно измеряя изменение 8 во времени, можно опре- 10 делить распределение напряженности (индукции) магнитного поля вдоль канала магнитной фокусирующей системы.

Формула из обретения

Способ измерения напряженности магнитного поля в каналах магнитных фокусирующих систем, состоящий в измерении фарадеевского вращения плос- Zp кости поляризации линейно поляризованного излучения, прошедшего отрезок одномодового волоконного световода в одном и после зеркального отражения от торца световода в обрат-25 ном направлении, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения пространственного разрешения и расширения функциональных возможностей

80 4 путем измерения распределения напряженности магнитного поля, магнитную фокусирующую систему перемещают относительно отрезка световода с постоянной скоростью таким образом, чтобы торец волоконного световода проходил последовательно все точки оси канала магнитной фокусирующей системы, и непрерывно регистрируют .скорость изменения угла поворота плоскости поляризации излучения, а напряженность магнитного поля определяют по формуле напряженность магнитного поля в окрестности торца световода, глубина погружения торца световода в магнитную фокусирующую систему скорость перемещения.магнитной фокусирующей системы; постоянная Верде волоконного световода; угол поворота плоскости поляризации; время.