Способ измерения индукции магнитного поля

 

Изобретение может быть использовано , например, в геофизике, океанологии , медицине. Перемещают в измеряемом магнитном поле относительно приемного контура квантового интерферометра тело, изменяющее пространственное распределение магнитного потока (МП), Регистрируют положение тела относительно приемного контура квантового интерферометра по крайней мере в четырех точках, не лежащих в одной плоскости. По изменению МП в приемном контуре квантового интерферометра, координатам положения тела, его размерам и магнитной проницаемости вычисляют модуль и вектор индукции магнитного поля. Способ имеет расширенные функциональные возможности. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 G 01 3, 33/035

В, " i+ r

1 " gn !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

C "

l М 1

1 !

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4104241/24-21 (22) 05.09.86 (46) 23.06.88. Бюл. У 23 (72) А.В.Силантьев и H.È.Àëåêñååâ (53): 621.317.44 (088.8) (56) Слабая сверхпроводимость. Квантовые интерферометры.и их примене". .ние./Под ред. Б.Б.Шварца и С.Фонера.—

М.: Мир, 1980, с.204..

Известия вузов. Физика, 1984 ° Р 2 ° с. 49. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ИНДУКЦИИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ (57) Изобретение может быть использовано, например, в геофиФике, океаноI

ÄÄSUÄÄ 1404993 А1 логии, медицине. Перемещают в измеряемом магнитном поле относительно приемного контура квантового интерферометра тело, изменяющее пространственное распределение магнитного потока (MII) Регистрируют положение тела относительно приемного контура квантового интерферометра по крайней мере в четырех точках, не лежащих в одной плоскости. По изменению МП в приемном контуре квантового интерферометра, координатам положения тела, его размерам и магнитной проницаемости вычисляют модуль и вектор индукции магнитного поля. Способ имеет расширенные функциональные возможности. 1 ил.

1404993

J (R 13 (е о pep) Кэ (3) где N; (Х;,Y,,Z; ) = (к а11

Х

Кз е интеграл, характеризующий форму приемного контура и положение тела относительно контура 2

40 4 i (е Рх (1 х з 1х1 )+р (1у4 чi +»(Nz

Изобретение относится к магнитометрии и может быть использовано в медицине, например, при снятии маг— нитоэнцефалограмм, геофизике и.океанологии для измерения магнитного поля Земли, физике твердого тела при исследовании магнитных свойств вещества, а также для поиска магнитных аномалий. 1О

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей, путем измерения модуля и вектора индукции.

На чертеже представлена схема измерения вектора и модуля магнитной индукции..

Способ состоит в том, что если в однородное магнитное поле Н,, модуль и вектор которого необходимо измерить, внести тело 1, например сверх- 20 проводящий шар радиусом Ф, то распределение поля вне шара можно рассматривать как суперпозицию внешнего однородного поля Н и поля шара:

3(p R) К

Н ш Rs R аэ где р

Й, — магнитный момент тела;

К вЂ” расстояние от центра .шара до точки наблюдения.

Для несверхпроводящего шара с магнитной проницаемостью ц, магнитный момент равен:

Р -(4e

Р = - — -- а Н,, pi+2 på где р — магнитная проницаемость среды.

Если в плоскости ХОУ в измеряемом поле расположить приемный контур квантового интерферометра 2, то в магнитный поток через контур вклад даст только одна компонента магнитного поля

Н = Н +

3(р R)Z (1) ее 02 R+ R>

Из уравнения (1) видно, что вели- 50 чина Не зависит от всех компонент вектора р, следовательно, и магнитный поток, пронизывающий приемный контур, также зависит от всех компонент момента р.

Индукция поля, таким образом, описывается следующий выражением: (й К

В = v, (H+rot - --) R=r -r (2)

Кз 9 1 1 где r, — радиус-вектор точки наблюдения, проведенный из начала системы координат;

- r — радиус-вектор центра шара, проведенный из начала системы координат.

Проинтегрировав выражение (2) по контуру приемного контура, можно получить выражение для магнитного потока через контур б

Для измерения поля предлагаемым способом необходимо зафиксировать положение тела относительно приемного контура не менее чем в четырех точках пространства, не лежащих на одной плоскости. В указанных точках определяют значение потока через приемный контур:

Р, = е(Не S+pNi (Х1 у У, ю Z()); 3 = ле не Б+РИ (Хз х Уз ю Zs)) х еГНе Б+РМ (Хд х Yo s Z4H х

К вЂ” радиус-вектор из центра шара к элементу dl; приемного контура;

Х, Y Z — координаты центра шага.

p. N; (XóУ9Z) =p„N< (X;Y;Z) +p N (XÔY1Z)

Поскольку квантовый интерферометр регистрирует изменение поля, то можно записать следующие выражения для изменения потока:

1404993

Решив эти уравнения и определив

1 р р У

Ь!

p = р е

11гг 12!

N;з-N„

N -И г

23 2! 124 112 гг г! гз г!

Е4 2! где

Формула изобретения

10 г ф — Ф

15 можно вычислить вектор и модуль индукции магнитного поля для тела 1 в виде сверхпроводящего шара из выраже- 20 ния

2 !че

В = — --р о аз для несверхпроводяще го шара

25 р - 0 а

Таким образом определяется модуль и вектор индукции постоянного и переСоставитель А.Сазонов

Т е хр ед М. Дидык КоРРектоР Н.Король

Редактор B.Ïåòðàø

Заказ 3100/50 Тираж 772 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

1!1 хг 1!1 х !1хз Nx! . N x y !1 х г- ф!

Р -Ф!

N xz 1!1х

Nxb -Nx! !1х 1!1 х хг -1!1х!

1! хг х!

Nx4 N x!

Ьг 1

11! е

И, -Иу!

Nvs Nv<

Nv+ 1!1ч м 1ч!

N„, - 1„! 1ч+ 1 !! ф — !Р!

Ф,-ф, Ф,-ф, 1!1 г 1 !!

N 3 4 11 !! менного магнитного поля ° При этом время перемещения тела 1 при измерении переменных полей должно быть значительно меньше периода колебаний измеряемого поля.

Способ измерения индукции магнитного поля, включающий перемещение в измеряемом магнитном. поле относительно приемного контура квантового интерферометра тела, изменяющего пространственное распределение магнитного потока, о т,л и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем измерения модуля и вектора индукции, регистрируют положение тела относительно приемного контура квантового интерферометра яо крайней мере в четырех точках, не лежащих в одной плоскости, и по изменению магнитного потока в приемном контуре квантового интерферометра, измеренным координатам положения тела, его размерам и магнитной проницаемости вычисляют модуль и вектор индукции магнитного поля.