Градиометрический датчик

 

Изобретение касается магнитных измерений и может быть использовано при исследованиях вариаций пространственных градиентов магнитных полей, например биологического происхождения. Цель изобретения - повышение помехозащищенности датчика в области высоких частот. Устройство содержит по крайней мере две соосные катушки с витками из сверхпроводящего провода (например, три катушки 1-3), закрепленные на полом держателе 4 из градиента. Выполнение держателя 4 из градиента обеспечивает фильтрацию высокочастотных помех, что существенно улучшает отношение сигнал/шум градиометрического датчика по сравнению с прототипом. Выполнение держателя полым уменьшает частотную зависимость баланса градиометрического датчика. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1597808 А1 (51) 5 G 01 R ЗЗ/035

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A BTGPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4364037/24-21 (22) 15.01.88 (46) 07.10.90. Бюл. № 37 (71) И нститут радиотехники и электроники АН СССР (72) Ю. Е. Журавлев и А. Н. Матлашев (53) 621. 317 (088. 8) (56) 1. Phys Е. Sci Instrum, ч 11, 1978, р. 297-298, (54) ГРАДИОМЕТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК (57) Изобретение касается магнитных измерений и может быть использовано при исследованиях вариаций пространственных градиентов магнитных полей, например биологического происхождения. Цель изобретения — повышение помехозащищенности датчика в области высоких частот. Устройство содержит по крайней мере две соосные катушки с витками из сверхпроводящего провода (например, три катушки 1 — 3), закрепленные на полом держателе 4 из градиента. Выполнение держателя 4 из градиента обеспечивает фильтрацию высокочастотных помех, что существенно улучшает отношение сигнал/шум градиометрического датчика по сравнению с прототипом. Выполнение держателя полым уменьшает частотную зависимость баланса градиометрического датчика. 1 ил.

1597808

Формула изобретения

Составитель Г. Клитотехнис

Редактор С. Патрушева Техред А. Кравчук Корректор И. Муска

Заказ 3053 Тираж 569 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат «Патент», r Ужгород, ул. Гагарина, 101

Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано при исследованиях вариаций пространственных градиентов магнитных полей, например биологического происхождения.

Цель изобретения — повышение помехозащищенности в области высоких частот.

На чертеже приведен градиометрический датчик, например для симметричного градио гп метра второго порядка

Устройство состоит из трех соосных катушек 1 — 3, закрепленных на держателе 4 из графита. Форма держателя может быть произвольная, например, он может иметь форму призмы или цилиндра с круглым или эллиптическим поперечным сечением. Держатель может быть выполнен в виде сплошного стержня, однако более предпочтительно выполнять его в виде трубки, как показано на фиг. 1. Катушка 1 содержит один или несколько (N) витков из ниобиевого провода, закрепленных в нижней части держателя. Катушка 2 состоит из 2N витков закрепленных на держателе в средней части.

Катушка 3 закреплена на держателе в верхней части и содержит такое же количество витков, как и катушка 1. Направление намотки катушки 2 противоположно направлению намотки катушек 1 и 3. Расстояние между центрами катушек 1 и 2 является базовым и равно расстоянию между центрами катушек 2 и 3. Закрепление провода может осуществляться с помощью

V-образной резьбовой канавки, нанесенной по всей поверхности графитового держателя.

Дополнительное закрепление может производиться в местах переходов подводящих проводов в витки с помощью муфты, образованной застывшей каплей нитроцеллюлозного клея. Подводящие провода плотно без зазора скручены с равномерным шагом скрутки. Градиометрический датчик подключен к входной катушке СКВИДа.

Принцип действия градиометрического датчика основан на его свойстве пространственной дискриминации сигналов. Сигналы источников, расположенных на расстоянии, сравнимом с базовым, создают сильно неоднородное распределение магнитного поля, поэтому в нижней катушке 1 индуцируется больший сигнал, чем в катушке 2. Удаленные источники помехи характеризуются более однородным распределением поля и создают в катушке 2 сигнал, близкий к сумме сигналов в катушках 1 и 3. Степень подавления помех определяется балансом градиометрического датчика, который определяется степенью равенства площадей всех витков, точностью их взаимного расположения, а также точностью изгибов и скруток подводящих проводов.

При использовании графитового держателя благодаря тому, что коэффициент температурной деформации графита близок к тому же параметру для провода из ниобггя, взаимное расположение закрепленных на держателе витков остается неизменным при охлаждении системы до температуры жидкого гелия.

Графит имеет металлический тип проводимости, однако величина удельной проводимости для него существенно меньше, чем для чистых металлов. Это обстоятельство позволяет использовать графитовыи держатель градиометрического датчика в качестве распределенного фильтра низких частот.

Вихревые токи, индуцированные в графите, при изменении внешних магнитных полей будут экранировать соответствующие токи, индуцированные в витках датчика. Частотная зависимость баланса датчика и возникновение дополнитеЛьного шума за счет флуктуирующего тока снижены путем выполнения графитового держателя в виде тонкостенного профиля.

1. Градиометрический датчик, содержащий и (где n=2,3,...) соосных катушек из сверхпроводящего провода, закрепленных на держателе, отличающийся тем, что, с целью повышения помехозащищенности датчика в области высоких частот, держатель выполнен из графита.

2. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что, с целью уменьшения частотной зависимости баланса датчика, держатель выполнен полым.