Устройство для измерения пространственного распределения магнитного поля

 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для установления пространственного распределения магнитного поля в осесимметричных цилиндрических объектах. Цель изобретения - повышение пространственного разрешения аксиального распределения - достигается введением полупрозрачного зеркала 4 и отражающего зеркала 6. Устройство также содержит источник 1 монохроматического излучения, коллимирующую систему 2, поляризатор 3, магнитоактивный образец 5, фоторегистратор 9, анализатор 7, проектирующую систему 8, скоростной фоторегистратор 9, индуктор 10. резиновую втулку 11. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 R 33/032

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4644406/21 (22) 30.01.89 (46) 15.04.91. Бюл, 1Ф 14 (71) Истринский филиал Всесоюзного электротехнического института им. В.И, Ленина (72) В.А. Деревщиков (53) 621.317.44(088.8) (56) Ландсберг Г.С. Оптика, М.: Наука, 1976, с. 618-620.

АвтОрское свидетельство СССР

М 1465842, кл. G 01 Н 33/02, 1989. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ

МАГНИТНОГО ПОЛЯ

„„5Q 1642413 А1 (57) Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для установления пространственного распределения магнитного поля в осесимметричных цилиндрических объектах, Цель изобретения — повышение пространственного разрешения аксиального распределения — достигается введением полупрозрачного зеркала 4 и отражающего зеркала 6. Устройство также содержит источник 1 монохроматического излучения, коллимирующую систему 2, поляризатор 3, магнитоактивный образец 5, фоторегистратор 9, анализатор 7, проектирующую систему 8, скоростной фоторегистратор 9, индуктор 10, резиновую втулку 11.

2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1642413

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для установления пространственного распределения магнитного поля в осесимметричных цилиндрических объектах, Цель изобретения — повышение пространственного разрешения аксиального распределения.

На фиг. 1 представлена структурно-функциональная схема устройства; на фиг, 2 и 3— магнитоактивный образец, примеры исполнения.

Устройство содержит (фиг. 1) расположенные последовательно по ходу луча источник 1 монохроматического излучения (лазер), коллимирующую систему 2, поляризатор 3, полупрозрачное зеркало 4, магнитоактивный образец 5 с переменной по сечению длиной в продольном направлении, отражающее зеркало б, анализатор 7, проектирующую систему 8 и скоростной фоторегистратор 9. Магнитоактивный образец

5 помещен в полость исследуемого индуктора 10 и изолирован от индуктора хлорвиниловой или резиновой втулкой 11, Образец 5 склеен из двух скошенных цилиндрических штифтов с сильно (не менее чем на порядок) отличающимися постоянными Верде. В случае, когда постоянные Верде отличаются менее чем на два порядка, половинку образца с меньшей постоянной Верде целесообразно выполнить ступенчатой(фиг. 3), чтобы уменьшить его максимальную длину.

Выбранная форма магнитоактивного образца обусловлена требованием иметь в отдельном измерении как можно более широкий и подробный набор эффективных длин вращающей среды в пределах поперечного сечения образца, чтобы получить пространственное представление о распределении магнитного поля, Удовлетворению этого требования служит также исполнение одной из половинок образца из материала, вращающими свойствами которого можно пренебречь, Возможное изменение направления светового пучка на скошенной границе двух сред с различными коэффициентами преломления предотвращается подбором коэффициента преломления оптического клея, который должен удовлетворять ля этой цели соотношению пз = п пг .

Оценка, например, для пары тяжелый флинт марки ТФ-8 — плавиковый шпат дает значение пз=1,53, равное показателю преломления канадского бальзама.

Устройство работает следующим образом, Лазерный пучок источника 1 коллимируется с помощью системы 2, После поляри5

55 затора 3 и полупрозрачного зеркала 4 пучок просвечивает образец в прямом и обратном направлениях, что обеспечивается отражением пучка от зеркала б.

Двойное прохождение пучка через образец используется для компенсации эффекта вращения плоскости поляризации в отсутствие магнитного поля, так как направления вращения при прямом и обратном прохождениях взаимно противоположны, Обратный пучок после отражения от полупрозрачного зеркала 4 анализируется анализатором 7. Для установления максимального начального уровня освещенности светового поля образца поляризатор 3 и анализатор 7 ориентированы параллельно, Торец образца фотографируется скоростным фоторегистратором. Для согласования оптической системы с фоторегистратором и увеличения масштаба используется переходная оптическая система 8 иэ двух объективов, первый иэ которых строит промежуточное изображение торца, а второй формирует параллельный пучок света, благодаря чему настроенный на бесконечность фоторегистратор строит искомое изображение на фотопленке.

В известном устройства длина образца постоянна для любого направления наблюдения. В этих условиях при аксиальной симметрии поля изолинии одинаковой интенсивности представляют собой концентрические линии, по положению которых определяется радиальное распределение поля в предположении независимости поля от продольной координаты.

В данном случае изолинии искривлены, а их форма зависит не только от радиального распределения поля, но также и от аксиального, Использование магнитооптического датчика переменной в аксиальном направлении длины позволяет за одну экспозицию определять магнитное поле в различных точках исследуемого обьекта. В рамках предположения об аксиально-плоской симметрии картины поля это дает возможность построить объемное распределение магнитного поля в пределах всего цилиндрического объема, занимаемого датчиком. Так, исслеДование распределения освещенности в азимутальном направлении для фиксированного значения радиуса с использованием закона изменения длины в азимутальном направлении, который априори известен при выбранной форме образца, непосредственно приводит к нахождению продольной зависимости поля для данного радиуса. Переходя постепенно

1642413

Составитель И.Коновалов

Техред М.Моргентал Корректор И,Муска

Редактор А,Огар

Заказ 1146 Тираж 431 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 от одного радиуса к другому и зная закон изменения длины образца s радиальном направлении, получают полный набор продольных зависимостей в пределах диапазона изменения радиуса. Путем фиксации продольной переменной из этого семейства зависимостей обеспечивается воэможность определения и радиального распределения поля для любого поперечного сечения образца, т.е, повышается пространственное разрешение по этой переменной, Для моментов времени, когда поле приближается к максимальному, а число изолиний становится значительным, необходимость фотометрирования исключается и определение индукции упрощается. В этом случае с положением каждой изолинии сопоставляют определенный угол поворота плоскости поляризации, кратный углу л /2, отсчитываемый от начального угла. Поскольку кинограмма снимается непрерывно, то при определенной частоте съемки неопределенность в общем числе линий, прошедших через рассматриваемую точку к данному моменту времени, исключается.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения пространственного распределения магнитного поля, содержащее последовательно расположенные по ходу луча источник монохроматического излучения, коллимирующую систему, поляризатор, а также образец из магнитоактивного материала, анализатор, проектирующую систему и скоростной фоторегистратор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения пространственного разрешения аксиального распределения, в него вве5 дено полупрозрачное зеркало, установленное под углом 45 к оптической оси и расположенное между поляризатором и образцом, за которым перпендикулярно оптической оси установлено дополнитель10 ное отражающее зеркало, причем анализатор, проектирующая система и скоростной фоторегистратор установлены последовательно по ходу отраженного от полупрозрачного зеркала луча, а образец из

15 магчитоактивного материала выполнен с переменной по сечению длиной в продольном направлении.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что магнитоактивный образец вы20 полнен из двух скошенных цилиндрических половинок, изготовленных из материалов с постоянными Верде, отличающимися не менее чем на порядок и соединенных друг с другом скошенными полированными пло25 скостями с помощью оптически прозрачного клея с показателем преломления, равным корню квадратному иэ произведения показателей преломления составляющих образца.

30 3. Устройство по пп. 1 и 2, о тл и ч а ющ е е с я тем, что постоянные Верде половинок, составляющих магнитоактивный образец, отличаются менее чем на два порядка, при этом половинка с меньшей по35 стоянной Верде выполнена ступенчатой.