Способ измерения неоднородностей магнитногополя

 

23ll97

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 22.11.1967 (№ 1135543/26-25) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 15.XI.1968. Бк>ллетень J¹ 35

Дата опубликования описания 21.III.1969

Кл. 421, 3/09

42с, 43

МПК G 01n

G 01с

УДК 620.1;550,838(088.8) Комитет по делаМ изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

Г. С. Ануфриев и Б. А. Мамырин

Физико-технический институт им, А. Ф. Иоффе

Заявитель

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ МАГНИТНОГО

ПОЛЯ

Известен способ измерения малых неоднородностей магнитного поля ЛН методом двух датчиков ядерно-магнитного резонанса, при котором один датчик остается неподвижным и относительно величины резонансной частоты его пробы измеряется частота сигнала второго датчика, перемещающегося по межполюсному зазору магнита.

Особенностью предложенного способа является то, что измеряют компенсационный постоянный ток в катушках Гельмгольца одного из датчиков ядерно-магнитного резонанса (ЯМР) при совмещении сигналов ЯМР на экране осциллографа, причем это совмещение осуществляют путем попеременного питания катушек Гельмгольца датчиков развертывающим током.

Это позволяет повысить точность измерений, скорость их проведения и упростить аппаратуру.

На чертеже представлена схема для реализации предложенного способа.

Схема работает при одной частоте генератора. Сигналы обоих датчиков проходят попеременно по одному тракту детектора ЯМР сигнала. Величину разности магнитных полей измеряют путем определения постоянного компенсационного тока, частоты при этом измерять не требуется, Высокочастотные катушки датчиков / и 2 включены последовательно (илп параллельно) и вместе с емкостью составляют входной колебательный контур ЯМР сигнала.

Развертывающее напряжение низкой частоты поступает от генератора 8 развертки на катушки Гельмгольца датчиков попеременно через период при помощи коммутатора 4 тока развертки. В результате такого питания

10 катушек развертки ЯМР-сигналы от двух датчиков на входе и выходе детектора 5 появл»ются попеременно через период и могут независимо проходить по одному детектирующему и уct> иBаIoщем1 zpaкту. РaanepTKа оcUилло15 графа 6, включенного на выходе детектора, срабатывает при каждом периоде развертывающего напряжения, благодаря чему оператор видит картины сигналов ЯМР дв/х датчиков на экране осциллографа одновременно.

20 Когда магнитные поля в местах расположения датчиков одинаковы (ЛН = О), центры пиков сигналов совпадают, при ЛН = 0 центры сигналов расходятся.

Если через катушки Гельмгольца одного из

25 датчиков кроме переменного тока развертки пропустить постоянный компенсирующий ток, то при ЛН ф 0 можно совместить центры сигналов, так как дополнительное постоянное магнитное поле (ЛН ), создаваемое компенсп30 рующим током, можно сделать равным — ЛН.

231197

Предмет изобретен ия

Тсхрсд Т. П. Курилко Корректор А. П. Татариицева

Редактор И. С. Грузова

Заказ 310/!5 Тираж 530 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д, 4

Типография, пр. Сапунова, 2

При выполнении равенства ЛН = — ЛН, т. е. при совмещении центров пиков сигнала ЯМР, по величине компенсационного тока легко измерить ЛН вследствие того, что они линейно пропорциональны друг другу.

При колебаниях общего уровня поля, без изменения его профиля, А,Н практически не меняется (например, прп колебаниях общего

ЛН„ ЛН уровня на величину " = 10 и если

Но Но

ЛН

=10 изменения, вызванные изменением

Но поля Нз, будут порядка 10 >0), так как величина компенсационного тока пропорциональна только абсолютной величине ЛН. Следовательно, малые колебания общего уровня поля, которые наблюдаются даже при высокой степени стабилизации, в том числе и в постоянных магнитах, не будут влиять на точность измерения малых неоднородностей магнитного поля. Погрешность отсчета компенсационного

ЛН тока до 10 а позволяет при = 10 измеНо

ЛН рять с погрешностью порядка 10 а.

Но

После предварительной градуировки системы (замер разности частот, соответствующей наибольшему значению компенсационного тока) какие-либо измерения частоты не требуются. Процедура замера ЛН сводится к повороту ручки регулятора компенсационного тока до совмещения центров сигналов двух датчиков на экране осциллографа и отсчету

ЛН по шкале прибора, измеряющего установленный компенсационный ток.

Проведенные эксперименты показали возможность снятия подробной карты магнитного поля с помощью предлагаемой схемы за время порядка нескольких десятков минут, в то вре5 мя как при работе с двумя независимыми измерениями частот приходится затрачивать для получения той же информации (по числу точек) практически полный рабочий день.

При работе с магнитом, в котором нет су10 перстабилизации магнитного потока, предлагаемый метод позволяет измерять малые неоднородности магнитного поля с погрешностью 10 т от среднего значения поля в зазоре магнита (высокочастотный генератор в этом

15 случае не стабилизироиан кварцем).

20 Способ измерения неоднородностей магнитного поля методом двух датчиков сигналов ядерно-магнитного резонанса при включении высокочастотных катушек датчиков в один колебательный контур с использованием сов25 мещения сигналов ядерно-магнитного резонанса на экране осциллографа, отличающийся. тем, что, с целью повышения точности, увеличения скорости проведения измерений и упрощения аппаратуры, измеряют компенсацион30 ный постоянный ток в катушках Гельмгольца одного из датчиков ядерно-магнитного резонанса при совмещении сигналов ядерно-магнитного резонанса на экране осциллографа, причем это совмещение осуществляют путем

35 попеременного питания катушек Гельмгольца датчиков развертывающим током.