Способ локализации источника магнитного поля дипольной модели



Способ локализации источника магнитного поля дипольной модели
Способ локализации источника магнитного поля дипольной модели

 


Владельцы патента RU 2521134:

Закрытое акционерное общество "МЕРА" (RU)

Предложен cпособ локализации источника магнитного поля дипольной модели. В способе одновременно измеряют приращения индукции магнитного поля между опорной точкой и точкой на каждой полуоси системы координат и измеряют расстояния между точками. Определяют по результатам измерений искомые радиус-вектор до источника и его магнитный момент. Опорную точку совмещают с центром системы координат, размер базы каждого приращения повышают до конструктивно удобного предела, при этом все искомые величины определяют численно без обращения к измерениям градиента. Техническим результатом является повышение точности и дальности локализации источника магнитного поля. 2 табл., 2 ил.

 

Изобретение относится к области определения координат местоположения скрытых ферромагнитных объектов, от подводных лодок и неразорвавшихся боеприпасов (бомб, снарядов, донных мин) до зарытых единиц стрелкового оружия (винтовка, автомат, пистолет) и т.д.

Многие сосредоточенные источники магнитного поля можно аппроксимировать (точечным) диполем с магнитным моментом М=Mm, где М - модуль магнитного момента, m - единичный вектор направления магнитного момента. Различают задачи обнаружения, пеленгации и локализации (неподвижного или движущегося) диполя по параметрам его магнитного поля, измеренным в одной или нескольких точках наблюдения. При локализации определяют радиус-вектор X=Rn, где R - модуль расстояния, n - единичный вектор направления или координаты вектора X в системе координат наблюдения. При пеленгации определяют единичный вектор направления n или направляющие косинусы углов его в системе координат наблюдения. При обнаружении определяют факт наличия неоднородного магнитного поля на фоне поля Земли.

Первое решение задачи пеленгации в явном виде по градиенту вектора дипольной индукции получил C.Frahm [W.M.Wynn а.о. Advanced Superconducting Gradiometer/Magnetometer Arrays and a Novel Signal Processing Technique // IEEE Transactions on Magnetics, vol. MAG-11, no.2, March 1975. P.701-707]. Решение было неоднозначным. Оно включало 4 направления, одно из которых было истинным, остальные три - ложными. Вместе с тем решение Frahm'a оставалось нераскрытым.

Первое решение задачи локализации в явном виде получил T.Kolbenhayer [Prispevok krieseniu obratenej magnetometrickey ulohy predipol // Banickey listy. 1976. #4 31-35 (Реферативный Журнал Геология. 1980. №12. C.20)] по заданным вектору и градиенту вектора дипольной индукции, опираясь на теорему Эйлера для однородных функций. Однако решение Kolben-hayer'a оказалось неустойчивым к ориентации искомого диполя.

Затем в работе [В.Г.Семенов. Решение обратной задачи для источника физического поля дипольной или квадрупольной модели // Методы и средства точных магнитных измерений / Сб. научных трудов НПО «ВНИИМ им. Д.И.Менделеева». 1980. С.3-19] в результате решения в общем виде характеристического уравнения для градиента решение Фрама было упрощено:

n i = ± ( λ 2 λ 1 ) 1 / 2 u 2 ± ( λ 1 λ 3 ) 1 / 2 u 3 ( λ 2 λ 3 ) 1 / 2

m i = ± ( λ 2 λ 1 ) 1 / 2 ( 5 λ 1 + λ 2 λ 3 ) u 2 ± ( λ 1 λ 3 ) 1 / 2 ( 5 λ 1 + λ 3 λ 2 ) u 3 2 N ( λ 2 λ 3 ) 1 / 2 ( 1 )

N = 3 μ 0 M 4 π R 4 = ( λ 1 2 λ 2 λ 3 ) 1 / 2

где ni, mi - единичные направления искомых радиус-вектора i=1, 2, 3, 4 - индекс пары решений;

λ1, λ2, λ3 и u2, u3 - собственные числа (λ2≥λ1≥λ3) и векторы матрицы (3×3) градиента индукции дипольного поля в точке наблюдения D;

N - скалярная интенсивность градиента D;

µ0 - магнитная постоянная;

М - значение магнитного момента искомого источника;

R - расстояние до искомого источника от точки наблюдения.

Таким образом, если в произвольной точке измерен градиент индукции D, то стандартными методами определяют его собственные числа и векторы, затем по (1) находят единичное направление на искомый диполь, направление его магнитного момента, а также отношение величин М к R4 (но не сами эти величины). Решение (1) неоднозначно (одно какое-то из 4 - истинное, остальные 3 - ложные).

Там же [1980] получено однозначное и устойчивое решение задачи локализации в виде

X = 3 ( D + λ 1 I ) B / λ 2 λ 3 ( 2 )

где В - вектор индукции дипольного поля в точке наблюдения.

Позднее для (1) и (2) были выведены выражения СКО погрешностей пеленгации σn и локализации σх [В.Г.Семенов и А.Я.Зайончковский. Сравнительный анализ градиентных методов локализации источников магнитного поля дипольной модели. Сб. научных трудов «Создание средств измерений для метрологического обеспечения прецизионных нанотесламетров». ВНИИМ им. Менделеева. Л-д. 1988 г. С.56-67].

σ n = 4 π R 4 σ B 1 3 μ 0 M L ( 43 ϕ 2 + 38 ) 1 / 2 2 ( 5 ϕ 2 + 4 ) 1 / 2 ( 1 ϕ 2 ) 1 / 2 ( 3 )

σ x = 4 π R 5 3 μ 0 M 3 1 / 2 ( 1 + ϕ 2 ) ( 2 ( 2 ϕ 2 + 1 ) σ B 1 2 L 2 + 3 ( 7 ϕ 2 + 2 ) σ B 2 2 R 2 ) 1 / 2 ( 4 )

где φ=m·n; σ B 1 - СКО погрешностей измерения компоненты приращения дипольной индукции; σ B 2 - СКО погрешностей измерения компоненты дипольной индукции; L - база градиентометра.

Выражения (3) и (4) были перепроверено компьютерным моделированием [Ю.М.Иванов и В.Г.Семенов. Оценки погрешностей пеленгации и локализации источника магнитного поля дипольной модели // Измерительная техника №5. 2008. С.30-35 и №7. 2008. С.72].

Из выражения (3) следует, что метод пеленгации (1) расходится в окрестности φ2≈1, это обстоятельство осталось незамеченным в работе [1980].

Выражение СКО (4) состоит из двух слагаемых, зависящих от σ B 1 и σ B 2 . В работе [Р.Б. Семевский и др. Специальная магнитометрия. СПб. Наука. 2002. С.36 и 37] приводятся освоенные уровни СКО для компонентных первичных преобразователей σ B 1 = 2 10 11 T и σ B 2 = 2 10 10 T . То есть σ B 2 в 30 раз хуже σ B 1 , что авторы [2002] объясняют недостаточной точностью учета вариаций магнитного поля Земли. Отсюда следует, что участие вектора дипольной индукции В в (2) серьезно ограничивает точностные возможности и перспективы метода локализации (2). Поэтому была предпринята попытка добавить к методу пеленгации (1) измерение приращения (разности) вектора В на увеличенной базе ΔВ и обратить метод пеленгации (1) в метод локализации [Иванов Ю.М., Семенов В.Г. Способ локализации магнитного диполя. Патент РФ №2456642 от 20.07.2012 г.]. Частично попытка удалась. Компьютерное моделирование способа локализации [2012] дало результаты, сопоставимые по точности с методом (2), причем в отличие от (2), способ [2012] позволял осуществить локализацию в движении. Однако способ [2012] не дал заметного запаса в точности и дальности локализации в сравнении с методом (2). Дело в том, что способ [2012] объединял решение в явном виде по градиенту D (относительно ni, mi) и численное решение по приращению ΔВ (относительно расстояния R). Первое требовало уменьшения базы градиента, второе - увеличения расстояния между опорной точкой и точкой градиента. Это противоречие явилось причиной дополнительного ограничения точности и дальности локализации по способу [2012].

Способ [2012] выбран в качестве прототипа заявляемого способа по совокупности существенных признаков, наиболее близких к нему.

Известный способ локализации источника магнитного поля дипольной модели включает одновременные измерения приращений (разностей) индукции магнитного поля между удаленной опорной точкой и точкой на каждой полуоси системы координат, а также измерение расстояний между этими точками и определение по результатам измерений искомых радиуса-вектора до источника и его магнитного момента.

Причиной, препятствующей достижению указанного ниже технического результата для известного способа, является то, что известный способ основан на измерении градиента, что по определению предполагает ограничения размера баз приращений в зоне измерения градиента.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении точности и дальности локализации.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в возможности повышения базы каждого приращения до конструктивно удобного предела ради повышения точности и дальности локализации.

Указанный технический результат достигается тем, что заявляемый способ локализации источника магнитного поля дипольной модели, включающий одновременные измерения приращений индукции магнитного поля между опорной точкой и точкой на каждой полуоси системы координат, а также измерение расстояний между точками и определение по результатам измерений искомых радиус-вектора до источника и его магнитного момента, отличается тем, что опорную точку совмещают с центром системы координат, размер базы каждого приращения повышают до конструктивно удобного предела, при этом все искомые величины определяют численно без обращения к измерениям градиента.

На Фиг.1 изображена схема реализации заявляемого способа.

На Фиг.2 изображена схема реализации известного способа.

На Фиг.1 изображена система 7 жестко связанных трехкомпонентных или модульных датчиков магнитного поля В12, В3, В4, В5, В6, В0, предназначенных для измерения 6 приращений индукции магнитного поля В10, В20, В30, В40, В50, В60 относительно центра системы координат 0, в которой размещен опорный датчик В0.

На Фиг.2 изображены 7 конструктивно жестко связанных трехкомпонентных датчиков магнитного поля, предназначенных для измерения 6 приращений индукции магнитного поля относительно опорного датчика, размещенного в удаленной точке 01. Разности пар Â 10 1 20 1 = Â 12 ; Â 30 1 40 1 = Â 34 ; Â 50 1 60 1 = Â 56 служат для организации измерения градиента индукции магнитного поля в точке 0. Среднее ( Â 10 1 + Â 20 1 + Â 30 1 + Â 40 1 + Â 50 1 + Â 60 1 ) / 6 = B 00 1 служит для измерения приращения индукции магнитного поля между точками 0 и 01.

Заявляемый способ действует следующим образом. Измеряют расстояния между точками 1 и 0, 2 и 0, 3 и 0, 4 и 0, 5 и 0, 6 и 0 и выражают каждое из 6 приращений дипольной индукции через измеренное (известное) расстояние между соответствующими точками и неизвестный радиус-вектор X, и неизвестный магнитный момент М f1(X, M)…f6(X, M) измеряют (синхронно) все приращения В10…В60 и составляют систему нелинейных уравнений В10=f1(X, M)…B60=f6(Х, М), которую решают одним из численных методов, для которых в пакете МАТЛАБ составлены универсальные программы, например методом наименьших квадратов.

Таким образом, заявляемый способ основан на измерении приращения (разности) в строгом смысле этого слова и не содержит операций явного решения, связанных с измерением градиента, что характерно для известного способа. (Градиент - понятие точечное, приращение - двуточечное). В известном способе нельзя увеличивать базы 1 и 2…5 и 6, так как градиент по определению требует малую базу (в пределе стремящуюся к нулю), но базу 001 увеличивать необходимо для повышения размера приращения B 00 1 . Последнее снижает компактность системы датчиков известного способа.

Поскольку заявляемый способ основан на измерениях приращений индукции в строгом смысле, он позволяет оптимизировать базы, выбирать их малыми, средними или большими, одинаковыми или разными, в зависимости от конструктивных особенностей носителя системы датчиков, либо оптимизировать базы из условия обеспечения максимальной точности при том или другом расстоянии локализации магнитного источника.

Заявляемый способ проверен (в сравнении с известным) с помощью компьютерного моделирования локализации с оценкой граничной (при доверительной вероятности 0.997) погрешности локализации (средней на компоненту)

ρ x = ( 3 σ x + Δ x ) / 3 ( 5 )

где σх - СКО локализации; Δх - оценка погрешности среднего.

Оценки (5) рассчитаны для заявляемого и известного метода при освоенном уровне СКО компонентных датчиков в режиме измерения приращений σ B 1 = 2 10 11 T [Семевский и др. 2002], для модульных датчиков σ B 2 = 2 10 12 T при локализации двух типов объекта. Результаты расчета представлены в таблицах 1 и 2. В правых столбцах таблиц указаны предельные расстояния локализации Rпр.

Таблица 1
Оценки погрешности ρх (5) локализации объекта с моментом М=105·(0.2 0.7 0.686)Ам2 при Х=(-15 200…900 30)м
Х(2), м 200 400 600 800 Rпр, м
Способ База, м Тип датч. ρx, м
Извест. 12/24 3-комп. 46+4=50 - - - ~260
6 3-комп. 15+1=16 - - - ~320
модульн. 16+15=31 79+16=95 - - ~500
Заявл. 12 3-комп. 7.5+0.1=7.6 179+16=195 - - ~400
модульн. 13+7=20 67+4=71 247+11=258 - ~620
24 3-комп. 3.6+0.03=3.6 97+5=102 - - ~470
модульн. 4+1=5 54+7=61 125+3=128 378+13=401 ~800
Таблица 2
Оценки погрешности ρх (5) локализации объекта с моментом М=0.8·(0.2 0.7 0.686)Ам2) при Х=(-0.7 1 4…10)м
Х(3), м 4 6 8 10 Rпр, м
Способ База, м Тип датч. Рх>и
Извест. 0.75/1.5 3-комп. 1+0.5=1.5 - - - ~5.1
Заявл. 0.375 3-комп. .11+.006=0.12 .75+.03=0.78 3.8+3=4.1 - ~8
модульн. .17+.78=0.95 .29+1.5=1.8 - - ~6.7
0.75 3-комп. .055+.00=0.055 .37+.00=0.37 1.5+.04=1.6 - ~9.3
модульн. 0.05+.76=0.81 .19+1.4=1.6 0.9+1.8=2.7 1.3+2.8=4.1 ~11.8
1.5 3-комп. .026+.00=0.27 .18+.00=0.18 .72+.02=0.74 2.24+. 16=2.4 ~10.6
модульн. .07+.8=.87 .1+1.6=1.7 .7+2.5=3.2 2.4+2.7=5.1 ~10

Отметим, что время счета одного цикла локализации по заявляемому способу лежит в пределах 0.1-2 с.

Как видно из таблиц, с повышением расстояния (за счет роста Х(2) или Х(3)) оценки погрешностей нарастают лавинообразно. Предельные расстояния Rпр определены как расстояния, при которых соответствующие оценки погрешности достигают половины соответствующего значения Х(2) или Х(3).

Приведенные в табл.1 и 2 данные позволяют сделать главный вывод: заявляемый способ лучше известного по точности и дальности локализации даже при меньшей базе, не говоря уже о равной или большей базах.

Особенность заявляемого способа, в отличие от известного, заключается в том, что его точность и дальность улучшается с повышением размера базы.

Сравним особенности локализации с помощью трехкомпонентных и модульных датчиков. Особенность модульных датчиков состоит в том, что они точнее, но менее информативны, чем трехкомпонентные, так как являются по сути однокомпонентными приборами. Поэтому локализация с помощью модульных датчиков зависит от измерительной ситуации, то есть от расположения локализуемого объекта и от ориентации его магнитного момента. Для них эта ситуация может оказаться благоприятной или неблагоприятной. Например, условия табл.1 оказались благоприятными и модульные датчики на расстояниях более 200 м дали лучшие результаты, чем трехкомпонентные, а условия табл.2 оказались неблагоприятными и модульные датчики уступили трехкомпонентным на всех расстояниях. Отметим также, что на 200 м (см. табл.1) модульные датчики даже при благоприятной ситуации проигрывают по точности локализации трехкомпонентным. (Трехкомпонентные датчики почти не зависят от измерительной ситуации).

В заключение добавим, что локализация также возможна, если использовать не 6 приращений (см. Фиг.2), а меньше 5…2 (любых трехкомпонентных) приращений, но тогда снижаются точность и дальность локализации и появляется заметная зависимость точности от измерительной ситуации.

Способ локализации источника магнитного поля дипольной модели, включающий одновременные измерения приращений индукции магнитного поля между опорной точкой и точкой на каждой полуоси системы координат, а также измерение расстояний между точками и определение по результатам измерений искомых радиус-вектора до источника и его магнитного момента, отличающийся тем, что опорную точку совмещают с центром системы координат, размер базы каждого приращения повышают до конструктивно удобного предела, при этом все искомые величины определяют численно без обращения к измерениям градиента.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к инвазивным медицинским устройствам. Медицинский зонд содержит вводимую трубку, имеющую продольную ось и дистальный конец, дистальный кончик, расположенный на дистальном конце вводимой трубки и сконфигурированный для введения в контакт с тканью тела, стык, который соединяет дистальный кончик с дистальным концом вводимой трубки, и датчик стыка, заключенный внутри зонда, для распознавания положения дистального кончика относительно дистального конца вводимой трубки, причем датчик стыка содержит первый и второй подузлы, которые расположены внутри зонда на противоположных соответствующих сторонах стыка, и каждый подузел содержит один или более магнитных измерительных преобразователей.

Изобретение относится к средствам для обеспечения жизнедеятельности инвалидов по зрению, а именно предназначено для получения информации и облегчения ориентации незрячих людей в пространстве.

Изобретение относится к поверке магнитоизмерительных систем, в том числе предназначенных для поиска ферромагнитных объектов, без демонтажа входящих в систему магнитометрических средств.

Изобретение относится к феррозондовым навигационным магнитометрам и может быть использовано для измерения трех ортогональных компонент вектора индукции магнитного поля Земли.

Изобретение относится к датчиковому устройству измерения магнитного поля. Датчиковое устройство измерения магнитного поля содержит датчиковую часть, которая включает в себя магнитоимпедансное устройство, имеющее магнитную аморфную структуру; стержневую часть сердечника, которая направляет магнитное поле к магнитной аморфной структуре и расположена в продольном направлении относительно магнитной аморфной структуры; и средство подавления магнитного поля, которое создает корректирующее магнитное поле, которое подавляет магнитное поле окружающей среды, обусловленное земным магнетизмом, входящее в магнитную аморфную структуру.

Изобретение относится к учебным приборам и может быть использовано в лабораторном практикуме в высших и средних специальных учебных заведениях по курсу физики для изучения и углубления знаний физических законов и явлений.

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и предназначено для измерений магнитного поля надводного или подводного объекта при наладке его системы электромагнитной компенсации.

Изобретение относится к области измерения параметров магнитного поля конструкций из ферромагнитного материала, например корпуса судна. .

Изобретение относится к области измерительной техники и твердотельной электроники и может быть использовано при создании миниатюрных датчиков магнитного поля для применения в магниточувствительных электронных микросистемах управления приводами, бесконтактных переключателях, дефектоскопии, при создании мобильных магнитолокаторов наземного воздушного и космического базирования и аппаратуры навигации.

Изобретение относится к феррозондовым навигационным магнитометрам и может быть использовано для измерения трех ортогональных компонент вектора индукции магнитного поля Земли и выдачи сигналов, пропорциональных измеренным компонентам, в виде цифрового кода.

Изобретение относится к измерительной технике и представляет собой способ измерения напряжённости постоянного магнитного поля. Способ заключается в том, что конденсатор, диэлектриком которого является магнитострикционно-пьезоэлектрический композит, помещают в измеряемое постоянное магнитное поле, прикладывают заданное переменное магнитное поле и измеряют разность соседних амплитуд выходного гармонического сигнала, которая равна произведению напряжённости постоянного магнитного поля на величину, характеризующую чувствительность структуры. 1 табл., 3 ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, представляет собой магнитометр и может использоваться для измерения напряженности магнитного поля. Магнитометр содержит зонд с нелинейной магнитной восприимчивостью, являющийся сердечником соленоида и выполненный в виде проволоки из сверхпроводника второго рода, уложенной змейкой так, чтобы направления тока в соседних звеньях проволоки были противоположны. Техническим результатом изобретения является повышение порога чувствительности магнитометра до уровня 10-15 Тл в полосе 1 Гц. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и представляет собой дифференциальный датчик постоянного магнитного поля. Датчик состоит из конденсатора, диэлектриком которого является магнитострикционно-пьезоэлектрический композит, помещенный между катушками Гельмгольца, создающими заданное переменное магнитное поле. При помещении датчика в измеряемое постоянное магнитное поле в магнитострикционной фазе композита возникают механические напряжения, которые передаются в пьезоэлектрическую фазу, в результате чего на обкладках конденсатора возникает разность потенциалов, представляющая собой сумму двух сигналов - с обычной частотой, величина которого пропорциональна произведению напряженностей постоянного и переменного магнитного полей, и с удвоенной частотой, величина которого пропорциональна квадрату напряженности переменного магнитного поля, и измеряют разность соседних амплитуд выходного гармонического сигнала, которая равна произведению напряжённости постоянного магнитного поля на величину, характеризующую чувствительность структуры. Использование предлагаемого датчика позволяет повысить чувствительность измерений и улучшить помехоустойчивость при измерении. 1 табл., 3 ил.

Группа изобретений относится к области магнитных микро- и наноэлементов, представляет собой магнитный элемент для контроля параметров магнитной структуры типа «вихрь», который может быть использован как основа для создания магниторезистивной памяти с произвольной выборкой, а также способ такого контроля, применимый для диагностики наноматериалов. Сущность изобретения: на подложке из кремния формируют магнитный элемент из двух ферромагнитных дисков разного диаметра, асимметрично размещенных друг на друге и разделенных прослойкой из немагнитного материала, имеющей форму диска. Размеры магнитного элемента таковы, что в большом диске в отсутствие индуцированного магнитного поля формируется вихревое состояние, а в малом диске - однодоменное. Такое исполнение магнитного элемента позволяет создать асимметричную конфигурацию магнитной структуры, что является необходимым условием для контроля параметров вихря при его формировании в большом диске, и дает возможность контролировать хиральность вихря, образованного в большом диске, и направление намагниченности в малом диске. Это достигается при приложении магнитного поля под углами 0, 90, 180 или 270 градусов относительно оси, соединяющей центры дисков. В зависимости от угла приложения магнитного поля в большом диске формируется вихревое состояние с определенной хиральностью, а в малом - однодоменное состояние с контролируемым направлением намагниченности. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 пр.

Изобретение относится к сенсорному устройству с сенсором и устройством для сигнальной обработки. Технический результат - надежное распознавание манипулирования с магнитом. Сенсорное устройство (1'; 1”) содержит сенсор(10; 10') и устройство (11'; 11”) для сигнальной обработки сигнала (US; IS) сенсора, причем сенсор вырабатывает сигнал сенсора в зависимости от величины магнитного поля, и устройство содержит первый блок (110') сравнения, причем блок сравнения сравнивает сигнал сенсора с по меньшей мере одним пороговым значением (S1, S2) и в зависимости от него вырабатывает сигнал (U_OUT) импульсного датчика с первым или вторым значением, устройство (11'; 11”), кроме того, для распознавания попытки манипулирования содержит второй блок (120) сравнения, который сравнивает сигнал сенсора с заданным рабочим диапазоном (АВ) и инициирует сигнал (MS) манипуляции, если значение сигнала (US; IS) находится вне рабочего диапазона (АВ). 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой устройство для определения параметров магнитного поля и может применяться для определения коэффициента ослабления модуля индукции магнитного поля в экранируемых рабочих объемах, а также в объемах с активной компенсацией геомагнитного поля. Устройство содержит два магнитометра, измеряющих магнитное поле внутри и снаружи экранированного объема соответственно, синхронизированные сигналы с которых через соответствующие аналоговые коммутаторы, фильтры верхних частот и аналого-цифровые преобразователи подаются на мультиплексор, после чего обрабатываются процессором. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей устройства для измерения параметров магнитного поля за счет обеспечения возможности одновременного измерения параметров магнитного поля внутри экранирующей камеры и за ее пределами. 1 ил.

Изобретение относится к системам магнитно-импедансной томографии. Система содержит систему возбуждения, имеющую несколько катушек возбуждения для генерирования магнитного поля возбуждения с целью наведения вихревых токов в исследуемом объеме, измерительную систему, имеющую несколько измерительных катушек для измерения полей, сгенерированных наведенными вихревыми токами, при этом измерительные катушки расположены в объемной (3D) геометрической компоновке, и устройство реконструкции, предназначенное для приема измерительных данных из измерительной системы и реконструкции изображения объекта в исследуемом объеме по измеренным данным. Каждая из отдельных измерительных катушек охватывает область и ориентирована по существу поперечно силовым линиям магнитного поля возбуждения катушек возбуждения, отдельные измерительные катушки совместно охватывают область, соответствующую объемной (3D) геометрической компоновке, причем катушки возбуждения охватывают область, в которой расположены измерительные катушки. Область, охваченная каждой из отдельных измерительных катушек, ориентирована перпендикулярно области, охваченной катушками возбуждения. Использование изобретения позволяет повысить качество изображения для объемных объектов. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к физике ферромагнетиков и может быть использовано при исследовании магнитной восприимчивости ферромагнетиков в широком диапазоне намагниченности, включая область глубокого насыщения, в частности, при исследовании эффекта динамического аномального намагничивания под действием магнитной вязкости ферромагнетиков. Технический результат состоит в проверке магнитного трения двух разноименных магнитных полюсов, перемещаемых друг относительно друга без изменения расстояния между этими полюсами. Прибор для проверки магнитного трения содержит электромагнит с плоско-параллельными торцами магнитных полюсов, подключенный к регулируемому источнику постоянного тока. В его магнитный зазор помещен край ферромагнитного кольца из исследуемого ферроматериала, приводимого во вращательное движение от синхронного двигателя переменного тока, связанного с генератором переменного тока с регулируемой частотой, между которыми введен измеритель мощности электрических колебаний, информация от которого о потребляемой мощности синхронным двигателем переменного тока поступает на дополнительный вход блока управления и обработки информации. Плоско-параллельные торцы электромагнита снабжены плоскими насадками из исследуемого ферроматериала, например, их приклеиванием. 4 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при исследовании физической природы так называемого магнитного трения и его связи с магнитной восприимчивостью ферромагнетика, помещенного в изменяющееся внешнее магнитное поле. Технический результат - обеспечение возможности исследовании магнитного трения в ферромагнетиках, в частности зависимости магнитного трения от величины приложенного к ферромагнетику внешнего магнитного поля. Устройство для исследования магнитного трения содержит намагниченные вращающийся ротор и неподвижный статор, выполненные из исследуемого ферромагнитного вещества, катушку подмагничивания, высокочастотный трансформатор, регулируемый источник постоянного тока, электромагнитный датчик угловой скорости вращения ротора с противовесом, измеритель частоты, блок управления и обработки информации, широкополосный малошумящий усилитель и спектроанализатор, синхронный двигатель, регулируемый по частоте источник переменного тока, прибор измерения потребляемой синхронным двигателем мощности. Вращающийся ротор выполнен в виде симметричной конструкции с двумя одинаковыми цилиндрическими полюсами, зазор которых относительно цилиндрического статора не менее чем на два порядка меньше радиуса цилиндрических полюсов ротора. Указанные элементы соединены между собой так, как указано в материалах заявки. 4 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой феррозондовый магнитометр и способ измерения компонент индукции магнитного поля при помощи векторной компенсации и может использоваться в точных измерениях компонент индукции магнитного поля. При реализации способа одновременно преобразуют индукцию внешнего магнитного поля в напряжение переменного тока, наведенное в трех измерительных катушках и пропорциональное трем взаимноортогональным компонентам индукции внешнего магнитного поля, подавляют первую и усиливают в режиме параметрического резонанса вторую гармоники поля перемагничивания в снимаемых с измерительных катушек сигналах, осуществляют амплитудное детектирование и усиление сигналов, регистрацию выходного напряжения, преобразование этого напряжения в токи компенсации. Напряжение переменного тока и токи компенсации подают в согласующие цепи, где производят развязку переменных токов с измерительных катушек и постоянных токов компенсации, а векторную компенсацию производят путем подачи токов компенсации непосредственно в измерительные катушки. Техническим результатом является снижение погрешности измерений компонент индукции магнитного поля, повышение надежности и уменьшение массогабаритных показателей датчика магнитометра. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх