Устройство для измерения магнитного поля
305427
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Эоюз Соеетскнх
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 06.lll.1969 (Л 1310011/18-10) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 04Х1.1971. Бюллетень ¹ 18
Дата опубликования описания 28.IX.1971
МПК G 01г 33/02
Комитет по делам нзооретений и открытий при Сосете Министров
СССР
УДК 621.317А2 (088,8) Автор изобретения
А. И. Жерновой
Ленинградский технологический институт им. Ленсовета
Заявитель
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ
Изобретение относится к электроизмерительным приборам и может быть использовано в магнитных спектрометрах ядерных излучении, ускорителях заряженных частиц, магнитных электронных линзах.
Известное устройство для измерения и стабилизации магнитного поля методом нутации не обеспечивает достаточной точности измерения магнитного поля.
Цель изобретения — повышение точности.
Для этого в предлагаемом устройстве канал на участке между поляризатором и катушкой регистрации выполнен в виде двух трубок, на которых расположен датчик нутации, снабженный двумя дополнительными катушками нутации с электромагнитными экранами, размещенными на каждой из трубок.
На фиг. 1 показана схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — график зависимости амплитуды от частоты.
В датчике жидкость после поляризации перетекает в катушку детектора ядерного резонанса по расположенным в два ряда одинаковым трубкам 1 и 2. Датчик нутации содержит два радиочастотных экрана в виде толстостенных медных трубок 8 и 4, надетых на трубки 1 и 2 и расположенных в осциллирующем поле катушки 5 нутации, присоединенной к генератору б радиочастоты. Внутрь экранов 3 и4 вследствие скин-эффекта осциллирующее поле не проникает, поэтому зонами нутации являются только участки 7 и 8, где жидкость, протекающая по соединительным трубкам, подвергается действию поля катушки 5. Вблизи магнита соединительные трубки проходят через рядом расположенные вспомогательные радиочастотные катушки 9 и 10, затем соединяются и переходят в трубку датчика сигнала ядерного резонанса, на которую
10 намотана катушка 11.
Для измерения и стабилизации поля в него помещается датчик нутации так, чтобы градиент был направлен параллельно скорости жидкости, а на одну из вспомогательных ка15 тушек (например, катушку 9) подается от вспомогательного генератора напряжения с частотой, резонансной рассеянному магнитному полю, создаваемому в этих катушках магнитом.
20 Так как оси катушек 9 и 10 расположены вдоль градиента поля магнита, то резонансное напряжение вызывает инверсию намагниченности ядер, поэтому в жидкости, протекающей через катушку 9, к которой подклю25 чен генератор, намагниченность становится отрицательной, в жидкости, протекающей через катушку 10 (по соединительной трубке 2), намагниченность остается положительной. Так как количество жидкости, протека33 ющей через одну и другую соединительные
305427
45 трубки, одинаково, то в катушку 11 датчика ядерного резонанса поступает жидкость, имеющая нулевую намагниченность протонов, поэтому амплитуда сигнала А равна нулю.
Вторая вспомогательная катушка нужна для контроля равенства расходов жидкости в соединительных трубках и установки нуля фазового детектора, регистрирующего амплитуду сигнала А. Если расходы жидкости в трубках 1 и 2 одинаковы, то переключение вспомогательного генератора с катушки 9 на катушку 10 (резонансные частоты в этих катушках одинаковы) не вызывает изменения показания фазового детектора, причем это показание соответствует А =0. Если расходы не равны, то переключение генератора вызывает изменение показания фазового детектора в соответствующую сторону.
Если расходы жидкости в обеих соединительных трубках одинаковы, то амплитуда сигнала А =О. Когда в датчике нутации имеется осциллирующее магнитное поле, то в зависимости от частоты этого поля амплитуда сигнала А может быть как положительной, так и отрицательной. Зависимость амплитуды
А от частоты f в случае, когда градиент измеряемого поля направлен от участка 7 к участку 8, приведена на рис. 2. Частота равна резонансной частоте ядер вблизи края катушки 5, поэтому при частоте f (f> эффект резонанса в датчике нутации не наблюдается и А=О. При f>
f до fp сечение, в котором происходит инверсия намагниченности на участке 7, передвигается вдоль трубки (вдоль градиента изме5
Зо ряемого поля) и при частоте fp располагается симметрично между экранами 8 и 4. При
f)fp это сечение переходит в участок 8. При дальнейшем увеличении f резонансное сечение продвигается вдоль участка 8 и при f)f> выходит из катушки 5, что приводит к увеличению амплитуды сигнала до О.
В устройстве изменение фазы сигнала А происходит при частоте когда сечение, в котором выполняются условия резонанса, расположено симметрично между концами экранов 8 и 4. При сдвиге этого сечения в сторону участка 7, т. е. при уменьшении f или увеличении Н появляется расстройка ЛА)0, при сдвиге сечения в сторону участка 8, т. е. при увеличении f или уменьшении Н появляется расстройка ЛА (О.
Для измерения напряженности поля Но в некоторой точке в эту точку помещается смежное сечение экранов 8 и 4 и непосредственно находится резонансная частота fp, при которой А=О.
Устройство может быть использовано для стабилизации поля. При этом в катушке 5 должна поддерживаться частота напряжения
fp, а выход детектора сигнала ядерного резонанса присоединен к регулятору магнитного поля так, чтобы при А)0 напряженность Н уменьшалась, а при Л(0 увеличивалась. Такая система, включенная при f>(yH YO Предмет изобретения Устройство для измерения магнитного поля, содержащее поляризатор, канал с проточной жидкостью, датчик нутации и катушку регистрации, отличающееся тем, что, с целью увеличения точности, канал на участке между поляризатором и катушкой регистрации выполнен в виде двух трубок, на которых располо>кен датчик нутации, снабженный двумя дополнительными катушками нутации с электромагнитными экранами, размещенными на каждой из трубок. 305427 агап И Составитель М. М. Киселева Редактор T. В. Иванова Техред 3. Н. Тараненко Корректор Т. А. Миронова Заказ 2511/10 Тираж 473 Подписное ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прп Совете Министров СССР Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4i5 Типография, пр. Сапунова, 2
