Ан сссрм. кл. g 01г 33/02удк 621.317.42(088.8)

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сониалнстичссиив ресоублив

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 24.Х|1.1970 (№ 1606607/18-10) М. Кл. G Olr 33/02 с присоединением заявки №

Приоритет

Комитет оо делам изобретений и открытий ори Совете Министров

СССР

Опубликовано 12.111.1973. Бюллетень № т4

Дата опубликования описания 4Х11.1973

УДК 621.317 42(088.8) М . Ф» 1 ..«»

Авторы изобретения

П. E. Котляр и Ю. В. Афанасьев

Заявитель

Институт автоматики и электрометрии Сибирского отделения

АН СССР

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ ПОСТОЯННЫХ

И ИНФРАНИЗКОЧАСТОТНЪ|Х МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ

Изобретение относится к области магнитных измерений, проводимых при геофизических, космических и биофизических — исследован иях. Оно может быть также использовано для .преобразования сигналов постоянного тока в переменный.

Известны способы измерения напряженности слабых постоянных и ннфранизкочастотных магнитных полей, способы, измерения неоднородности полей, основанные на .периодической модуляции проницаемости ферромагн|итных сердечников. Периодическая модуляция проницаемости феррома гнитных сердечников осуществляется с помощью генераторов переменного тока.

Частоту возбуждения ферромагнитных сердечников выбирают с тем условием, чтобы обеспечил ись однородное промагничивание материала сердечника и максимальная чувствительность, а информация о характер|истиках измеряемых сигналов была в соответствии с теоремой Котельникова.

Однако, во всех известных способах .измерения напряженности поля порог чувствительноспи ограничивается шумами, обусловленными магнитострикц ионными эффектам и, возникающими в периодически перемагничнваемых ферромагнитных сердечниках.

Для снижения собственных шумов магнитоприемников, определяющих порог чувствительности феррозондовых магнитометрических устройств, и расширения динамического диапазона измеряемых магнитных полей (токов) в области слабых сигналов предлагается

5 способ, по которому длину стержневых сердечников и средний радиус кольцевых сердечников выбирают таким образом, чтобы собственная резонансная частота сердечников и ее высшие гармонии были некратными ча10 стоте возбуждения магнитоприемника.

Для реализации современных феррозондовых магн итоприемников и магнитных модуляторов применяют сердечники нз железо-никелевых сплавов с коэффициентами продоль15 ной магнитострикции Х,= (2 — 30) 10 — и магннтодиэлектрические материалы с Х, =500.10 †" .

Относительное удлинение сердечников возрастает по мере приближен ия второй гармоники возбуждения к собственной резонансной

20 частоте сердечника и достигает максимального значения при выполнении условий магннтострикционного резонанса, т. е.

2Р,= Рп, 25 где F, частота возбуждения сердечника, F0 — собственная резонансная частота сердечника.

Порог чувствительности модуляционных магнитоприемников активного типа (ферро30 зондов) определяется магнитными шумамн

373668

nF, lг /Е

Для кольцевых сердечников

Составитель И. Адашева

Техред Е. Борисова

Корректор О. Тюрина

Редактор С. Хейфиц

Заказ 1847/16 Изд. № 1311 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, УК-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 периодически перемагн ичиваемых сердечников, которые обусловлены статической неоднородностью скачков Баркгаузена в последовательных циклах перемагн ичивания. Статическая неоднозначность скачков Баркгаузена вызывается увеличением концентрации дефектов в ферромагнетике и возникновением подвижных дефектов кристаллической структуры под действием механических напряжений (механизм Франка-Рида), вызванных магнитостр икц ионными удлинениями сердечников при перемагничиван ии.

Так как магнитострикционные удлинения сердечника, периодически намагничиваемого до технического насыщения, обладают богатым спектром с частотами, кратными F„a системе может возникнуть магнитострикционный резонанс на высших гармониках собственной резонансной частоты сердечника.

Таким образом, для создания низкопороговых магнитометрических систем необходимо выполнен не следующих условий.

Для стержневых сердечников: где E — модуль упругости материала сердечн ика, дин)см, р — плотность материала, г/смз;

l — длина стержня, см;

5 r — средний радиус кольца, см;

k — порядок колебаний (k= 1, 2, 3...); и — порядок магнитострикционных удлинен.ий (п=1, 2, 3, 4...)

10 Пря выполнении указанных условий добиваются снижения уровня собственных шумов магнитоприемн ика в 100 —:1000 раз по сравнению с уровнем шума при магнитострикционном резонансе на второй гармонике возбуж15 дения.

Предмет изобретения

Способ измерения напряженности постоян ных,и инфранизкочастотных магнитных по.

20 лей, основанный на использовании период|и ческой модуляции проницаемости ферромаг нитных сердечников, отличающийся тем, ч«о с целью снижения собственных шумов магна топриемников, обусловленных магнитостри с

25 ционным и резонансными и околорезонанснь мы взаимодействиями, длину стержневых сердечников и средний радиус кольцевых сер. дечников выбирают таким образом, чтобы собственная резонансная частота сердечников

Зо и ее высшие гармоники были некратными частоте возбуждения магнитоприемника.