Поисковый градиентометр

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<„,653589 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) 3ааа еН0 01,0975 (21) 2167340/18-21 с присоединением заявки ¹(23) Приоритет—

Опубликовано 2%0379. Бюллетень ¹ 11

Дата опубликования описаНия 250379 (51) N. Кл.

001 R 33/02

Госуаарственный комитет сссР по делам изобретений н открытий (58) УЛК 621 ° 317 а ,4 (088.8) (72) Автор изобретения

Э. А . Мель ников (71) Заявитель

Воронежский политехнический институт (54) ПОИСКОВЫЙ ГРЪДИЕНТОМЕТР

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться в геофизике, геологии.

Известен градиентометр, который состоит их двух параллельных датчиков, которые имеют модуляторные отверстия и приемные обмотки (1).

Однако такой градиентометр недостаточно чувствителен.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является поисковый градиентометр, содержащий два или более магнитомодуляционных датчика с параллельными продольными осями, каждый из которых состоит из 15 двух соосных ферромагнитных стержней с размещенными на них приемными обмотками и замкнутого магнитопровода— модулятора с центральным отверстием, связывакщим оба стержня, а также последовательно соединенные генератор, усилитель мощности, выходы которого связаны с обмотками замкнутых магнитопроводов, и последовательно соединенные усилитель и индикатор (2) х5

Недостатком его также является низкая чувствительность. цель изобретения — повыаение чувствительности при обнаружении объектов.

ЭО

Это достигается тем, что.предложенный поисковый градиентометр, содержащий два или более магнитомодуляционных датчика с параллельными продольными осями, каждый из которых состоит из двух соосных ферромагнитных стержней с размещенными на них приемными обмотками и замкнутого магнитопроводмодулятора с центральным отверстием, связывающим оба стержня, а также по.-. следовательно соединенные генератор, усилитель мощности, выходы которого

Связаны с обмотками замкнутых магнитопроводов, и последовательно соединенные усилитель и индикатор, снабжен злектропроводящим короткоэамкнутым витком, проходящим через центральные отверстия модуляторов всех датчиков и через центральные. отверстия замкнутых магнитопроводов, а .также двумя синхронными детекторами, раэностным блоком, входы которого соединены с выходами синхронных детекторов, а выход — с входом усилителя и утроителем частоты, своим входом связанным с выходом генератора, а вых даик — с первыми входами синхронных детекторов, причем вторые входы последних соединены с приемными обмотками двух ферромагнитных стержней.

653589

На чертеже приведена схема предложенного градиентометра„ Он состоит из магнитомодуляционных датчиков 1 и 2 с параллельными продольными осями, каждый из которых имеют модуляторные отверстия 3, 4 и приемные об5 мотки 5, 6, Через отзерстия 3 и 4 проходит металлический короткозамкнутый виток 7, проходящий также через центральные отверстия замкнутых ферромагнитных сердечников 8 с намотанны ми на них тороидальными обмотками. 10

Обмотки 9 соединены с выходом усилителя мощности 10, связанным. с задающим генератором 11. Второй выход задающего генератора. 11 связан с утроителем частоты 12. Выходные обмотки 5,6 дат-15 чиков связаны с синхронными детекторали 13 и )4, которые также связаны с утроитетем :acòîòû 12,, Выходы синхронных детекторон соединены со входом разностного блока 15. К выходу 20 разностного блока подключен усилитель 16, а его выход связан со входом индикатора 17.

Работает градиентометр следующим образом.

Колебания з адающе го генератора l 1 усиливаются усилителем мощности 10 и поступают на обмотки 9 ферромагнитных сердечников 8, которые являются понижающими трансформаторалм со вторичным короткозамкнутым витком 7.

Короткозамкнутый ниток создает переменное магнитное поле, напряженность которого, н случае кругового витка, нн (2) H(t) = Hm6in out; (Ъ) 2 35

Н = — — ) (() г где I — ток, протекающий по нитку;

D — диаметр нитка; расстояние до обнаружинаемого объекта. 40

Одновременно ток, протекающий по витку, создает переменное магнитное поле, модулирующее обратимую магнитФ Д )и

AQocoSUrt 51BoUt+ ОД rn san 3UU< (6 ) прибора в области третьей гармоники на порядок ниже, чем во второй.

5() Сигналы, снимаемые с выходных обмоток 5 и б, поступают на синхронные детекторы 13 и 14, на которые в качестве опорного сигнала подается напряжение с выхода утроителя часто55 ты 12 Сигналы с частотой третьей гармоники преобразуются в постоянный ток и поступают на входы разностного блока 15. Если поле неоднородно, как это имеет место н близко расположенных дипольных источниках, выходные

60 сигналы датчиков неодинаковы, причел1, чем больше неоднородность поля, тем больше сигнал разности на выходе разностного блока 15. Разностный сигнал усиливается усилителем 16 и по65 ступает в индикатор 17, Рабочим сигналом является сигнал третьей гармоники. Такой режим является наиболее благоприятным по следующим причинам: а) селекция третьей гармоники позволяет исключить помеху от наводки с частотой задающего генератора от усилителя мощности на электронные цепи градиентометра; б) селекция третьей гармоники позволяет исключить мешающее действие геомагнитного поля и других постоянных полей, ибо сигнал от них выделяется на второй гармонике; в) максимум спектральной плотности шумов перемагничинания приходится на вторую гармонику, и то время,. как спектральная: плотность шумов, а следовательно, и дрейф нуля ную проницаемость датчиков 1 и 2 модуляторов.

Переменное магнитное поле витка возбуждает вихревые токи н обнаруживаемом проводящем предмете, которые создают свое неоднородное магнитное поле. Это поле создает ЭДС н выходных обмотках датчиков. Сильное магнитное поле витка-излучателя ЭДС в выходных обмотках датчиков не наводит.

Магнитное поле вихревых токов объекта наводит ЭДС в обмотке датчика по закону где и = 4 ю (О

-7.

N — число витков приемной обмотки;

S-поперечное сечение магнитопровода датчика;

H(t) — напряженность рассеянного магнитного поля объекта;

МЧ(t) — действующая магнитная проницаемость датчика.

Принимая ток, протекающий по витку, синусоидальным с частотой Cr будем иметь и синусоидальное рассеянное поле объекта с той же частотой, т.е.

Исходя из четности кривой обратимой проницаемости феррита, действующая проницаемость при синусоидальном магнитном потоке возбуждения может быть записана в виде,ОЯ(<) =kg +фЯ,,„в а 2uuk, (4) поскольку поле возбуждения датчика, также как и поле излучения создаются одним и тем же током, протекающим по короткозамкнутому витку, Подставляя значения (3) и (4) н выражение (2), получим окончательное выражение для ЭДС

65358

Составитель О.Богомолов

Техред И. А ст алош Корректор C .. .1 кмяр

Редактор А,Шмелькин

Заказ 1285/34 Тираж 696 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4

Предложенный поисковый градиентометр имеет очень высокую чувствительность, он обнаруживает латунную гирю весом 5 r на расстоянии 1-1,5 м.

Формула изобретения

Поисковый градиентометр,содержащий 5 ,два или более магнитомодуляционных датчика с параллельными продольными осями, кажцый из которых состоит из двух соосных ферромагнитных стержней с размещенными на них приемными обмот 0 ками и замкнутого магнитопровода †.модулятора с центральным отверстием, связывающим оба стержня, а также последовательно соединенные генератор, усилитель мощности, выходы которого связаны с обмотками замкнутых магнитопроводов, и последовательно соединенные усилитель и индикатор, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения чувствительности при

9 6 обнаружении объектов, он снабжен электропроводящим. корот коз амкнутым витком, проходящим через центральные отверстия модуляторов всех датчиков и через центральные отверстия замкнутых магнитопроводов, а также двумя синхронными детекторами, раэностным блоком, входы которого соединены с выходами синхронных детектор в, а выход — с выходом усилителя и утроителем частоты, своим входом связанным с выходом генератора, а выходом— с первыми входами синхронных детекторов, причем вторые входы последних соединены с приемными обмотками двух ферромагнитных стержней.

Источники информации, принятие во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 368560 кл. G01 R 33/00, 1971, 2 ° Авторское свидетельство СССР

Р 472314., кл. G 01 R 33/02, 1974.