Компонентный магнитометр

 

Союз Советсиии

Соцнапнстнчесиии

Респубпии

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 22.02.79 (21) 2729845/18-21 с присоединением заявки М (5l)M. Кл.

G 01 и 33/02

3Ьвударстваииый кюыитет

СССР ве диан иэабиетеиий и втирытий (23) ПриоритетОпубликовано 15.12.81 ° Бюллетень М 46 (53) УДК 621.317. .44(088.8) Дата опубликования описания 15.12.81 (72) Авторы изобретения

l0.К.Доломанский, В.И.Рыжков и И.И.Федо (71) Заявитель Институт геофизики Уральского научного (54) КОМПОНЕНТНЫЙ МАГНИТОМЕТР

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для одновременного измерения трех составляющих вектора напряженности однородного постоянного или медленно изменяющегося магнитного поля, например, при геофизических исследованиях магнитного поля Земли.

Известна компонентная магнитометрическая система, которая содержит трехкомпонентный магнитометр Ханле, î используемый в качестве нуль-органа и размещенный в центре тройной ортогональной колечной системы; три блока автоматической компенсации, три мо15 дульных магнитометра, расположенных в центрах трех пространственно разнесенных двойных ортогональных колечных систем, соединенных последовательно с соответствующими блоками

20 компенсации и кольцами тройной системы t1) .

Недостатком известной системы является излишняя сложность и значительные размеры из-за наличия в его составе сложного трехкомпонентного магнитометра и тройной ортогональной колечной системы, необходимых для пол" ной компенсации поля в объеме трех" компонентного датчика.

Цель изобретения - повышение надежности устройства.

Указанная цель достигается тем, что в компонентный магнитометр, содержащий три пространственно разнесенные двойные ортогональные колечные обмотки, оси колец которых попарно параллельны, и три блока автоматической компенсации, выходы каждого из которых подключены к последовательно соединенной паре колец с параллельными осями, дополнительно введены три однокомпонентных датчика, размещенные в центрах двойных конечных обмоток и подключенные выходами к блокам автоматической компенсации.

На чертеже представлена блоксхема устройства.

890283

S о

13

26

25 зо о

И

Устройство содержит три одноком понентных датчика 1-3 магнитного поля, ориентированные вдоль осей, например, декартовой системы координат Х, У, Z, три пространственно, разнесенные двойные ортогональные колечные обмотки 4-1 по оси У, -4-2 по оси Z, 5-1 по оси Х, 5-2 по оси Z 6-1 по оси У, 6-2 по оси Х, в центрах которых размещены датчики три блока 7-9 автоматической компенсации. Вход блока 7 соединен с выходом датчика 1, а его выход подключен к кольцам 5- 1 и 6-2. Аналогично вход блока 8 компенсации подсоединен, к выходу датчика 2, его выход - к кольцам 4-1 и 6-1 и т.д.

В качестве датчика поля в рассматриваемой системе может быть использован, например, квантовый однокомпонентный магнитометр, состоящий из источника циркулярно поляризованного резонансного света накачки, поглощающей ячейки, фотоприемника, радиочастотной катушки, ось которой направлена перпендикулярно лучу накачки, усилителя фазового детектора, управляемого по частоте генератора (не показано).

Магнитометр работает на первом боковом параметрическом резонансе.

Частота генератора подстраивается к нулю резонанса сигналом с фотодетектора. Таким образом,„ на выходе магнитометра появляется сигнал, частота которого связана с измеряемой компонентной Н поля соотношени" ем 5 Н= и, где g — гидромагнитное отношение для атомов рабочего вещества, находящихся в поглощающей ячейке.

При умеренных требованиях к точности измерения в качестве датчика поля в магнитометре может использоваться, например, Феррозондовый магнитометр. И в этом случае для уменьшения .погрешности измерений необходимо скомпенсировать неизмеряемые компоненты поля, ортогональ"

we оси ферроэонда.

Таким образом, при построении компонентной магнитометрической системы на основе, например, упомянутых однокомпонентных датчиков, необходимо в трех различных пунктах (А,Б и 0 1 разместить соответствующим образом сориентированные в пространстве овнокомпонентные дат чики, и в каждом из этих пунктов скомпенсировать неиэмеряемые составляющие поля.

Устройство работает следующим образом.

На выходе датчика 1 появляется сигнал, пропорциональный компоненте поля Н . Блок 7 автоматической компенсации, используя этот сигнал, создает в колечных обмотках 5-1 и 6-2 токи, компенсирующие составляющую Н„ в объеме датчиков 2 и 3. Аналогично магнитометр 2 вырабатывает сигнал, зависящий от величины компоненты Н . Блок 8 компенсации и колечные обмотки 4- 1, 6- 1 уничтожают составляющую Н в пунктах, в которых расположены датчики 1 и 3, И, наконец, выходной ток блока 9 компенсации, пропорциональный компоненте Н, протекая по колечным обмоткам 4-2 и 5-2, компенсирует составляющую Н в объеме датчиков 1 и 2.

Итак, цель изобретения достигается исключением из состава магнитометрической системы сложного и громоздкого трехкомпонентного квантового магнитометра Ханле, тройных ортогональных колечных обмоток, заменой модульных магнитометров известной системы, например, однокомпонентными датчиками и соединением отдельных узлов системы.

Формула изобретения

Компонентный магнитометр, содержащий три пространственно разнесенные двойные ортогональные колечные обмотки, оси колец которых попарно параллельны, и три блока автоматической компенсации, выходы каждого из которых подключены к последовательно соединенной паре колец с параллельными осями, о т л,и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности устройства, в него дополнитель- но введены три однокомпонентных датчика, размещенные в центрах двойных колечных обмоток и подключенные выходами к блокам автоматической компенсации.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2549110, кл,G 01 R 33/08, 1978.

890283

Составитель Е.Данилина

Техред Е.Гаврилешко Корректор В.бутяга

Редактор О. Персиянцева

Тираж 735 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 10963/73

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4