Устройство для измерения магнитных полей Советский патент 1957 года по МПК G01R33/02 G01V3/14 

Для измерения магнитных полей, в частности, магнитного поля земли, методом ядерного резонанса применяют устройства, содержащие два датчика в форме сосудов, заполненных содержащей протоны жидкостью и снабженных обмотками, подключаемыми в процессе измерения сначала к источнику поляризующего постоянного тока, а затем через усилитель к частотомеру.

Показания таких ядерно-резонансных измерительных устройств не зависят от температуры, влажности, давления и ориентировки датчиков относительно измеряемого поля.

Однако при повороте датчиков прибора или их перемещении в измеряемом поле происходит изменение частоты Э.Д.С., наводимой в обмотках датчиков процессирующим вектором ядерного намагничивания, так как в этом случае угловая скорость процессии складывается или вычитается (в зависимости от направления процессии и поворота датчика) с угловой частотой вращения оси датчика. Это изменение частоты вызывает дополнительные погрешности при измерениях.

Для устранения указанного недостатка предлагается, сог.тасно изобретению, располагать оба датчика параллельно, жестко скреплять их между собой и включать в цепь источника постоянного тока таким образом, чтобы поляризующие поля датчиков были направлены в противоположные стороны.

При этих условиях измерения производятся на составляющей, соответствующей двойной частоте возбуждаемого в датчиках сигнала, которая не зависит от угловой скорости поворота датчиков.

На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого датчика.

Устройство снабжено двумя датчиками, выполненными в виде цилиндрических сосудов /, заполненных содержащей протоны жидкостью (например, дистиллированной водой).

Поверх каждого сосуда намотана обмотка 2, настраиваемая с помощью конденсатора 3 в резонанс с ожидаемой частотой процессии. Для получения сигнала протоны вначале поляризуются приблизительно перпеЕадикулярно измеряемому полю путем подключения катушек датчика к вспомогательной батарее 4. После быстрого выключения вспомогательного поля вектор ядерного намагничивания начинает процессировать относительно направления измеряемого поля, наводя в катушках затухаюш,ую э.д.с.

Оба датчика располагаются параллельно и жестко соединяются между собой, а обмотки их наматываются так, чтобы поляризуюн1ее поле , было направлено в них в противоположные стороны. При таком выполнении датчиков составляющие векторов ядерного намагничивания, параллельные осям катушек датчиков, будут враш,аться в противоположных направлениях, что позволяет выделить частоту, независимую от оси поворота датчиков.

Для этого э-д-с., наводимые в катушках обоих датчиков, после усиления обидим усилителем 5, подаются на нелинейный элемент 6 (например, на ламповый каскад, работаюш,ий с отсечкой анодного тока) и фильтр 7, выделяюш,ий частоту, соответствуюш,ую двойной угловой скорости процессии. Эта частота, измеряемая частотомером 8, однозначно определяет напряженность измеряемого поля, независимо от поворота оси датчика

во время измерения. При необходимости можно с помош,ью низкочастотного фильтра выделить и частоту, соответствуюш,ую двойной угловой скорости поворота оси датчика.

Предмет изобретения

Устройство для измерения магнитных полей, в частности, магнитного поля земли, методом ядерного резонанса при помош,и двух датчиков, выполненных в виде сосудов, занолненных содержаш,ей протоны жидкостью и снабженных обмотками, подключаемыми в процессе измерения сперва к источнику поляризуюniero постоянного тока, а затем через усилитель к частотомеру, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью компенсации дополнительных изменений частоты датчиков при их перемещении или повороте, оба датчика расположены параллельно, жестко связаны между собой и включены в цепь источника постоянного тока таким образом, что поляризующие поля датчиков направлены в противоположные стороны с тем, чтобы измерение осуществлялось на составляющей, соответствующей двойной частоте возбуждаемого в датчиках сигнала, независящей от угловой скорости поворота последних.