Квантовый градиентометр с переменной базой Советский патент 1985 года по МПК G01R33/24 

Од СХ

Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано для измерения модуля вектора магнитной индукции и его градиентов в полевых и лабораторных условиях. Известен квантовый генератор с жесткой базой, содержащий два квантовых первичных преобразователя, закрепленных на концах немагнитной штанги и позволяющий при необходимое ти изменять базу градиентометра в прделах длины соединительных кабелей после снятия первичных преобразователей со штанги 1 .

Недостатком известного устройства при работе с изменяемой базой является низкая точность измерений компонент градиента магнитной индукции из-за отсутствия фиксации как самой базы первичного преобразователя, так и неопределенности ее положения относительно осей координат.

Наиболее близким к изобретению является квантовьй градиентометр с переменной базой, позволяющий изменять расстояние между первичными преобразователями в процессе измерений. Устройство содержит два квантовых первичных преобразователя, соединенных гибкими световодами с блоком возбуждения, установленным в центре немагнитной штанги, вдоль которой могут перемещаться первичные преобразователи1.23.

Недостатком известного устройства является дополнительная погрешность измерения градиента магнитной индукции, возникающая при изменении базы первичньпс преобразователей из-за влияния на них неоднородно намагниченной магнитной массы блока возбуждения со случайными направлениями веторов намагниченности. Кроме того, незащищенность световодов от внешних механических воздействий значи-л тельно снижает надежность работы прибора.

Целью изобретения является повышение точное измерений.

Цель достигается тем, что квантовый градиентометр с переменной базой, содержащий два первичных преобразователя, соединенных световодами с блоком возбуждения снабжен механиз мом циркулярного перемещения со штангами,на концах которых установлены первичные преобразователи.

При этом штанги упомянутого механизма вьтолнены полыми, шарнирно соединены с одной стороны с блоком возбуждения, а с другой - с соответствующими первичными преобразователями, и снабжены двумя тягами, шарнирно закрепленными с одной стороны на ползунках с зажимами, установленными на штангах,а с другой шарнирно закреплены на блоке возбуждения, причем последнее закрепление вьшолнено разъемным, а световоды размещены внутри упомянутых полых штанг.

На фиг.1 изображено устройство, ощий вид; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - сечение Б-Б на фиг.1.

Квантовый градиентометр с переменной базой состоит из двух первичных преобразователей 1, блока возбуждения 2, двух полых штанг 3, оканчивающихся вилками, причем внутри штанг размещены световоды 4, двух идентичных тяг 5 и двух ползунков 6 с зажимами, выполненными, например, в виде цанги. Штанги 3 соединяются с первичными преобразователями 1 и блоком возбуждения 2 при помощи кронштейнов 7 с проушинами, пальцев 8 и 9 и зажимов 10, а тяги 5 соединяются с ползунами 6 и блоком возбуждения 2 при помощи постоянных 11 и съемных 12 пальцев и кронштейна 13.

Квантовый градиентометр с переменной базой работает следующим образом. Необходимое базовое расстояние между первичными преобразователями 1 устанавливается поворотом штанг 3 относительно осей кронштейнов 7, установленных на блоке возбуждения 2, после чего зажимам ползунов 6 и тягами 5 фиксируется положение штанг 3 так, что база прибора симметрична относительно блока возбуждения 2. После этого при помощи зажимов 10 выставляют и фиксируют первичные преобразователи 1 параллельно друг другу так, чтобы их оптические оси составляли угол О или 45 (в зависимости от типа квантового первичного преобразователя).с вектором магнитной индукции измеряемого поля, затем включают прибор и производят измерение. При этом свет накачки передается по световодам из блока возбуждения 2 в первичные преобразователи 1, а сигналы прецессии сравниваются в блоке возбуждения 2 и поступают в блок обработки.

Конструкция устройства обеспечивает быстрое и плавное изменение базы в процессе измерений, уменьшая дополнительную погрешность от влияни магнитной массы блока возбуждения 2 не менее,чем в 10 раз при изменении базы в 2,5 раза, например 1-0,4 м. При жесткой связи бпака обработки с блоком возбуждения 2, разъдинив шарнирное сочленение кронштейнов 13 и съемных пальцев 12, можно развернуть полые штанги 3 с первичными преобразователями 1 в обратную сторону и, аким образом, слолить прибор в положение, удобное для транспортировки.

Данное устройство позволяет повысить приблизительно на порядок точность измерений градиента магнитного поля за счет сахранения постоянным расстодаия между блоком возбуждения и первичными преобразователями, при этом градиент, вносимьй магнитной массой блока возбуж цения, практически не изменяется, .оставаясь на уровне 0,1-0,2 нТл Ьри вариации базы 1 - 0,4 м.

LJL

1. КВАНТОВЫЙ ГРАДИЕНТОМЕТР С ПЕРЕМЕННОЙ БАЗОЙ, содержащий два первичных преобразователя, соединенные световодами с блоком возбулщения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, он снабжен механизмом циркулярного перемещения со штангами, на концах которых установлены первичные преобразователи.. 2. Градиентометр по п.1, отличающийся тем, что штанги механизма циркулярного перемещения выполнены полыми, шарнирно соединены с одной стороны с блоком возбуждения, а с другой - с соответствующими первичными преобразователями, и снабжены двумя тягами, шарнирно закрепленными с одной стороны на ползунках с зажимами, установленными на штангах, а с другой щарнирно закреплены на блоке возбуждения, причем последнее закрепление вьтолнено разъемным, а световоды размещены внутри упомянутых полых штанг.