Способ измерения напряженности магнитного поля в каналах магнитных фокусирующих систем Советский патент 1987 года по МПК G01R33/32 

fO

11320780

Изобретение относится к магнитометрии и предназначено для измерения распределения напряженности магнитного поля в каналах малого сечения (0,15-0,8 мм) магнитных фокусирующих систем и может быть использовано для измерения топографии магнитного поля различных магнитных систем с произвольным сечением канала, например, большего сечения и различной формы.

Цель изобретения - повышение пространственного разрешения и расширение функциональных возможностей волоконно-оптических датчиков.

На фиг.1 изображена структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие сущность измерений, проводимых в способе.

Устройство содержит источник 1 линейно-поляризованного излучения, четвертьволновую пластинку 2, поляризатор 3, делительную пластинку 4, объектив 5, отрезок одномодового волоконного световода 6, испытуемую магнитную фокусирующую систему (МФС) 7, устройство 8 перемещения МФС, анализатор 9, фотоприемники 10 и 13,

I1 Ic интен-ин2

ти излучения 1 и 1, где сивность рабочего сигнала, тенсивность опорного сигнала.

Схема 14 отношения предназначена 5 для получения сигнала I ,/Ij,, чтобы обеспечить независимость результатов измерения от нестабильности источника линейно поляризованного излучения, и введения множителя 1/2 v V. Схема 15 извлечения квадратного корня слуf

жит для вычисления функции д у. Диф о

«5 d

ференцирующий усилитель слуясит для получения сигнала, пропорционального

-

- Самописец 12 введен для до20

25

dt N1,

кументализации результатов измерения.

В предлагаемом способе измерения распределения напряженности магнитного поля, включающем измерение угла поворота плоскости поляризации зеркально отраженного от торца световода линейно поляризованного излучения, операцию измерения угла поворота , плоскости поляризации излучения за- меняют на операцию непрерывного измерения производной от угла поворота плоскости поляризации излучения б во времени, т.е. на операцию непредифференцирующий усилитель 11, само- рывного измерения , причем изписец 12, схему 14 отношения и схему 15 извлечения квадратного корня.

Четвертьволновая пластинка 2 и поляризатор 3 служат для совмещения направления вектора поляризации излучения источника с направлением главной оси световода 6, что позволяет сохранить состояние поляризации излучения в световоде. Делительная пластинка 4 служит для развязки источника излучения и фотоприемника. Объектив 5 служит для ввода излучения в световод. Отрезок одномодового волоконного световода 6 является первичным измерительным преобразователем. 7 является испытуемым объектом и служит в качестве источника магнитного поля. Устройство 8 перемещения МФС служит для перемещения магнитной системы с постоянной скоростью V. Анализатор 9 служит для анализа угла поворота вектора поляризации под действием магнитного поля в отраженном от выходного торца световода излучении. Фотоприемники 10 и 13 цреобразуют падакицее на него излучение в электрические сигналы, которые пропорциональны интенсивносмерение величины d0p/dt проводят во время перемещения испытуемой магнитной фокусирующей системы с постоянной скоростью V таким образом, что 35 торец волоконного световода проходит последовательно все точки канала магнитной фокусирующей системы.

Рассмотрим действие магнитного 40 поля на световод, часть которого длиной 1 с отражающим торцом погружена в канал магнитной системы.

Суммарный угол вращения плоскости 45 поляризации излучения, прошедшего в двух взаимно противоположных направлениях, определяется формулой

H(x)dx.

о 50 Отсюда следует, что

2VH(1), .

d9F dx

.т.е. изменение угла поворота плос- 55 кости поляризации является линейной функцией напряженности магнитного поля в окрестности отражающего торца световода.

80

I1 Ic интен-ин2

ти излучения 1 и 1, где сивность рабочего сигнала, тенсивность опорного сигнала.

Схема 14 отношения предназначена для получения сигнала I ,/Ij,, чтобы обеспечить независимость результатов измерения от нестабильности источника линейно поляризованного излучения, и введения множителя 1/2 v V. Схема 15 извлечения квадратного корня слуf

жит для вычисления функции д у. Диф о

d

ференцирующий усилитель слуясит для получения сигнала, пропорционального

-

- Самописец 12 введен для до

dt N1,

кументализации результатов измерения.

В предлагаемом способе измерения распределения напряженности магнитного поля, включающем измерение угла поворота плоскости поляризации зеркально отраженного от торца световода линейно поляризованного излучения, операцию измерения угла поворота , плоскости поляризации излучения за- меняют на операцию непрерывного измерения производной от угла поворота плоскости поляризации излучения б во времени, т.е. на операцию непрерывного измерения , причем из рывного измерения , причем измерение величины d0p/dt проводят во время перемещения испытуемой магнитной фокусирующей системы с постоянной скоростью V таким образом, что 35 торец волоконного световода проходит последовательно все точки канала магнитной фокусирующей системы.

Рассмотрим действие магнитного 40 поля на световод, часть которого длиной 1 с отражающим торцом погружена в канал магнитной системы.

Суммарный угол вращения плоскости 45 поляризации излучения, прошедшего в двух взаимно противоположных направлениях, определяется формулой

H(x)dx.

о 50 Отсюда следует, что

2VH(1), .

d9F dx

.т.е. изменение угла поворота плос- 55 кости поляризации является линейной функцией напряженности магнитного поля в окрестности отражающего торца световода.

Поскольку , то d0p 1

Н(1)

dt 2v V

где V скорость перемещения магнитной системы относительно световода (световода относительно магнитной системы). Таким образом, непрерывно измеряя изменение 0р во времени, можно определить распределение напряженности (индукции) магнитного поля вдоль канала магнитной фокусирующей системы.

Формула изобретения

Способ измерения напряженности магнитного поля в кана;лах магнитных фокусирующих систем, состоящий в измерении фарадеевского вращения плос- кости поляризации линейно поляризованного излучения, прошедшего отре- зрк одномодового волоконного световода в одном и после зеркального отражения от торца световода в обратном направлении, отличающий- с я тем, что, с целью повышения пространственного разрешения и расширения функциональных возможностей

320780 4

путем измерения распределения напряженности магнитного поля, магнитную фокусирующую систему перемещают относительно отрезка световода с постоянной скоростью таким образом, чтобы торец волоконного световода проходил последовательно все точки оси канала магнитной фокусирующей системы, и непрерывно регистрируют .скорость изменения угла поворота плос- . кости поляризации излучения, а напряженность магнитного поля определяют по формуле

Ю

к гу2T;rrv dt (1)

де Н - напряженность магнитного поля в окрестности торца световода}

глубина погружения торца световода в магнитную фокусирующую систему} скорость перемещения, магнитной фокусирующей системы; постоянная Верде волоконного световода;

угол поворота плоскости поляризации;время.

I V

V 0р t

Изобретение может быть использовано для измерения топографии магнитного поля (МП) различных магнитных систем с произвольным сечением канала, например большего сечения и различной формы. Цель изобретения - повышение пространственного разрешения и расширение функциональных.возможностей путем измерения распределения напряженности МП. Способ измерения напряженности МП в каналах фокусирующих систем реализован в устройстве, содержащем источник 1 линейно поляризованного излучения, четвертьволновую пластинку 2, поляризатор 3, делительную пластинку 4, объектив 5f отрезок одномодового волоконного световода (ОМВС) 6, испытываемую магнитную фокусирующую систему (МФС) 7, устройство 8 перемещения МФС, анализатор 9, фотоприемники 10, 13, дифференцирующий усилитель 11, самописец 12, схему 14 отношений, схему 15 извлечения квадратного корня. Для достижения цели МФС 7 перемещают относительно отрезка ОМВС 6 с постоянной скоростью так, чтобы торец ОМВС 6 проходил последовательно все точки оси канала МФС 7. Непрерывно при этом регистрируют скорость изменения угла поворота Ш1ос .кости поляризации излучения и определяют напряженность МП. 2 ил. (О

Редактор Е.Копча

Составитель О.Раевская Техред В.Кадар

Заказ 2657/50Тираж 730Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

Корректор Л.Пилипенко