Способ обнаружения неоднородности магнитного поля и устройство для его осуществления Советский патент 1991 года по МПК G01V3/11 

Изобретение относится к технике обнаружения и предназначено для использования при поиске кабельных линий с током, утерянных трубопроводов, буров в геологических скважинах, для поиска намагниченных предметов в теле человека, для обнаружения скрытого оружия на контрольных пунктах.

Цель изобретения - повышение точности.

На чертеже изображена блок-схема устройства для реализации способа.

Устройство для реализации способа содержит четыре магниточувствительных преобразователя 1-4 с коаксиальными

магнитными осями, четыре усилителя-преобразователя 5-8, два блока 9, 10 вычитания, блок 11 сложения, генератор 12 переменной ЭДС, две градиентные обмотки 13 и 14, две дополнительные обмотки 15 и 16, жесткое немагнитное основание 17, регистрирующий прибор 18.

Способ реализуют следующим путем.

Выбирают четыре точки измерения А, С, D, Е, расположенные на одной оси так, что крайние точки А, Е и средние точки С, D расположены симметрично относительно центральной точки на оси. Измеряют векторы магнитной индукции ВА, Вс, Во, BE соот- ветственно в точках А, С, D, E.

(

сл ю

2

Ю

Воспроизводят в крайних точках А и Е компенсационные векторы магнитной индукции ВАК и ВЕК, определяемые по формулам;

ВАК - К (Вс + Во ) - (ВС + BD); ВЕк |к(Вс+Во)-|(Вс + В0);

где IAE, ICD расстояния между точками А и Е, СиО.

О неоднородности магнитного поля судят по измеренным разностям проекций вектора магнитного поля на ось между крайними точками А и Е.

Устройство для реализации способа работает следующим образом.

На первые входы магниточувствитель- ных преобразователей 1-4 подается с генератора 12 переменной ЭДС возбуждающий си нал. На выходе каждого магниточувстви- тельного преобразователя появляется ЭДС второй гармоники, пропорциональная зна- че нию составляющей вектора магнитной индукции, воздействующей на соответствующий преобразователь. Выходные сигналы преобразователей 1-4 усиливаются и детектируются в соответствующих усилителях- преобразователях 5-8, а затем подаются на первые входы магниточувствительных преобразователей 1-4, обеспечивая отрицательную обратную связь по измеряемым составляющим векторов магнитной индукции. Выходные сигналы усилителей-преобразователей б и 7 поступают на входы блока 9 вычитания и блока 11 сложения. С выхода блока 9 вычитания сигнал, пропорциональный измеряемой пространственной производной магнитной индукции, созданной наиболее удаленными источниками матит- ного поля помехи и магнитным полем близлежащего источника полезного сигнала, поступает на градиентные обмотки 13 и 14, полностью компенсируя неоднородность магнитного поля от наиболее удаленного и частично компенсируя - от близлежащего источника магнитного поля. Выходной сигнал блока 11 сложения, пропорциональный однородному магнитному полю, поступает на дополнительные обмотки 15 и 16, осуществляя компенсацию поля в магниточувст- вительных преобразователях 1 и 4. ,Тем самым компенсируются составляющие внешнего однородного магнитного поля в этих преобразователях.

Выходные сигналы усилителей-преобразователей 5 и 8, пропорциональные составляющим векторов магнитной индукции,

созданной близлежащим источником магнитного поля, поступают на блок 10 вычитания, выходной сигнал которого, пропорциональный неоднородности магнитного поля близлежащего источника поля, поступает на регистрирующий прибор 18.

Формула изобретения -(.Способ обнаружения неоднородности

магнитного поля, при котором выбирают четыре точки измерения А, С, D, Е, расположенные на одной оси, измеряют в указанных точках разность проекций вектора магнитного поля на ось измерения, судят

по измеренным разностям проекций о наличии неоднородности магнитного поля, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, выбирают местоположение четырех точек измерения так, что крайние точки

А, Е и средние точки С, D расположены симметрично относительно центральной точки на оси, измеряют векторы магнитной индукции Вд, Be, BD. BE соответственно в точках А, С, D, E, воспроизводят в крайних

точках А и Е компенсационные векторы магнитной индукции ВАК и ВЕК, определяемые по формулам:

BAK (BC-BD)-(BC + BD); ВЕК |к()-{(Вс + Во);

ICD ,

где IAE, ICD - расстояния между точками А и Е, С и D соответственно, а неоднородности магнитного поля судят по измеренным разностям проекций вектора магнитного поля. 2. Устройство для обнаружения неоднородности магнитного поля, содержащее первый, второй, третий и четвертый магни- точувствительные преобразователи, помещенные на жестком немагнитном основании последовательно вдоль одной

оси, первый, второй, третий, четвертый усилители-преобразователи, генератор переменной ЭДС, регистрирующий прибор, причем выходы магниточувствительных преобразователей соединены с первыми

входами соответствующих усилителей-преобразователей, выход генератора переменной ЭДС соединен с вторыми входами усилителей-преобразователей и с вторыми входами магниточувствительных преобразователей, отличающееся тем, что оно содержит первую и вторую градиентные обмотки, первую и вторую дополнительные обмотки, первый и второй блоки вычитания, блок сложения, при этом первая градиентная и первая дополнительная обмотки расположены на первом магниточувствитель- ном преобразователе, а вторая градиентная и вторая дополнительная обмотки-на четвертом магниточувствительном преобразователе, вторые выходы усилителей-преобразователей соединены с первыми входами магниточувст- вительных преобразователей, первые выходы первого и четвертого усилителей-преобразователей - с выходами второго блока вычитания, выход которого соединен с входом

0

регистрирующего прибора, первый выход второго усилителя-преобразователя соединен с первыми входами первого блока сложения и блока вычитания, выходы которого соединены со встречно включенными градиентными обмотками, первый выход третьего усилителя-преобразователя соединен с вторыми входами первого блока вычитания и блока сложения, выходы которого соединены с последовательно соединенными дополнительными обмотками.

Изобретение относится к технике обнаружения, предназначено для использования при поиске кабельных линий с током, утерянных трубопроводов, буров в геологических скважинах, для поиска намагниченных предметов в теле человека, для обнаружения скрытого оружия на контрольных пунктах. Цель изобретения - повышение точности. При проведении измерений выбирают четыре точки, расположенные на одной оси так, что крайние и средние точки расположены симметрично относительно центральной точки на оси. Измеряют векто- ры магнитной индукции в точках. Воспроизводят в крайних точках компенсационные векторы магнитной индукции. Судят о неоднородности магнитного поля по измеренным разностям проекции вектора магнитного поля на ось между крайними точками. Устройство для реализации способа содержит четыре магниточувствительных преобразователя, два блока вычитания, блок сложения, генератор переменной ЭДС, две градиентные обмотки, две дополнительные обмотки, жесткое немагнитное основание и регистрирующий прибор. По- вышениз точности обнаружения неоднородности магнитного поля на фоне однородного магнитного поля и неоднородного магнитного поля помех, созданных наиболее удаленными источниками, обеспечивается использованием дополнительных и градиентных обмоток, воспроизводящих в точках измерения компенсационные векторы магнитной индукции. 2 с.п. ф-лы, 1 ил. Ё