ЯДЕРНЫЙ ПРЕЦЕССИОННЫЙ МАГНИТОМЕТР Советский патент 1964 года по МПК G01V3/14 G01R33/24 

Известны ядерные прецессионные магнитометры, содержащие датчик с рабочим веществом, высокочастотный генератор и усилительно-регистрирующий блок. В этих приборах процесс предварительной поляризации рабочего вещества датчика и измерение сигналов свободной прецессии протонов последовательны во времени.

В предложенном магнитометре создают неравновесную намагниченность в плоскости, перпендикулярной измеряемому полю. С помощью поворачивающих импульсов малой длительности вспомогательного магнитного поля совмещают во времени процессы поляризации ядер рабочего вещества датчика и измерения сигналов свободной прецессии. Для этого в магнитометре на входе установлен блок формирования поворачивающих импульсов вспомогательного магнитного поля и генератор запускающих импульсов, управляющий элементами коммутации.

В магнитометре устаиовлен блок, синхронизирующий работу генератора запускающих импульсов сигналом свободЕЮй прецессии.

На чертеже показана блок-схема магнитометра.

Магнитометр состоит из датчика /, высокочастотного генератора 2, генератора запускающих импульсов 3, блока фор рования 4 поворачивающих импульсов, элементов коммутации 5, усилителя 6 сигналов свободной прецессии, устройства 7 для измерения и за-

ниси величины магнитного поля Яо по изменению частоты сигналов свободной прецессии, блока питания 8.

Датчик 1 включает ампулу 9 рабочего вещества и две коаксиальные катущки 10 и 11, предназначенные для создания вспомогательного высокочастотного поляризирующего магнитного поля и для приема сигнала свободной прецессии ядер рабочего вещества. В качестве рабочего вещества используется раствор дисульфоната пироксиламина (SO3)2 в дистиллированной воде, в котором имеется стабилизатор NagCOs, в присутствии которого время жизни радикала Ыб{5Оз) увеличивается до двух месяцев при температуре 20°С.

Требуемый период рабочего цикла задается генератором запускающих импульсов, который может работать или в режиме автоколебаний (асинхронный режим работы), или в режиме синхронизациц сигналом свободной прецессии.

Полный рабочий цикл магнитометра делится на три последовательных периода. В течение первого периода происходит динамическая поляризация ядер рабочего вещества и одновременно нроизводится измерение сигнала свободной прецессни.

В течение второго периода происходит создание нерав 1овесной намагниченности в плоскости, перпендикулярной измеряемому полю с помощью поворачивающего импульса малой длительности вспомогательного магнитного поля и одновременное «разрушение не успевшей затухнуть до нуля прецессирующей составляющей. В течение третьего периода происходит неадиабатическое выключение вспомогательного поворачивающего импульса магнитного поля и затухает нестационарный процесс, вызванный этим выключением.

При работе магнитометра в асинхронном режиме форма поворачивающих импульсов выбирается близкой к треугольной. Поворачивающее поле создается при помощи катушки 11, с которой после его выключения снимается сигнал свободной прецессии. Периодическое подключение катушки 11 к выходу блока 4 формирования поворачивающих импульсов, а затем ко входу усилителя 6 осуществляется элементами коммутации 5, работой которых управляет генератор запускающих импульсов 3.

Кроме того, предложенный магнитометр может работать в синхронном режиме. Для этого в магнитометре устанавливается дополнительный блок 12, синхронизирующий работу генератора запускающих импульсов сигналом свободной прецессии. В этом режи1ме работы форма поворачивающих импульсов близка к прямоугольной.

Использование предложенного магнитометра позволяет получить составляющую обндей погрешности измерения, обусловленную конечной величиной отношения сигнал-шум, не

превыщающую . Скорость измерений при этом увеличивается до 10 измерений в секунду и более при синхронном режиме работы. Интервал времени, необходимый для создания неравновесной намагниченности и затухания нестационарных процессов после выключения поворачивающего поля, составляет не более 0,1 от времени измерения.

Предмет изобретен и я

1.Ядерный прецессионный магнитометр, содержащий датчик с рабочим веществом, высокочастотный генератор и усилительно-регистрирующий блок, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени и увеличения точности измерений, в нем на входе установлен блок формирования поворачивающих импульсов вспомогательного магнитного поля и генератор запускающих импульсов, управляющий элементами коммутации.

2.Магнитометр по п. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения синхронного режима работы, в нем установлен блок, синхронизирующий работу генератора запускающих импульсов сигналом свободной прецессии.

LJ