Способ измерения магнитной индукции протонным магнитометром Советский патент 1991 года по МПК G01R33/24 

(21)4477055/21

(22)17.08.88

(46) 30.10.91. Бюл. К- 40

(71)Научно-производственное объединение Рудгеофизика

(72)В.Я.Шифрин, Б.И.Смирнов и Н.Б.Клепер

(53)621.317.44(088,8)

(56)Афанасьев Ю.В., Студенцов И.В., Щепкин А,И, Магнитометрические преобразователи, приборы, установки, - Л,: Энергия, 1972, с. 126-130, 184-185.

(54)СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ ПРОТОННЫМ МАГНИТОМЕТРОМ

(57)Изобретение относится к магнитным измерениям с использованием приборов, основанных на свободной ядерной прецессии,и может быть применено для измерений индукции геомагнитного поля. Цель изобретения - повышение точности измерений. Способ включает периодическую поляризацию рабочего

вещества внешним магнитным полем, изменяющим в каждом цикле свое направление на противоположное, измерение периода свободной прецессии вектора намагниченности рабочего вещества в паузах между циклами поляризации, определение индукции В в текущем цикле по измеренной величине периода, запоминание значения индукции В| и вычисление результирующего значения индукции Во измеряемого магнитного поля в соответствии с математическим выражением BQ 1/4(ЗВ- + + 2В ;м- В;,г) . Предложенная последовательность операций позволяет снизить погрешность измерения, определяемую остаточной намагниченностью материала катушки, создающей магнитное поле поляризации до значений, сравнимых с собственными шумами магнитометра, не искажая при этом полезную информацию об изменчивом измеряемом магнитном поле.

1

(Л

с

Изобретение относится к магнитным измерениям с использованием приборов, основанных на свободной ядерной прецессии, и может быть применено для измерений индукции геомагнитного поля.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

На чертеже представлена блок-схема одного из возможных вариантов устройства для осуществления предложенного способа.

Устройство содержит формирователь 1 тока поляризации, датчик 2, ключ 3,

/

геоочхелоельч 3,

усилитель-формирователь 4, преобразователь 5 период-код, запоминающий блок 6, цифровой вычислитель 7, блок 8 управления, индикаторный блок 9,

Сущность предлагаемого способа состоит.в том,жчто при перемене направления магнитного поля поляризации происходит изменение направления вектора остаточной намагниченности Н- на противоположное .При этом модуль суммарного вектора Н Но периодически уменьшается и увеличивается с одинаковым отклонением от среднего

о оо оо ю

оо

значения Н, Следовательно, измеренные значения индукции В и B j, полученные соответственно после двух соседних циклов поляризации, имеют одинаковые по значению, но противоположные по знаку отклонения от среднего значения В0. Учитывая, что измеряемое поле HQ может изменяться по модулю и направлении) относительно вектора остаточной намагниченности Ност(это особенно -характерно для условий работы аэромагнитометров), вы- .числение результата измерения В0 в каждом цикле необходимо проводить с учетом разницы приращений значений индукции, измеренных после трех последовательных циклоп поляризации, последний из которых - текущий,

ТО ЕСТЬ

В

5(ЗВ. - 2В,-,,- В{„2),

где В - значение индукции, измеренное после 1-го цикла поляризации.

При осуществлении предложенного способа формирователь t тока поляризации вырабатывает ток поляризации, протекающий по катушке датчика 2 в одном ия двух направлений, После выключения тока ключ 3 подключает к катушке датчика 2 усилитель-формирователь 4, открываемый на время поляризации. Усиленный и сформированный сигнал прецессии поступает на вход преобразователя ,5 период-код, где происходит измерение периода и формирование результата измерения в цифровом коде. Полученный результат измерения периода преобразуется с. помощью вычислителя 7 в значение магнитной индукции В , которое запоминается запоминающим блоком 6. Полученное значение В; вместе с двумя предыдущими результатами В;( и , которые извлекаются из запоминающего блока 6 поступают в вычислитель 7, вычитающи конечный результат текущего измерения В0. Вычисленное значение индукци В0 передается в индикаторный блок 9. После измерения периода преобразователя 5 период-коц и запоминания ре

где В{

зультата В- блок:8 управления вновь отключает усилитель-формирователь 4 от датчика 2 с помощью ключа 3 и включает формирователь 1 тока поляризации, вырабатывающий ток поляризации противоположного направления. t

Формирование отсчетов значений индукции с учетом значений, измеренных в текущем и двух предыдущих циклах измерения при изменении направления магнитного поля поляризации, позволяет снизить погрешность измерения индукции, определяемую остаточной намагниченностью материала катушки датчика, до значений, сравнимых со случайными отклонениями результатов измерений, определяемых собственным шумом магнитометра, не искажая при этом полезную информацию об изменчивом измеряемом магнитном поле.

Формула изобретения

Способ измерения магнитной индукции протонным магнитометром, включающий периодическую поляризацию рабочего вещества внешним магнитным полем и-измерение периода свободной прецессии вектора намагниченности рабочего вещества в паузах между циклами поляризации, по которому определяют индукцию измеряемого поля, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, при каждом включении внешнего магнитного поля изменяют его направление на противоположное, запоминают значение индукции, определенное после текущего цикла поляризации и по значениям,; определяемым после двух предыдущих цикле поляризации- вычисляют результирующее значение индукции в текущем цикле измерения в соответствии с математическим выражением

Вв - J(3B; + 2В.- В..р,

значение индукции, измеренное после 1-го цикла поляризации .