СВЕРХПРОВОДЯЩИЙ МАГНИТОМЕТР Советский патент 1970 года по МПК G01V3/40 

Предложенный магнитометр может быть иснользован для измерения напряженности средних и сильных магнитных полей.

Известен магнитометр для измерения напряженности слабых магнитных полей, содержащий параметрический усилитель и подключенную к его входным зажимам сверхпроводящую измерительную катушку.

Это устройство не может быть использовано для измерения напряженности сильных магнитных полей из-за ограничивающего действия тока, наведенного в сверхпроводящей измерительной катушке, и внешнего магнитного поля.

Предложенный магнитометр отличается от известного тем, что сверхпроводниковый усилитель расположен в дополнительной сверхпроводящей катушке и помещен внутрь замкнутого сверхпроводящего экрана. Это позволяет значительно расширить дианазон измерений напряженности магнитного поля в сторону сильных магнитных полей.

На чертеже представлена схема предложенного магнитометра.

Магнитометр выполнен на криотронном усилителе постоянного тока /, к входным зажимам которого подключена сверхпроводящая измерительная катушка 2. Усилитель / расположен в дополнительной сверхпроводящей катушке 3 таким образом, что в управляющих

цепях криотронов усилителя и катушки магнитные поля параллельны. Усилитель / с катушкой 3 помещен внутрь замкнутого сверхпроводящего экрана 4.

Устройство находится в криостате с жидким гелием при температуре рабочего режима криотронного усилителя /. Из криостата выведены токопроводы к зажимам питания 5 и выходным зажимам 6 усилителя / и концы 7

катушки 3. В рабочем режиме концы 7 катушки могут быть закорочены сверхпроводником.

Сверхпроводящий магнитометр работает следующим образом.

До помещения катушки 2 в измеряемое магнитное поле при отсутствии тока через катушку и в рабочем режиме усилителя 1 на выходных зажимах 6 напряжение отсутствует. При введении катушки 2 в измеряемое магнитное поле за счет идеальных диамагнитных свойств экрана 4 измеряемое поле будет воздействовать лишь на катушку 2. При этом в замкнутом сверхпроводящем контуре, состоящем из катушки 2 и входной цепи усилителя:

1, наведется незатухающий ток, пропорциональный напряженности измеряемого поля, н на выходе усилителя / появится напряжение. Затем через катушку 3 пропускают ток, направленный противоположно незатухающему

на выходе усилителя / вновь отсутствовало иапряжение. О величине измеряемой напряженности магнитного поля судят по величине компенсирующего тока в катушке 3 и по парЭ метрам катушки 2.

Для того чтобы устройство вновь оказалось в исходном состоянии, отключают ток, протекаюший через катушку 3, и переводят магнитометр в нормальное состояние, например приподняв его над уровнем жидкого гелия. Тогда во входном контуре ток затухнет, а захваченный экраном 4 в сверхпроводящем состоянии поток рассеется.

В области, где происходит измерение напряженности магнитного поля, не должно сказываться влияние экрана 4, поскольку, находясь

в сверхпроводящем состоянии, он может явиться источником неоднородности для измеряемого поля. Этим определяется длина сверхпроводящих проводников, соединяющих катущку 2 с входной цепью усилителя /.

Предмет изобретения

Сверхпроводящий магнитометр, содержащий сверхпроводниковый усилитель и входную сверхпроводящую катушку, отличающийся тем, что, с целью расщирения диапазона измерений напряженности магнитного поля в сторону сильных магнитных полей, сверхпроводниковый усилитель расположен в дополнительной сверхпроводящей катушке и помещен внутрь замкнутого сверхпроводящего экрана.

1