МАГНИТНАЯ ВАРИАЦИОННАЯ СТАНЦИЯ Советский патент 1973 года по МПК G01V3/40 

1

Изобретение относится к области измерения магнитны.х вар-наций и может быть использовано в магнитных обсерваториях для осуществления автоматической обработки магнитных вариаций в процессе их регистрации.

Известны магнитные вариационные станции, предназначенные для регистрации вариаций магнитного поля. Иедостаток этих станций состоит в том, что в них информация о вариациях магнитного поля представлена в виде фотозаписи на магнитограмме, которая в дальнейшем подвергается трудоемкой обработке с целью получения мгновенных, среднечасовых и среднесуточных значений магнитных элементов, выраженных в гаммах.

Обработка записи вариаций магнитных элементов сводится к операциял снятия с магнитограмм мгновенных или среднечасовых значений ординат (в миллиметрах), умножения этих ординат на соответствующие цены делений, прибавления базисных значений, контролируемых абсолютными наблюдениями, и вычитания чисел, пропорциональных 100. Полученные цифры записываются в специальные таблицы среднечасовых значений, из которых затем путем суммирования и деления на 24 находят среднесуточные часовые значения.

Цель изобретения - автоматизация обработки информации.

В предлагаемой магнитной вариационной станции эта цель достигается за счет установки па фоторегистраторе дополнительных осветителей аналого-цнфрового преобразователя и

блока управления счетом, на выходе которого включены счетчики импульсов, подключенные к дополнительному регистратору.

На фиг. 1 представлена схема расположения основных узлов станции; на фиг. 2 показана

оптическая схема станции.

Магнитная вариационная станция содержит, например, три кварцевых вариометра 1, 2 i 3, предназначенных соответственно для регистрации вариаций X, У и Z, основной осветитель

4 и три дополнительных осветителя 5, б и 7, расположенных на передней стенке фоторегистратора 8. Иа фоторегистраторе установлен валик 9 с в;1нтовой червячной нарезкой в двух направлениях. Вращение валика осуществляется от синхронного электродвигателя Ю. Вдоль валика совершает возвратно-поступательные горизонтальные перемещения каретка /7 с тремя фоточувствнтельными элементами 12, 13 и 14, например фотодиодами.

С валиком 9 жестко связан диск 15, на котором нанесены отверстия, расположенные равномерно по окружности. С одной стороны диска непосредственно против отверстий установлена осветительная лампочка 16, а с прот-ивоположной стороны диска - фотодиод П.

На корпусе фоторегистратора 8 укреплены два микровыключателя 18 и W, включение которых осуществляется непосредственно движущейся кареткой в моменты, когда каретка достигает крайних положений на валике.

Регистрирующий блок для автоматической обработки информации содержит формирователь 20 импульсов, блок 21 управления счетом, блок 22 счетчиков мгновенных значений, блок 23 счетчиков среднечасовых значений, блок 24 счетчиков среднесуточных значений, блок 25 делителей, блок 26 уоравления регистратором, регистратор 27 и блок 28 усилителей.

Дополнительные осветители 5, 6 и 7 имеют возможность перемещения по горизонтали. Точная установка осветителей с учетом базисных значений каждого элемента производится с помощью трех щкал 2, 30 и 31, укрепленных на передней стенке фоторегистратора.

Оптический ход световых лучей представлен на фиг. 2. Основной осветитель служит для одновременного освещения трех вариометров, причем световые лучи, отраженные от вариометров, располагаются на одной высоте, и, пройдя через щель фоторегистратора, прямоугольную призму 32 и цилиндрическую линзу 33, фокусируются на барабане 34, образуя стандартную фотозапись магнитных вариаций. Осветители дополнительные располагаются на передней стенке фоторегистратора на различной высоте, причем каждый осветитель служит для освещения только одного вариометра. Световые лучи, сформированные допол-нительными осветителями, отраженные от соответствующих вариометров, располагаются на различной высоте соответственно расположению фотодиодов 12, 13 и 14 на движущейся каретке.

Принцип работы устройства, осуществляющего автоматическую обработку магнитных вариаций, основан на измерении расстояний от бликов, образованных световыми лучами, отраженными от вариометров, до некоторой условной базисной линии, фиксирующей, положение движущейся каретки в момент, когда происходит включение микровыключателя 18 и начинается счет импульсов, и преобразовании этих расстояний в пропорциональные числа импульсов, регистрируемые соответствующими счетчиками.

Преобразование величины перемещения каретки или числа оборотов валика в соответствующее число импульсов производится с помощью формирователя импульсов следующим образом. При вращении валика с диском световые импульсы с фотодиода 17 поступают в 6vioK формирователя импульсов 20, с которого токовые импульсы подаются в блок управления счетом, а с последнего - в блоки счетчиков мгновенных значений, среднечасовых значений и через блок делителей в блоки счетчиков среднесуточных значений. Блок управления счетом пропускает импульсы по каждому

отдельному каналу только в период прохождения каретки с фотодиодами /2, 13 и 14 от микровыключателя 18 до момента пересечения соответствующих фотодиодов с подвижными бликами, отраженными от вариометров. Счет начинается в момент нажатия каретки на микровыключатель Ш, кончается по каждому отдельному каналу при пересечении фотодиодом светового блика, отраженного от соответствующего вариометра. При этом электрические сигналы с фотодиодов 12, 13 и 14 проходят через блок усилителей и дают команды на окончание счета по соответствующим каналам блока управления счетом. При нажатии каретки на исполнительный микровыключатель 19 блок управления регистратором обеспечивает подачу соответствующих команд в регистратор 27 для регистрации мгновенных, среднечасовых и среднесуточных значений трех магнйтных элементов.

Мгновенные значения ординаг регистрируются в цифровом коде, показывающем число импульсов, пропущенных соответствующими счетчиками мгновенных значений за одно прохождение каретки.

Получение среднечасовых значений трех магнитных элементов в гаммах достигается тем, что цены делений всех вариометров, число возвратно-поступательных перемещений каретки в час, а также число импульсов, выдаваемых формирователем импульсов при смещении каретки на единицу длины, подобраны с таким расчетом, чтобы накопленные соответствующими счетчиками-накопителями за час

числа импульсов, деленные на 100, были равны среднечасовым значениям ординат в гаммах, отсчитанным от некоторого условного базисного уровня, приходящегося на начало счета импульсов, причем команда на печатание и сброс накопленных счетчиками цифр подается в конце каждого часа, после того как каретка совершит соответствующее число перемещений. Перечисленные параметры подбирают по формуле

п-т 100

где е - цена деления вариометра, гамм1мм;

п - число импульсов, выдаваемых формирователем импульсов при смещении каретки на I мм; т - число перемещений каретки, час. Устройство обеспечивает получение среднечасовых значений трех магнитных элементов в гаммах с учетом их абсолютных значений и одновременного вычитания чисел, пропорциональных 100. Достигается это тем, что дополнительные осветители для каждого из вариометров установлены относительно световых лучей, отраженных от соответствующих вариометров, так, что базисные значения каждого из вариометров, приходящиеся на условную базисную линию, с которой начинается счет импульсов, соответствуют числам, пропорциональным 100,

При изменении базисного значения какоголибо ИЗ вариометров соответствующий осветитель смещается по горизонтали так, что базисное значение этого вариометра, приходящееся на начало счета импульсов, вновь соответствует числу, пропорциональному 100.

Среднесуточные значения трех магнитных элементов в гаммах регистрируются тремя дополнительными счетчиками-накопителями, включенными параллельно счетчикам, регистрирующим среднечасовые значения, причем импульсы на эти счетчики поступают через делители на 24, а соответствующие команды на регистрацию и последующий сброс результатов поступают раз в сутки.

Автоматическая обработка магнитных наблюдений на всей сети магнитных обсерваторий может дать существенный экономический эффект и позволит ликвидировать наиболее трудоемкую часть технической работы по обработке магнитограмм. Важная особенность предлагаемой станции состоит в том, что автоматическая обработка данных производится

одновременно с получением аналоговой фотозаписи на магнитограмме, причем регулировка базисных значений различных вариометров производится с помощью дополнительных осветителей. Благодаря этому при регулировке дополнительных осветителей базисные значения вариометров на магнитограмме не нарущаются.

Предмет изобретения

Магнитная вариационная станция, содержащая магнитные вариометры и фоторегистратор, отличающаяся тем, что, с целью осуществления одновременно с фотозаписью на магниторрамме автоматической обработки информации, в нее введены аналого-цифровой преобразователь, состоящий из осветителей, соответствующих им фотоэлементов, установленных на сканирующей каретке, и формирователя импульсов, и блок управления счетом, на выходе которого включены счетчики импульсов, подключенные к дополнительному регистратору.