КВАНТОВЫЙ МАГНИТОМЕТР Советский патент 1974 года по МПК G01V3/08 

1

Изобретение относится к устройствам, измеряющим напряженность слабых магнитных полей, и может использоваться для геофизических исследований.

Известен квантовый магнитометр, состоящий из магнитометра-генератора, генератора опорной частоты, фазового детектора, катущки обратной связи (ОС) и регистратора. Вследствие того, что измеряемое магнитное поле и поле катушки ОС складывается векторно, а частота магнитометра-генератора определяется модулем суммарного поля, ток в катушке ОС зависит от ориентации ее оси относительно измеряемого поля.

Недостатками известного магнитометра являются необходимость калибровки по чувствительности для каждой отдельной ориентации поля относительно катушки ОС; кроме того требуется знать эту ориентацию и зависимость амплитуды и фазы переменной составляющей магнитного поля от ориентации.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

Для этого в предлагаемый магнитометр введены смеситель с фильтром низкой частоты, на входы которого подключены выходы магнитометра-генератора и генератора опорной частоты, а выход подключен к фазовому детектору, и управляемый генератор, рыход которого соединен с входом фазового

детектора, а вход - с выходом фазового детектора.

На чертеже показана блок-схема описываемого магнитометра.

Он содержит магнитометр-генератор 1, генератор 2 опорной частоты, смеситель с фильтром 3 низкой частоты, управляемый генератор 4, фазовый детектор 5 и регистратор 6.

Магнитометр работает следующим образом. Магнитометр - генератор 1 имеет частоту соо, зависящую от напряженности измеряемого поля Но. Генератор опорной частоты имеет

частоту (Ог. На смеситель с фильтра 3 низкой частоты подаются сигналы с этих генераторов и на выходе выделяется сигнал с разностной частотой и сос-Шг. Этот сигнал подается на фазовый детектор

5, на второй вход которого подается сигнал с управляемого генератора с частотой Qy. Нри соединении выхода фазового детектора со входом управляемого генератора замыкается цепь обратной связи системы автоматической

подстройки частоты. Нри этом частота Qy управляемого генератора становится равной разностной частоте Q. Регистратор 6 измеряет управляющее напряжение, подаваемое с фазового детектора 5 на управляемый генератор. Частота управляемого генератора однозначно зависит от управляющего напряжения, тогда и напряжение является однозначной функцией частоты. По известной частоте генератора опорной частоты и измеряемому входному напряжению управляемого генератора 4 определяется измеряемое магнитное поле в каждый момент времени.

Предмет изобретения

Квантовый магнитометр, содержащий магнитометр-генератор, генератор опорной частоты, фазовый детектор, регистратор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены смеситель с фильтром низкой частоты, на входы которого подключены выходы магнитометра-генератора и генератора опорной частоты, а выход подключен к фазовому детектору, и управляемый генератор, выход которого соединен с входом фазового детектора, а вход - с выходом фазового детектора.