Способ измерения амплитуды переменного магнитного поля Советский патент 1976 года по МПК G01V3/14 

1

Способ измерения магнитного поля может применяться в геологоразведке, в радиоизмерениях и метрологических исследованиях.

Известен способ измерения амплитуды переменного магнитного поля (АПМП) квантовым магнитометром. Известный способ измерения АПМП основан на наблюдении магнитного резонанса при облучении ячейки поглощения магнитометра радиополем в направлении, перпендикулярном действию измеряемого поля и оптического луча возбуждения. Существенно для известного способа то, что частота внешнего генератора, индуцирующего резонанс, модулируется с частотой, близкой к измеряемой. Известный способ измерения АПМП сложен, а в некоторых случаях, при использовании рабочих веществ в магнитометрах, не обладающих линейным коэффициентом преобразования (например, изотопы калия, рубидия), возможны значительные погрещности измерений от наблюдающихся «ложных резонапсов.

Цель изобретения - повыщение точности измерений АПМП при максимально возможной технической простоте и автоматизации процесса.

Это достигается тем, что по предлагаемому способу на ячейку поглощения с рабочим веществом, находящуюся в известном постоянном магнитном поле Во и соответствующем

ему резонансном радиополе с частотой (j), а также и в измеряемом магнитном поле В , накладывается попеременно согласное, а затем противодействующее по отнощению к Во дополнительное постоянное магнитное поле ASo, соответствующее максимальной и минимальной частотам отклонения собственной частоты прецессии спинов в суммарном поле. Моменты Соответствия могут точно фиксироваться на фотодетекторе (по узлам биений) . АПМП определяется из полусуммы этих дополнительных полей очень точно. Погрешность измерения предлагаемым способом не превосходит 0,1 ширины линии магнитного резонанса при неизменной АПМП.

Па чертеже показали квантовый магнитометр, реализующий предлагаемый способ.

Он включает в себя преобразователь (датчик) обычного Мг-магнитометра 1, нуль-индикатор 2 (осциллограф), генератор 3 стабильной радиочастоты и источник 4 дополнительного постоянного магнитного поля ДВо.

После включения и прогрева аппаратуры настраивают генератор радиополя на основной резонанс, соответствующий постоянному магнитному полю Во, при этом наблюдаются нулевые биения с периодом Vs (где Q -

частота измеряемого лоля). Увеличивая постоянное поле с помощью источника 4, можно добиться того, что биения попарно сходятся и период их повторения становится . При этом частота ооо генератора 3 соответствует частоте минимального отклонения. В этот момент производится измерение дополнительного постоянного магнитного поля +ЛВо. Уменьшая далее постоянное поле и вновь добиваясь появления нулевых биений с периодом 1/й, производят измерение дополнительного магнитного поля -ЛВо. Полусумма этих значений равна амплитуде измеряемого магнитного поля

|+АДо1 + 1-АДр

5,

Формула изобретения

Способ измерения амплитуды переменного магнитного поля путем облучения ячейки поглощения радиополем в направлении, перпендикуляриом действию измеряемого поля и оптического луча возбуждения, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона измерений, настраивают частоту генератора радиополя на резонанс до получения на нуль-индикаторе нулевых биений с периодом Va, последовательно увеличивают и уменьшают величину постоянного магнитного поля до получения нулевых

биений с периодом 1/Q и из полусуммы его значений определяют амплитуду переменного магнитного поля.