Струнный магнитометр Советский патент 1976 года по МПК G01R33/02 

(54) СТРУННЫЙ МАГНИТОМЕТР

1

Магнитометр может быть использован для измерение магнитной восприимчивости слабомагнитных веществ.

Известен струнный магнитометр, содержщий струну, опору ее верхнего конца, магнит возбуждения струны, электроикый усилитель и частотомер. Одиако чувствитель ность его ограничивается добротностью и стабильностью частоты колебаний струны, конструкция сложна, так как при каждом измерении необходимо подвешивать образец для измерения силы его вэаммЬдействия с магнитом ,

Цель изобретения - повьпиение чувствительности и упрощение конструкции.

Предлагаемый магнитометр снабжен постояннь1М микромагнитом, подвешенным к нижнему концу струны, причем участок стрны в зазоре магнита возбуждения выполнен тоньше остальной части ;стру ны.

На чертеже представлена схема устройства.

Струна 1 мЬжет быть выполнена, например, в виде вольфрамовой нити диаметром 15-5О мкм и в зазоре постоянного

магнйта,воэб жДвния 2 имеет участок дп№-ирй менйе 5 мм и диаметром менее 5 мкм. V BepxHHNf концом струна укреплена в oncv ре 3, а к ее нижнему концу подвешен высококе |рШ1 тИвнь1й гтостоянный микромагThiT 4, например, из сплава самарий-кобальт Струна включена в цепь обратной связи электронногЪ усилителя 5 так, что она сама, магнит 2 и усилитель 5 образуют струн рый г§н.вратор 6, частота колебаний которого регистрируется частотомером 7.. Магнит4 закреплен относительно корпуса 8 растяжками 9 и 1О, например, из воль4ч5амовой нити 15-5О мкм. Элементы магнитометра находятся внутри вакуумированного корпуса 8, причем микромагнит 4 расположен в непосредственной близости от тонкостенного немагнитного окна 11, к которому -прикладывают испытуемый образец 12 произвольной формы за исключением одной из сторЪн, представляющей собой плоскость, причем объем образца во много раз превышает объем микромагнита 4.

Устройство работает следующим образом.

В отсутствие образца струнный генератор б возбуждается/на резонансной частоте струны, которая опрелеляется величиной осевого натяжения микромагнитом 4 и длиной тонкого участка струны i.При приложении к окну 11 образца по следний оказывается в постоянном неоднородном магнитном поле микромагнита и, следовательно, к нижнему концу струны прикладывается дополнительное усилие, поскольку между образцом и подвижным микромагнитом возникает сила притяжения, которая увеличивает осевое натяжение струны, а. следовательно и частоту колебаний

струнного генератора 6, что и регистрируется частотомером 7.

При выбранных соотношении объемов образца и микромагнита 4 и расстоянии между ними их взаимодействие, как показано в магнитостатике, эквивалентно взаи- модействию магнитного полюса с бесконечным полупространством, т. е. не зависит от формы образца.

Использование в качестве источника неоднородного магнитного поля высококоэр- цитивного, например самарийкобапьтового, микромагнита, жестко связанного с воспринимающим элементом-струной и создающего на внешней поверхности окна 11 напря ,

женность поля Н и его градиент , приводит к повышению абсолютной чувствительности магнитометра, которая прямо пропорциональна Н и -г-г источника маг нитного поля, используемого в магнитомет ре.

Выполнение рабочего участка струны длиной менее 5 .мм и диаметром менее 5 ,мкм (например, электролитической полировкой) повышает добротность и стабильность струны, так как уменьшается количество дефектов кристаллической решетки. При этом повышается абсолютная чувствительность магнитометра, которая обратно пропорциональна длине струны и площади ее поперечного сечения.

Ф о р м у л а . и 3 о б р е т е Н и я

Струнный магнитометр, содержащий струну, опору ее верхнего конца, магнит возбуждения струны, электронный усилитель и частотомер, отличающийс я тем, что, с целью повышения чувствительности и упрощения конструкции, он снабжен постоянным микромагнитом, под вешенным к нижнему концу струны, причем участок струны в зазоре магнита возбуждения вьшолнен тоньше остальной части струны.

I-