Струнный магнитометр Советский патент 1979 года по МПК G01R33/02 

(54) СТРУННЫЙ МАГНИТОМЕТР

Изобретение может быть использовано для измерения магнитной восприимчивости слабомагнитных веществ В основном и.зрбоетении к авт.св. №509849 описан струнный магнитометр который с целью повышения чувствительности и упрощения конструкции снабжен цостоянным микромагнитом, подвешеннь1М к нижнему концу струны, причем участок струны в зазоре магнита возбуждениявыполнен тоньше остальной части струны. Однако чувст вительность известного магнитометра ограничена флуктуационным перемете нйем пбдвёшеиного магнита. Целью язо етения является повЫще ние чувствительности струнного магни тометра. Это достигается тем, что в корпус магнитометра, содержащий магнит возбуждения,, струну, участок которой в зазоре возбуждения выполнен; тоньше остальной ее части, опору верхнего конца струны, постоянный микромагнит подвешенный к нижнему концу струны, электронный усилитель и частотомер, введен микровинт, к нижнему концу которого прикреплена опора верхнего конца Струны. На чертеже предсГтавлена функциональная структурная.схема устройства. Струна 1 выполнена, например, из воль амовсй нити диаметром 15-50 мкм и в зазоре постоянного магнита возбуждения 2 струна 1 имеет участок длиной менее 5 кш и диаметром менее 5 мкм..Верхним, своим концом струна 1 укреапена в опоре 3, а к нижнему концу струны 1 подвеше.н вы.сококоэрцитйвный постоянный микромагнит 4, на1фймер, из сплавасамарий - кобальт. Струна 1 включена в цепь обратной связи электронного усилителя 5 так, что она сама, магнит 2 и усилитель 5 образуют струнный генератор 6, частота колебаний которого регистрируется частото «ером 7. Микромагнит 4 относительно корпуса В закреплен с помощью растяжек 9 и 10, выполненных, например, из вольфрамовой нити диаметром 15-50 мкм, и располагается в непосредственной, близости от тонкостенного немагнитного окна 11, к которому прикладывается испытуемый образец 12 произвольной формы за исключением одной из сторон, представляющей собой плоскость, причем объем образца во много раз превышает объем ишкромагнита 4. В корпус 8, ,помимо струны I, магнитов vi 4, опоры 3, усилителя 5 и растяжек 9 и 10, введён микровинт 13, к нйжнему концу которого прикреплена опора верхнего конца струны. Устройство работает следующим образом. При отсутствии образца 12 генератор 6 возбуждается на собственной частоте резонансной, определяемой параметрами тонкого участка струны 1 и микромагнита 4. Затем с помощью микровинта ГЗ микромагнит 4 опускает ся до прикосновения с окном 11, что регистрируется по уменьшению частоты генератора 6 на несколь о процентов (до 10%). При приложений к окну 11 Образца 12 последний оказывается в -1Гегойнб{ одном Магнитном поле магнита 4; возникает сила притяжеййя ШяШУ образцом 12 и шкpoмaгнитoм 4 и, сле довательно, к нижнему концу струны 1 прикладывается дойолнительноё усилие Однако при этом увеличения осевого натйжения струны 1 и соответственноизменения частоты генератора 6 не происходит, так как магнит 4 и образец 12 находятся в механическом контакте ч:ерёз окно 11. Затем С пОНОЩйЮ мйкровинта 13 натягивают струну 1 с тем, чтобы оторвать микромагнит 4 от окна 11, а точнее от образца 12. При этом частота генератора 6 будет увеличиваться до тех пор, пока микро Магнит 4 на оторвется от окна 11. В Момент отрыва частота колебанийгене ратора 6 резко уменьшится. По максимальному значению частоты в момент отрыва судят о силе взаимодействия микромагнита 4 и образца 12, которая равна внешней силе, приложенной к мИкромагниту 4 для отрыва его от образца 12 в момент отрыва. Поскольку cViJia взаимодёйс1гвйя микромагнита 4 и образца 12, возрастая с уменьшением расстояния между ними по кубическому закону; максимал йа при их непосредственном контакте, TOj естестйенно, то максимальная чувствительность магнитометра обеспечивается в оссутствие окна 11 при непосредственном приложении образца 12 к микромагниту 4. В этом случае устройство работает следующим образом. В отсутствие, образца 12 генератор 6 возбуждается на собственной резонансной частоте. Затем к микромагниту 4 прикладывается образец 12 до механического контакта между ними, что регистрируется по уменьшению частоты генератора 6 на несколько процентов (до 10%). Затем микровинтом 13 прикладывается внешняя сила для отрыва микромагнита 4 от образца 12, которая в момент отрыва (резкое уменьшение частоты генератора 6) равна силе взаимодействия между магнитом 4 и образцом 12. Чувствительность предлагаемого устройства при длине утоненной части струны 12 мм и ее диаметре 1 мкм составляет 1,2x10Г/гц, что почти в 500 раз превышает чувствительность магнитометрапо основному изобретению. Введение Микровинта в-магнитометр по aJBT.cB. 509849 позволяет значительно повысить его чувствительность, поскольку образец и магнит находятся в механическом контакте, что исключает ограничение чувствительности, связанное с воздействием микровибраций, а приведение образца и магнита в непосредственный контакт приводит к увеличению силы их взаимодействия. Формула изобретения Стр унный магнитометр по авт.св. №509849, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения его чувствительности, в корпус магнитометра введен микровинт, к нижнему концу которого прикреплена опора верхнего конца струны.