Магнитометр парощелочной Советский патент 1980 года по МПК G01V3/14 G01R33/08 

(54) ПАРОЩЕЛОЧНбЙ МАГНИТОМЕТР

Изобретение относится к области магнитных измерений и может быть использовано в метрологических системах для поверки и аттестации различного типа серийно выпускаемьга: магнитометров, катушек магнитной индукции, а также в лабораторных исследованиях. Известен магнитометр с оптической на качкой у., который. содержит источник света, оптическую систему, ячейку поглонхенйя с атомами рабочего вещества, фото детектор и две катушки: радиочастотную и вспомогательную, причем бсь первой ка.тушки пфаллельна вектору магнитного по,ля, а ось второй - пёрпендикул5фна. Радиотехническая часть устройства содержит два генератора: кварцевый с частотой J подключенный к вспомогательной катушке, и генератор радиочастотного поля, управляемой напряжением с выхода фазового детектора, выход которого подключен к радиочастотной катушке, питаемой напряжением с частотой $(о,).

xл Mile:.a.,.,ж,,ш,,,,.s

-ч-Лссиали --.1.,.1

. -fe Радиотехническая часть устройства содержит два генератора: кварцевый, на одну частоту J подключенный к вспомогательной катушке, и генератор, управляемый напряжением с фазового детектора, с частотой п(, Аподключенный к радиочастотной катушке. Ген ератор низкой частоты дает опорный сигнал для фазового детектора и одновременно сигнал для сканирования частоты управляемого генератора. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является магнитометр |2, содержащий источник излучения, оптическую систему, ячейку поглощения, фотоприемник, согласующий усилитель, подключенный к выходу фотоприемника, низкочастотный модулятор с модуляционной катущкой, фазовый детектор, входы которого подключены к выходам согласующего усилителя и низкочастотного модулятора, управляемый генератор радиочастоты, соединенный с радиочастотной катушкой, блок управления, выход которого соединен С л 37483204 xon M генератора радиочастоты, и регист-зисинусоидальный сигнал - к радиочастотратор.,.ной катушке б. Недостатком известных устройств яв-Прёйлйгаемое устройство работает слеляется то, что их выходные сигналы со-дующим образом. держат не только основной сигнал на час-Световойпоток излучателя 1, падаютоте, пропорциональной величины измеря-ший на линзу 2, проходит через пояяризаемогх поля, но и побочный сигнал, обус-тор 3. Циркулярно поляризованный светоловленный сверхтонкой структурой и сни-вой поток от поляризатора 3 поступает жающий точность измерения.ца ячейку 4 поглощения, наполненную паЦелью изобретения является повыше- 10рами щелочного металла. Поглощая кванниё точности измерений,ты света, ансамбль щелочных атомов Цель достигается тем, что в предлага-ляризуется, тем самым, создавая возможемый магнитометр дополнительно введеныность последующих энергетических передва преобразователя код-квазисинусоидаль-ходов между зеемановскими подуровнями, ный сигнал, делитель частоты, фазосдвига- 15 момент совпадения частоты f - генекадии блок и вторая радиочастотная катуш-ратора 13 радиочастоты о частотой зеемака, расположенная ортогонально к первой.новских переходов происходит поглощение При этом выход генератора радиочастоты - световой энергии, фиксируемое фотоприемсоединен с делителем частоты, один вы-ником 8. Измеряемое магнитное поле скаход которого подключен через преобразова-20нируется модуляционной катушкой 7, подтель код-квазисинусоидальный сигнал кключенной к низкочастотному модулятору первой радиочастотной катушке, а второй-Ю. Повторяющийся сигнал с выхода фочерез фазосдвигающий блок и второй пре-топриемника через согласующий усилитель образователь код-квазисинусоиальный сиг-9 поступает на фазовый детектор 11. Сигнал - ко второй радйочастотно1й катушке. 25нал с выхода фазового детектора при по, .- :МОЩИ блока 12 управляет генератором 13 На чертеже представлена блок-схемарадиочастоты. магнитометра.Для создания качественного циркулярМагнитометр содержит изо1учатель 1но-поляризованного радиочастотного сигсвета, оптическую систему, состоящую из 30нала, позволяющего ликвидировать меша- пина 2 и поляризатора 3, ячейку 4 погло-ющий сигнал, на две радиочастотные, орщения, радиочастотные катушки5 и 6, мо-тогональные по отношению одна к другой дул$щионную катушку 7, фотоприемник 8, и внешнему магнитному полю катушки Б иб согласующий усилитель 9, низко 1астотныйпоступают сигналы, сдвинутые на угол модулятор Ю, фазовый детектор 11, блок, 35(или -) в зависимости от ндправле12 управления, управляемый генератор 13кия магнитного поля. Они формируются ра1ДиоЧастоты делитель 14 Частоты, преоб-преобразователями 15 и 17 код-квазиснразователь 15 код-квазйсинусоидальныйнусоидальный сигнал из сигнала управлясигнал, фазосдвигаюший блок 16, второйемого генератора 13 радиочастоты. Часпреобразователь 17 код-квазисинусоидаль-40 тота генератора берется в . раз , ный сигнал и индикатор 18.: где И 7/ 1.6) больше зеемановской частоИзлучатель 1 света через линзы 2,по-ты, чтобы обеспечить формирование квазиляризатор 3 и ячейку 4 поглощения опти-синусоидального сигнала с достаточной чески соединен с фотоприемником 8, вы-степенью приближения к синусоидальному. Ход которого черей согласующий усилитель 45 Генератор радиочастоты может быть вы9 подключен к входу фазового детектораполнен релаксационным, так как он исполь11, другой вход которого подключен кЬуётся только для синхронизации работы низкочастотному модулятору 10, соединен-преобразователей код-квазисинусоидальный ному с модуляционной катушкой 7. Вы-сигнал. Деление частоты в ц раз (V(5/16) ход фазового детектора 11 через блок 12 50 делителем 14 частоты обеспечивает возуправления подключен к входу управляемо-можность формирования сигналов с любым го генератора 13 радиочастоты, выходсдвигом по фазе (в частности, Ш) которого Соединен с делителем 14 часто-независимо от частоты проходящего син- ты, один выход которого подключен черезхросигнала, что чрезвычайно важно для преобразователь 15 код-йвазисинусоидаль- широкопрлоснрсти системы,и связанным с ный сигнал к радиочастотной катушке 5,аней диапазоном измерений магнитометра, второй вывод через фаз ос двигающий блокВ преобразователе 15 код-квазисинусо16 и второй преобразователь 17 код-ква-идальный сигнал импульсы, поступившие