Коэрцитивный спектрометр Советский патент 1981 года по МПК G01R33/12 

(54) КОЭРЦИТИВНЫЙ СПЕКТРОМЕТР

Изобретение относится к магнитным измерениям и предназначено для изу- i чения процессов намагничивания веществ, обладающих в той или иной 5 степени ферромагнитными свойствами, прежде всего горных пород.

Известен импульсный магнитометр, содержащий блок для перемещения исследуемого образца по круговой 10 траектории, измерительную катушку (катушки) вблизи одной из точек этой траектории и усилитель 1.

Недостатком данного магнитометра является то, что он не позволяет j осуществить непосредственное и непрерывное измерение и регистрацию величины скорости изменения нормаль- , ной остаточной намагниченности rfDr/( в процессе непрерывного намагничи- 20 вания.

Цель изобретения - повышение быстродействия спектрометра.

Указанная цель достигается тем, что коэрцитивный спектрометр, содер- 25 жащий блок перемещения образца по круговой траектории, систему измерительных обмоток, подключенных к первому входу усилителя, ко второму входу которого подключен фотоэлектрический датчик опорного напряжения, снабжен измерителем напряженности магнитного поля, блоком намагничивания, соединенным с программным регулятором напряженности, дополнительной измерительной обмоткой, расположенной в зазоре блока намагничивания, магнитно-связанной с измерителем напряженности магнитного поля и подключенной к третьему входу усилителя, дифференциатором, вход которого подключен к первому выходу усилителя, графопостроителем, первый и второй входкд которого подключены соответстВенно к выходу дифференциатора и второму выходу усилителя;

На чертеже изображен предлагаеьшй спектрометр, общий вид..

Коэрцитивный спектрометр содержит блок перемещения образца, включающий держатель 1 для образцов (диск из диамагнетика), синхронный электродвигатель 2,систему измерительных обмоток 3 для измерения остаточной намагниченности в многослойном магнитном (не показан), усилитель 4, фотоэлектрический датчик 5 опорного напряжения, дифференциатор б, блок 7 намагннчивания, программный регулятор 8 напряженности намагничивающего поля, графопостроитель 9, измеритель 10 напряженности магнитного поля и дополнительную измерительную обмотку 11 для измерения индуцированной намагниченности. На чертеже также показаны отверстия 12 в держателе я образцов.

Спектрометр работает следующим образом.

В одно из отверстий 12 держателя 1 (диск из оргстекла толщиной 8 мм и диаметром 500 мм) устанавливается изучаемый образец (при работе с весьма.слабомагнитными веществами заполняются все три отверстия). Держатель 1 приводится во вращение синхронным электродвигателем 2 (1800 об/мин). Программный регулято 8 осуществляет плавный, линейный во времени рост напряженности магнитного поля, источником которого служит блок 7 намагничивания (два соленоида либо электромагнит). При вращении держателя 1 образец намагничивается, проходя часть траектории движения, расположенную в магнитном поле.

Намагниченный образец, перемещая мимо системы обмоток 3, возбуждает в них ЭДС, пропорциональную величин остаточной намагниченности 1. Эта ЭДС усиливается и детектируется. На выходе усилителя 4 возникает сигнал, пропорциональный I,, . Дифференциатор 6 осуществляет дифференцирование зтого по , но поскольку скорость роста напряженности магнитного поля постоянна (регулируется программным регулятором) , .сигнал на выходе дифференциатора 6 пропорционален cfdf/rfW. Выход дифференциатора 6 подсоединен ко входу графопостроителя 9, на другой вход которого подается сигнал, пропорциональный напряженности магнитного поля с измерителя 10. Графопостроитель 9 регистрирует, таким образом, зависимость ГЗ(./Л1(Н) , т.е. коэрцитивный спектр нормальной остаточной намагниченности. Подача на вход графопостроителя сигнала непосредственно с выхода усилителя (минуя дифференциатор) обеспечивает регистрацию зависимости 1р (Н), т.е. интегральной кривой нормального остаточного намагничивания. Подключение ко входу усилителя вместо системы обмоток 3 обмотки 11 обеспечивает получение зависимости 1(Н), т.е. кривой технического намагничивания.

Очевидно, что способ поэтапного намагничивания и точечная система измерения намагниченности в предлагаемом спектрометре сохраняется (кс1ждый оборот держателя включает

один зтап намагничивания и одну точку измерения), но высокая частота повторения циклов намагничиваниеизмерение (30 раз в секунду) делает процессы намагничивания и измерения практически непрерывшдми.

Для исключения подмагничивания .образца в момент измерения 1 полями рассеивания источника магнитного поля и для снижения уровня электромагнитных помех система измерительных обмоток 3 помещена в многослойный магнитный экран (наружные слои железо, внутренний пермаллой) (не показана).Система состоит из четырех пар одинаковых обмоток, установлен-ных по обе стороны от диска-держателя 1 и включенных встречно-последовательно. Плоскости витков обмоток перпендикулярны плоскости диска (параллельны линиям намагничивающего поля).

Система обмоток 3 обеспечивает суммирование по амплитуде ЭДС от двух или трех образцов в случае их одновременной установки на держатель т.е. увеличение чувствительности спектрометра (образцу устанавливаются вдоль траектории движения на расстоянии друг от друга, равном удвоенному расстоянию между парами катушек) ..

Промежуток времени между намагничиванием и измерением (времени перемещения образца от источника магнитного поля до измерительных обмоток) может регулироваться в пределах 0,1-0,005 с путем изменения редукции числа оборотов электродвигателя и изменения взаимного расположения системы измерительных обмоток, а также источника магнитного поля. Это позволяет использовать предлагаемый спектрометр для изучения процессов магнитного последствия в изучаемых образцах.

Формула изобретения

Коэрцитивный спектрометр, содержащий блок перемещения образца по круговой траектории, систему измерительных обмоток, подключенных к первому входу усилителя, ко второму входукоторого подключен фотоэлектрический датчик опорного напряжения, отличающийся тем, что, с целью повшоения быстродействия, он снабжен измерителем напряженности магнитного поля, блоком намагничивания, соединенным с программным регулятором напряжеииости, дополнительной измерительной обмок й, расположенной в зазоре блока намагничивания, магнитно-связанной с измерителем напряженности магнитного поля и подключенной к третьему входу усилителя дифференциатором.

вход которого подключен к первому выходу усилителя, графопостроителем, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходу дифференциатора и второму выходу усилителя.

12

Источники информации, принятые во внимание при экспертиае 1. Дианов-Клоков В.И. Измеритель малой остаточной намагниченности , горных пород. Известия АИ ССХР, Геофизическая серия, 19ъи, W 1.

to