Устройство для измерения магнитной восприимчивости Советский патент 1981 года по МПК G01R33/16 

Изобретение относится к измерител ной технике и может быть использован для измерения магнитной восприимчивости горных пород в геологических и геофизических целях. Известно устройство для измерения магнитной восприимчивости образцов, содержащее астатический магнитометр и подставку для исследуемого образца Магнитометр содержит первичшз1Й преобразователь в виде двух одинаковых магнитов, подвешенных на упругой нити параллельно друг другу. Над северным полюсом одного магнита находится южный полюс другого. Площадка подставки располагается на уровне одного из магнитов на некотором расстоянии от него. Исследуемый образец установленный -на площадке подставки, намагничивается полем земли. Принцип действия этого устройства заключается во взаимодействии магнит ного поля образца с магнитами астати чёской системы магнитометра. По величине угла поворота магнитов астатической системы определяют магнитное поле образца. Затем рассчитывают магнитную восприимчивость образца l. Недостатком известного устройства является низкая точность измерений, обусловленная слабой намапшченностью образца магнитным полем Земли (5-10 нТл). Наиболее близким по технической сущности к изобретению является известное устройство, содержащее астатический магнитометр, первичный преобразователь которого выполнен в виде двух одинаковых магнитов, подвешенных на упругой нити параллельно друг другу, и две намагничивающих образец катушки в виде соленоидов. Обмотки катущек соединены последовательно-встречно и подключены к источнику тока. Намагничивающие катушки устанавливают на уровне одного из магнитов первичного преобразова геЛЯ магнитометра по обе стороны от него. В обмотки катушек подают большой ток и одну из iDix переме.щают параллел1 Р1О оси до установки нулевого показания магнлтометра. После этого в одну из катушек помещают исследуемый образец. По показаниям магнитометра, величине объема образца, его расстоя нию от магнита первичного преобразователя и величине намагничивающего поля рассчитывают магнитную восприимчивость 2 . ., Недостатком этого устройства является низкая точность измерений, обусловленная влиянием неполностью скомпенсированных сильно неоднородных магнитных полей рассеяния намагничивающих катушек в объеме первичного преобразователя магнитометра. Цель изобретения - повышение точности измерений. Эта цель достигается тем, что в устроггстве для измерения магнитной восприимчивости, содержащем магнитометр с первичным преобразователем, две последовательно включенные намаг ничивающие катушки на полых каркасах и peгyл фyeмый источник тока, каркас намагничивающих катушек выполнены в виде частей тора, концы которых соединены и образуют целый тор,., обмотки катушек с табже.ны разъемами и включены согласно, а первичный преобразователь магнитометра установлен в центре симметрии тора. (1а чертеже изображена функциональ нал схема устройства для измерения магнитной восприимчивости.. Устройство содержит две намагничи вающие катушки и 2 в виде частей тора, концы которых соединены (места соединения катушек показаны заштрихованны1 ги ceчeния a-I} и образуют целы тор. Обмотки 3 и 4 катушек 1 и 2 снабжены разъемаг «1 5 и 6 (изображены упрощенно) и включены согласно. Первичный преобразователь 7 магнитометр 8установлен в центре тора. Обмотки 3 и 4 намагничивающих катушек 1 и 2 подключены к источнику 9 тока. Устройство работает следующим образом. В тороидальные обмотки 3 и 4 нама ничивающ11х катушек 1 и 2 от источник 9тока подают ток такой величины, при котором из-за погрешности шага намотки витков будет заметно отклоне ние первичного преобразователя 7 от исходного положения. После этого нем 4 ного уменьшают намагничивающий ток, добиваясь возвращения первичного преобразователя 7 в исходное положение. Затем отсоединяют намагничивающую катушку 2, выполненную в виде съемного пустотелого сектора, помещают в центре его исследуемый образец и возвращают на исходное место. Измеряют намагниченность образца и по формулегде HX напряженность магнитного поля;HO - внешнее магнитное поле: R - расстояние образца от цент- ра; V - объем образца, рассчитывают магнитную восприимчивость при заданном положении X, У, Z осей образца. Указанные операции повторяют до трех ортогональных положений осей образца и по формуле у -3/ 1 1 Исг - 3(тр- + de + - -1) рассчитывают истинную магнитную восприимчивость. Отсутствие полей рассеяния намагничивающих катушек и 2 позволяет на порядок увеличить намагничивающее поле HO, что во столько же раз увеличивает поле Hj намагниченности образца. Увеличение поля Н сопровождается увеличением точности его измерения, так как уменьшается относительное влияние на измерение внешних магнитных помех и погрешности магмнтометра. Использование устройства позволяет примерно на порядок повысить точность измерения за счет уменьшения полей рассеяния намагничивающих катушек. Формула изобретения Устройство для измерения магнитной восприимчивости, содержащее астатический магнитометр с первичным преобразователем, две последовательно включенные намагничивающие катушки на полых каркасах и регулируемый источник тока, отличающее с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в нем каркасы намагничивающих катушек выполнены в виде частей тора, концы которых соединены и образуют целый тор, об.мотки катушек снабжены разъемами и включены согласно, а первичный преобразователь магнитометра установлен в центре симметрии тора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 88 3828 1.Резник 3,Е, Лстатически магнитометр МЛ-21- Геофизическая аппаратура, вып.29, Л,, Недра, 1966, с.15-23. 2.Яновский Б.М. Земной магнетизм ч.П, ИЗД.Л1Т, 1963, с.363,