Протонный магнитометр Советский патент 1982 года по МПК G01R33/00 

Изобретение относится к магнитным измерениям и предназначено для измерения слабых магнитных аномалий в условиях быстроизменяющегося магнитного поля Земли. Известен протонный магнитометр, состоящий из датчика, усилителя сиг нала прецессии, фильтра, умножителя с фазовой автоподстройкой часто ты, счетчика, командного устройства схемы совпадения и коммутирующего устройства Cji. Однако при работе данного протон ного магнитометра необходимо производить постоянную ручную подстройку режима синхронной поляризации, поскольку определяющий начало поляризации импульс с одного .из триггеров делителя жестко связан с фрон том сигнала прецессии на выходе огр ничителя, поэтому, для того, чтобы скомпенсировать фазовые сдвиги,создаваемые контуром датчика, усилителем и умножителем необходимо вруч ную выбирать положение этого импульса, причем при изменении частоты входного сигнала, настройку необходимо вести заново.Если частота входного сигнала меняется быстро, то ручная настройка не позволяет осуществить синхронизацию с необходимой . точностью,. . Наиболее близким по своей технической сущности к предлагаемому является магнитометр, состоящий из датчика, усилителя-ограничителя, фазового детектора, фильтра низких частот, управляемого .генератора, делителя частоты, триггера, управляемого мультивибратора, регулятора величины тока в датчике, индикатора окончания тока в датчике, схемы выключения тока noi ляризации и командного устройства 21. Однако использование сигнала с выхода усилителя-ограничителя для за- пуска в нужный момент синхронизируемого мультивибратора, предусматривает введение управляемой задержки вклюЭчения реле, через контакты которого подается тбк поляризации, причем длительность задержки должна быть кратна длительности периода сигнала прецессии следовательно должна уст навливаться занового Ьри изменении рабочей частоты. Кроме того, схема не компенсируе фазовых сдвигов, создаваемых контуром датчика ( при неточной настройк и усилителем. Цель изобретения - повышение точ ности и быстродействия. Поставленная цель достигается те что протонный магнитометр, содержащий последовательно соединенные Датчик, усилитель-ограничитель, умн житель частоты и счетчик, а также индикатор окончания тока, вход которого соединен с вторым выходом датчика, формирователь тока поляризации, выход которого соединен с входом датчика и командный блок,выход которого соединен с входом форм рователя тока поляризации,снабжен делителем частоты, выход которого .соединен с вторым входом формирователя тока поляризации, и блоком управления, входы которого соединен с выходами усилителя ограничителя, умножителя частоты, индикаторе окон чания тока и командного блока а выход блока управления соединен с входом делителя частоты. На чертеже представлена функциональная схема, поясняющая работу протонного магнитометра. Протонный магнитометр содержит датчик 1, усилитель-ограничитель 2, умножитель 3 частоты, счетчик i, ин дикатор 5 окончания тока, формирова тель 6 тока поляризации, командный блок 7. делитель В частоты и блок 9 управления, причем выход делителя 8 частоты соединен с вхоДрм формиро вателя 6 тока поляризации, а вход с выходом блока 9 управления, входы которого соединены с выходами умножителя 3 частоты, усилителя-ограничителя 2, индикатора 5 окончания то и командного блока 7Протонный магнитометр работает следующим образом. , По сигналу командного блока 7 фо мирователь 6 тока поляризации прекращет работу, а индикатор 5 окон-, чания тока формирует импульс, длите ность которого равна времени спадан тока поляризации. Задний фронт этог импульса с помощью блока 9 управления разрешает работу делителя 8 частоты, находившегося до этого момента времени в нулевом состоянии. При этом делитель. 8 частоты начинает зaпoлняtьcя импульсами умножителя 3 частоты. По сигналу с командного блока 7 блок 9 управления прекращает заполнение делителя 8 частоты импульсами с умножителя 3 частоты в момент, совпадающий с положительным фронтом сигнала на выходе усилителя-ограничителя. 2. В оставленном состоянии делитель 8 частоты находится до конца измерения частоты ечетчиком магнитометра и затем, по сигналу с командного блока 7 си нхронно с положительным фронтом сигнала с выхода усилителяограничителя 2, блок 9 управления вновь разрешает прохождение импульсов с выхода умножителя 3 частоты на входделителя 8 частоты. По сигналу командного блока 7 синхронно с фронтом сигнала с выхода делителя В частоты включается формирователь 6 тока поляризации, после чего делитель 8 частоты переводится в нулевое состояние. Остановка делителя 8 частоты необходима для предотвращения его сбоя при переходном процессе включения умножителя 3 частоты. Новый запуск делителя Ь частоты производится синхронно с тем же фронтом сигнала усилителя-ограничителя 2, что и остановка, что позволяет продолжить работу делителя 8 частоты без потери информации о фазе сигнала прецесг сии, Предлагаемое техническое решение позволяет осуществлять автоматическую работу синхронной поляризации во всем диапазоне рабочих частот прибора, а также при работе в полях с градиентом 0,5 нТл/м и выше (при нормальном градиенте 0,003 нТл/м) при быстродействии 1 ,2,3 и 4 измерения в секунду и среднеквадратичной ошибке не более 0,2-1,0 нТ. При этом повышается вероятность обнаружения малопротяженных аномалий на фоне быстроизменяющегося магнитного поля Земли. Формула изобретения Протонный магнитометр, содержащий последовательно соединенные датчик,

усилитель-ограничитель, умножитель частоты и счетчик, а также индикатор окончания тока, вход которого соединен с вторым выходом датчика, формирователь тока поляризации, выход которого соединен с входом датчика, и командный блок, выход которого соединен с входом формирователя тока поляризации, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, он снабжен делителем частоты, выход которого соединен с вторым входом.формирователя

тока поляризации, и блоком управления, входы которого соединены с выходами усилителя-ограничителя,умножителя частоты, индикатора окончания тока, и командного блока, а выход блока управления соединен с входом делителя частоты.

Источники информации, пр1;1нятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 705989, кл. (5 01 R 33/00, 1979.

2.Патент США № , кл. 32+-5, 1969.

5