Магнитометр Советский патент 1982 года по МПК G01R33/08 

Изобретение относится к магнитнЕлм измерениям и предназначено для измерения абсолютных значений магнитного поля.

Известен магнитометр, содержащий блок управления, электронную пушку, полюсные наконечники, приемное устройство, выполненное в виде четырех .изолированных секций,и индикатор ij .

Однако данному магнитометру свойственная ограниченная область применения, вследствие того, что можно осуществлять только относительные измерения, и он обладает существенным температурным дрейфом нуля. Эти факторы не позволяют реализовать высокую разрешающую способность, магнитометра при использовании в магниторазведочных целях и объясняют узко специфическое применение.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является магнитометр, содержащий блок управления, электронную пушку с катодом, модулятором, фокусирующим устройством и анодом, отклоняющую систему, электростатический разделитель, две пары идентичных колец Гельмгольца, соединенных последовательно и встречно, два идентичных приемных устрой- ства, каждое из которых выполнено в виде экрана с отверстием и электронного умножителя, и смеситель. Блок управления соединен с модулятором, фэкусирующим устройством и анодом электронной пушки, а также с электростатическим разделителем и кольцами Гельмгольда, а электронные умножители приемных устройств соединены со

10 смесителем 2 .

Однако известный магнитометр имеет ограниченную область применения и требует больших затрат времени на осуществление измерений, так как

15 прибор используется в режиме накопления результатов измерений.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и Сокращение времени измерений.

20

Поставленная цель достигается тем, что в магнитометр, содержащий электронную пушку с модулятором, электронный умножитель и блок управления, соединенный с модулятором, 25 введены две диафрагмы с отверстиями, размещенные между электронной пушкой и электронным умножителем на общей с ними оси, а блок управления соединен с диафрагмами и тронным

30 умн ожителем. На чертеже представлена функциональная схема, поясняющая работу магнитометра. Магнитометр содержит блок 1 управ ления, электронную пушку 2 с модулятором 3, диафрагмы 4 и 5 с отверстиями б и 7, представляющие собой имме сионную линзу, и электронный умножитель 8. Элементы 2-8 размещены в вакуумированном баллоне (не показан). Электронная.пушка 2, диафрагWj 4 и 5 и электронный умножитель 8 размещены на общей оси магнитометра. Блок 1 управления соединен с модулят ром 3 электронной пугики 2, диафрагма ми 4 и 5 и электронным умножителем 8 Магнитометр работа.ет следующим образом. Ось магнитометра ориентируют перпендикулярно плоскости магнитного ме ридиана. Когда с блока 1 управления подается соответствующий импульс на модулятор 3 электронной пушки 2, последняя формирует пакет электронов, который движется вдоль оси магнитометра по траектории 9. Скорость движения пакета настолько велика, что слабое геомагнитное поле незначитель но искажает прямолинейную траекторию на небольшом участке. Одновременно блок 1 управления подает соответствующую разн сть потенциалов на диафрагмы 4 и 5. Электрическое поле между диафрагмами 4 и 5 направлено таким образом, что оказывает тормозящее воздействие на пакет электронов. .Пройдя через отверстие б диафрагмы 4 пакет электронов уменьшает скорость в электрическом поле до определенной величины и через отверстие 7 диафрагмы 5 выходит на круговую орбиту под воздействием однородного геомагнитного поля. Расстояние между диафрагмами 4 и 5 задают достаточно малым (порядка 2 мм) по сравнению с ра диусом орбиты. При этом условии пакет возвращается в исходную точку орбиты. Для различных однородных магнитных полей орбиты пакета образуют семейство окружностей с общей точкой касания. Орбита пакета самоориентируется в плоскости, перпендикулярной полному вектору геомагнитного поля. В то время как пакет электронов движет ся по круговой орбите, блок 1 управления меняет полярность потенциалов на диафрагмах 4 и 5. Электрическое поле между диафрагмами 4 и 5 теперьоказывает ускоряющее воздействие на пакет, когда он входит в от верстие б диафрагмы 4. Пакет преобретает первоначальную большую скорость и выходит через отверстие 7 диафраггиы 5 по касательной к орбите. Двигаясь далее вдоль оси магнитометра, пакет попадает в электронный умнг)житель 8, в котором происходит усиление первичного электронного потока эа счет явления вторичной эмиссии. В электронном умножителе 8 формируется импульс, который подается в блок 1 управления. Блок 1 управления образует этот импульс в командный импульс, который подается на модулятор 3 электронной пушки 2. Электронная пушка 2 формирует очередной пакет электронов, и цикл повторяется. В результате многократного запуска пакетов в электронном умножителе 8 формируется серия импульсов с частотой следования f, которые подаются в регистрирующее устройство (не показано) . После этого диафрагмы 4 и 5 отключаются от блока 1 управления. При этом траектория 9 пакета вдольр си магнитометра сохраняется прежней, а круговая орбита отсутствует. В электронном умножителе 8 формирует-г ся серия импульсов с частотой слеования f|, которые также подаются в регистрирующее устройство. 1„ Очевидно f t:+t. To+t.+tj Т 21 - период обращения паке ота на орбите; заряд и масса электрона/индукция измеряемого магнитного поля; время движения пакета от катода электронной пушки до электронного умножителя; время прохождения команды в цепи электронной умножитель - блок управления - модулятор электронной пушки. Индукцию В вычисляют по формуле „лШ ff f - 2i По сравнению с известным магнитометром, предлагаемый имеет значительно более широкую область применения при осуществлении измерений в неоднородных магнитных полях (6400 нТл-м против 2 нТл.л) с одновременным сокращением времени измерений с 25 с до 2 с при равной погрешности измерений (0,036 нТл). Формула изобретения Магнитометр, содержащий электронную пушку с модулятором, электронный умножитель и блок управления, соединенный с модулятором, отличающийся тем, что,с целью расширения его функциональных возможностей и сокращения рремени измерений, в него введены цвс лиафрагмы с отверстиями, размещенные между электронной пушкой и электронным умножителем на общей с ними оси, а блок управления соединен с диафрагмами и электронным умножителем .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США 3673494, кл. G 01 R 33/00, 1972.

2.Авторское свидетельство СССР 661450, кл. G 01 R 33/08, 1979.

J г

II

д

У

f,f