Индукционный магнитомер

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ЗШ 01 Р 3 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИЙ(71) Московский ордена Ленинаи ордена Октябрьской Революцииэнергетический институт(54)(57) ИНДУКЦИОННЫЙ МАГНИТОМЕТР,состоящий из рамочного первичногопреобразователя в виде круглого иликвадратного витка, предварительного.БО 107198. д целью повышения чувствительности н точности измерений эа счет устранения влияния помех от электрического поля с масштабом неоднородности, большим размера. датчика, в него введены четыре согласующих трансформатора, а виток первичного преобразователя выполнен в видчетырех равных секций, середины которых соединены между собой радиальными проводниками с общей точкой в центре витка, между секциями включены первичные обмоткй согласующих трансформаторов, при этом вторичные обмотки двух пар диаметрально противоположных согласующих трансформаторов соединены последовательно и согласно и включе-й ны между общей точкой в центре виткаа также инвертирующим и неинвертирущим входами предварительного усилителя, выход которого подключен кблоку регистрации.Изобретение относится к магнитометрии и может быть исполЬзовано в геофизике при исследовании естественного и искусственных магнитных полей с широким частотным диапазоном в диэлектрической и проводящей средах при наличии мсщных электрических полей .Известны индукционные магнитометры для измерения переменных магнитных полей, основанные на наведении ЭДС в витках рамки помещенной в из- меняющееся магнитное поле Известные магнитометры содержат первичные преобразователи в виде одновит" козой или многовитковой рамки с сер" дечником из Ферромагнитного материала, усилитель для повышения уровня сигнала с выхода первичного преобразователя и блок регистрации Г 13.Недостатком устройств является низкаячувствительность.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения перемен" ного магнитного поля, содержащее рамочный первичный преобразователь в виде круглого пли квадратного витка, предварительного усилителя и блока регистрации. В устройстве выц. ход рамочной антенны непосредственноо соединен с входом усилителя Г 21.Недостатком известного устройства является низкая чувствительность и точность измерения.Цель изобретения - повышение чувствительности и точности измерений за счет устранения влияния помех от электрического поля с масштабом неоднородности, большим размера датчикаНоставленная цель достигается тем, что в индукционный магнитометр, состоящий из рамочного первичного преобразователя в виде круглого или квадратного витка, предварительного усилителя и блока регистрации, введены четыре согласующих трансформатора, а виток первичного преобразо" вателя выполнен в виде четырех равных секций середины которых соединены между собой радиальными проводниками с общей точкой в центре витка, между секциями включены первичные обмотки согласующих трансформаторов, при этом вторичные обмотки двух пар диаметрально противополож" ных согласующих трансформаторов соединены последовательно и согласно включены между общей точкой в цент" ре витка, а также инвертирующим и неинвертирующим входами предварительного усилителя, выход которого подключен к блоку регистрации.На чертеже представлена блок-схема устройства. Устройство содержит рамочныйпервичный преобразователь 1 в видеквадратного витка, разделенного начетыре равные секции 2. Серединысекций 2 соединены между собой ра диальными проводниками 3 с общей точкой 4 в центре витка. Между секциями 2 включены первичные обмотки 5согласующих трансформаторов б . Вторичные обмотки 7 двух пар диамет рально противоположных согласующихтрансформаторов б соединены последовательно и согласно включены междуобщей точкой и инвертирующим и неинвертирующим входами предварительного 15 усилителя 8. Ваход усилителя 8 подключен к входу блока 9 регистрации.Устройство работает следующимобразом.При помещении первичного преобразователя 1 в гармонически изменяющееся с частотой о однородное магинитное поле с индукцией Ве, направленной перпендикулярно плоскостичертежа, в каждрй секции, образованной частью витка и закорачивающимирадиальными проводниками 3, наводится частичная ЭДСР 1 ы 5/4 вггде, 9 - площадь витка,В силу симметрии токи во всехсекциях витка одинаковы, а токи взакорачивающих радиальных проводниках 3 отсутствуют .Если пренебречь индуктивностямирассеивания и сопротивлениями обмоток трансформатора б, напряжение сигнала, приведенное к входу усилите ф"ля 8 можно записать в виде2 т А 40 У 2 2 +2 Р+т рт,д рДгде Р, - входное сопротивление усилителя 8 по дифференциальному входу;45 2 Т=Яффт 1- импеданс первичной обмоткисогласующего трансформатора б;2 =(г+1 ц 4. - выходной импеданс первичноРго преобразователя 1,Если в зоне измерения действуетоднородное электрическое поле напряженностью Е, то при разложении наортогон альные составляющиеЯ=еЕ+е Е+Е Е,где е 0, е - единичные орты впринятой системекоординат.Напряжение, наводимое в квадратном витке первичного преобразователя 1 со стороной Ь предлагаемогомагнитометра каждой составляющейЕ., Г,аЕ:0так как ее перпендикулярно д 7фееаг: ем. е:еь-ее:о;65 ЭД Вс1071981 фГВК Е 1 ЕЪЕ Ъ.Ь 1,Составитель В.ВагинРедактор А.Шандор Техред И,Метелева Корректор Г.Рааетниквв ею ее юММае Ш м Заказ 118/38 Тираж 711. Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д, 4/5Филиал ППП ффПатентфф, г,ужгород, ул,Проектная, 4 Таким образом, помеха от одно родного электрического поля не влияет на показания магнитометра, тогда как для известного измерителя переменного магнитного поля с такими же геометрическими размерами 0 ЯЬ СОпоскольку имеется наводимая в контуре ЭДС от действия электрического поля за счет несимметрии, вйзванной включением нагрузки (или. наличием зазора) в одной из сторон витка . 20При измерении магнитного поля вблизи проводящих тел возникает емкостная связь рамочного первичного преобразователя 1 через электрическое поле с проводящим телом, приводящая к появлению дополнительной помехи за счет разности потенциалов между корпусом усилителя и проводящнм телом при наличии емкостной связи. Разность потенциалов создается источником помехи е с имзщиесом г, а емкостная связь учитывается с помощью сосредоточенной емкости С. если для простоты вычислений предположить помеху гармонической (например, с промасленной частотой), то напряжение помехи на входе усилителя определится выражением (для известного устройства);й Ри 3 (уФУ )+Р У Р)+(2 2 + Р где Рп - оопротйвление подводящихпроводов;Й - входное сопротивление усилителяя;2 =1(мС- емкостное сопротивление начастоте помехи м.Простой расчет показывает, что дня предлагаемого магнитометра (в силу симметрия схемы)Таким образом, магнитометр не чувствителен к электрическому полю и влиянию проводящих масс, что поз" воляет значительно повысить точность измерения магнитного поля и чувствительность магнитометра.