Градиентометр

ДЕТЕЛЬСТВ ОРСКОМ РАДИЕНТОМЕТР, сод тельных элемента, сис веса, систему регистра ения чувствительных э сверхпроводящих элемтем, что, с целью п стабильности гра дне ные элементы выполнен х цилиндрических коле первого рода, свобод бственном магнитном п им для них магнитным ин. 73 - 382,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ ОПИСАНИ(54)(57) Г два чувствинитного под имного смещ и систему личающийся точности и чувствитель двух соосны проводника шенных в со занных общ ержащии ему магции взалементов нтов, отвышения нтометра, ы в виде из сверхо подвеоле и свяпотоком.1081599 30 35 Изобретение относится к гравиметрии, а именно к статическим градиентометрам для измерения вертикального градиента силы тяжести.Известен гравиметр, содержащий чувствительный элемент, выполненный в виде сверхпроводящего цилиндрического кольца с циркулирующим по нему током, систему магнитного подвеса, систему регистрации смещения чувствительного элемента из положения равновесия. Сверхпроводящее цилиндрическое кольцо свободно подвешено в собственном магнитном поле, созданном циркулирующими по нему кольцевыми токами, н находится в режиме захваченного магнитного потока. Изменение ускорения силы тяжести в месте расположения чувствительного элемента приводит к смещению его центра масс вдоль оси симметрии устройства. Регистрация смещения чувствительного элемента под влиянием переменной силы тяжести осуществляется непосредственным измерением градиента магнитного потока вблизи оси симметрии устройства с помощью сверхпроводящего трансформатора потока, связанного с высокочувствительным магнитометром на эффекте Дисозефсона 11. Устройство обладает высокой стабильностью магнитного подвеса чувствительного элемента, которая полностью определяется постоянством вмороженного магнитного потока в отверстии цилиндрического кольца. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является градиентометр, содержащий два чувствительных элемента, систему магнитного подвеса, систему регистрации взаимного смещения чувствительных элементов и систему сверхпроводящих элементов 12. Недостатком известных устройств является необходимость тщательной идентификации разнесенных гравиметров, так как малые отклонения между основными параметрами последних приводят к существенному снижению точности измерений. Кроме того, недостатком известных устройств является необходимость сохранения опорной базы между разнесенными гравиметрами.Цель изобретения - повышение точности и стабильности градиентометра.Цель досТигается тем, что в градиентометре, содержащем два чувствительных элемента, систему магнитного подвеса, систему регистрации взаимного смещения чувствительных элементов и систему сверхпроводящих элементов, чувствительные элементы выполнены в виде двух соосных цилиндрических колец из сверхпроводника первого рода, свободно подвешенных в собственном 5 10 15 20 25 40 45 50 55 магнитном поле и связанных общим для них магнитным потоком.На чертеже представлена схема, поясняющая принцип действия градиентометра.Предлагаемое устройство содержит чувствительные элементы 1 и 2, систему 3 магнитного подвеса, высокочувствительный магнитометр 4 на эффекте Джозефсона, систему сверхпроводящих экранов 5 и б.Принцип действия градиентометра заключается в следующем.Чувствительные элементы 1 и 2 - два соосных сверхпроводящих цилиндрических кольца с внутренними и внешнИми радиусами, равными соответственно К К",1 = 1,2, с помощью системы 3 магнитного подвеса находятся в подвешенном состоянии. Магнитный поток, проходящий через отверстия цилиндрических колец, является постоянной величиной, не зависящей от времени. Для чувствительных элементов, находящихся в состоянии свободного подвеса, например, над сверхпроводящей плоскостью, должно выполняться условие 1 И фак цк 7-ск) 312 КЩ где ф = Ф = сопй - магнитный поток, проходящий сквозь отверстия цилиндрических колец чувствительных элементов 1 и 2,При этом условии высота поднятия чувствительных элементов 1 и 2 относительно системы 3 магнитного подвеса будет одинакова, а опорная база или расстояние между центрами масс чувствительных элементов определится как где В и- соответственно высоты цилиндрических колец чувствительных элементов 1 и 2.Магнитные потоки Ф, и Ф, йроходящие сквозь отверстия цилиндрических колец, заморожены и поддерживаются наведенными сверхпроводящими токами, циркулирующими в цилиндрических кольцах.Стабильность режима магнитного подвеса определяется постоянством магнитных потоков Ф, и Фх и экранированием от внешних магнитных полей с помощью сверхпроводящих экранов 5 и б.При изменении вертикального градиента силы тяжести д изменится опорная база 1. - расстояние между центрами масс сверхпроводящих колец. Взаимное изменение положения сверхпроводящих колец чувствительных элементов 1 и 2 регистрируется с помощью специальной системы приемных1081599 Составитель Ю. ЧалисоаТехред И. Верес Корректор О. БилакТираж 711 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раущская наб., д. 4/5Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Редактор Н. ЛазаренкоЗаказ 1545/42 катушек высокочувствительного магнитометра 4.Рассчитанная чувствительность прибора при оптимальном режиме составляет Предложенный градиентометр обладает высокой стабильностью опорной базы, более высокой разрешающей способностью и может быть использован для изучения гравитационного поля Земли при поисках месторождений полезных ископаемых,