Градиентометр

О П И С А Н И Е 1 ц 465605ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических) М. Кл, С 01 г 33/О 22) Заявлено 07,07.73 (21) 1938078/18-1 ием заявки присоеди Государственный комитет Совета Министров СССР 32) Приорит,03.75. Бюллетень М Опубликовано Дата опублико ло делам изобретени и открытий(71) Заявител ГРАД И Е НТОМЕТ зом.Модуляц вых стержн риодическо лятора, по генератора ия маги ях осущ о перев обмотке модуляц тного потоствляется гничиваниякоторого пр и. Перемен ерритощью пе- а-модуток от с., воза вфпомокольтекаеая э. Градиентометр, выполненный на основе магнитомодуляционного датчика, предназначен для обнаружения неоднородных магнитных полей, вызываемых различными устройствами на постоянном и переменном токе и может быть использован как в промышленности, так и в технике физического эксперимента.Однако такие градиентометры имеют относительно низкую чувствительность, вызванную сильным усреднением магнитных потенциалов сердечниками. Кроме того, один градиентометр не может быть одновременно использован для измерения градиентов радиальной и азимутальной составляющих.Цель изобретения - возможность одновременного измерения градиентов радиальной и азимутальной составляющих магнитного поля:Это достигается тем, что в предлагаемом градиентометре на стержнях размещено восемь приемных катушек по две на каждом стержне, которые соединены последовательно в две груцпы по четыре катушки в каждой, причем в первой группе пары катушек, расположенные на соседних стержнях, включены согласно, а во второй группе - встречно, включение между парами катушек, расположенными на соседних стержнях, в первой группе встречное, а во второй группе - со. гласное.На чертеже показан градиентометр. Градиентометр состоит из четырех неперемагничивающихся ферритовых стержней 1, 2, 3 и 4, попарно соединенных неперемагничивающимися перемычками 5, 6, Между перемычками заключено кольцо-модулятор с обмоткой 7. Неперемагничивающиеся стержни связаны между собой перемычками, содержащими индуктивные кольца-модуляторы с об.мотками 8 и 9.0 Обмотка 7 кольца соединена с генератором10 магнитной модуляции, а обмотки 8 и 9 колец перемычек - с генератором 11 модуляции индуктивности.На перемагничивающихся ферритовых стер жнях расположены обмотки 12 - 19. Обмоткисвязаны между собой следующим образом: обмотки 12, 15, 16, 19, а также обмотки 13, 14, 17, 18 последовательно, обмотки 19, 12, 15, 16 - согласно, а пары 12 - 19 и 15 - 16 - 0 встречно, обмотки 13 и 14; 17 и 18 - согласно, а пары 13 - 14 и 17 - 18 - встречно. К выходам групп обмоток подключены конденсаторы 20 и 21.Градиентометр работает следующим обра465605 то с учетом этого после подстановки выраже 10 ний (5) и (6) в выражение (7) вытекаете, =- 2 К (Н - Н,) (8)т, е, напряжение на выходе 1 пропорциональдН15 но градиентудо Таким образом, предлагаемый градиентометр позволяет одновременно измерять градиенты азимутальных и радиальных полей.20 Кроме этого, благодаря использованию режима параметрического усиления он имеет чувствительность на порядок выше, чем известные. 25 Градиентометр, выполненный в виде двухпар ферритовых стержней с приемными катушками, каждый из которых одним концом магнитно связан с общим для всех стержней магнитным модулятором, а каждая пара ферритовых стержней дополнительно связана ферритовой перемычкой с магнитным модулятором, отличающийся тем, что, с целью одновременного измерения градиентов ради.альной и азимутальной составляющих магнитного поля, на стержнях размещено восемь приемных катушек по две на каждом стержне, 40 которые соединены последовательно в двегруппы по четыре катушки в каждой, причем в первой группе пары катушек, расположен ные на соседних стержнях, включены согласно, а во второй группе в встречно, включение 45 между парами катушек, расположенными насоседних стержнях, в первой группе встреч-.ное, а во второй группе - согласное. 3буждающаяся потоком в обмотках 12 - 19,усиливается за счет возбуждения в контурах,образованных обмотками 12, 15, 16, 19 и конденсатором 21, а также обмотками 13, 14, 17,18 и конденсатором 20 параметрического резонанса, Параметрический резонанс возникает вследствие модуляции индуктивностиэтих контуров с помощью периодического перемагничивания колец-модулятОров индуктивности, расположенных на перемычках 8и 9, при протекании через обмотки модуляторов переменного тока от генератора модуляции индуктивности,В паре катушек 12 и 19 индуктируются искладываются э.д.с. от магнитных потоков,вызванных радиальными напряженностямиН, и азимутальными компонентами Н,иН, Суммарная э. д. с, в этой паре определяется каке 19,19 =К 4 Н 1, + К 4 Нц + КвН 96 + КвН 1 (1)Ганалогично в паре катушек 15, 16е 1416=КвНв +К,Н, +К,Н, +К,Н, (2)Напряжение на выходе 2 из-за встречноговключения пар катушек равноЕвых: - Е 19,19 ЕИ,16 (3)Если все коэффициенты преобразования равны К 4=К 5=К 6= К 7= К, то с учетом этогопосле подстановки выражений (1) и (2) в выражение (3), вытекаетев,4 в, = 2 К(Н - Н) (4)т, е. напряжение на выходе 2 пропорциональдН,но градиенту. В паре катушек 13, 14,включенных согласно, индуктируются и складываются э.д.с. от магнитных потоков, вызванных радиальными напряженностями О иН а также азимутальной напряженностьюН, . Суммарная э. д, с. в этой паре катушекравнаЕ 18,14 = К 4 Н 1 в + КЖ Е + КвНв, + К 6 Н,Е (5)аналогично в паре катушек 17, 18е 17,18 -- К 6 Н +К 6+ Нвв+ К 7 Нв, +К 7 Нва (6) Напряжение на выходе 1 из-за встречноговключения пар катушек равноЕ - Еи, 14 Е 17,18 (7)5 Если, как и в предыдущем случае, всекоэффициенты преобразования равны, т, е,К 4 К 5 6 К 7 К 4 Предмет изобретения465605 Выхо оставитель В. Сергеев едактор Т, Рыбалова Техред Е, Борисова Корректор Л. Кот Подписров СССР ипография, пр. Сапунова, 2 Заказ 1383/8 Изд.1315 ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и Москва, Ж.35, Раушская