Способ обнаружения магнитных вихрей

ОпМсАН ив ИЗОБРЕТЕНИЯ 1 ц 506819 Союэ Советских Социалистических(51) М. Кл б 017 9.03.74 (21) 2014591/26-2 ением заявки2) Заявлен прис Государственный комите(23) ПриоритетОпубликовано 15.03.76. Бюллетень10 Совета Министров СССРпо делам изобретений 0 838(088 8 3) УД открытии ания 02.12,76 опубликовани, Васильев и М. А. Васильев 71) Заявит сесоюзныи научно-исследовательскии институ геофизических методов разведки(54) СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ МАГНИТНЪ избыточного приращен я судят о намарного личин виПрира профиля как лин вектора хря, щение магии наблюденийейный интегрН, по направ я ЬН, вдоль рассматривать дной модуля филя. ого пол ожно произвонию про онент магнитсо значенияУ) (временю учтенными). дн х уу.У,ан,х,ф дНО,=НХ+дХ блюде позво вихре хф дНг ЬИг = АХ+ является ия маги ЬНх произий (2). смиче) ис- ряд, ЬН тражен или ко тности ит еще Предлагаемое изобретение относится класти геофизических исследований. Известный способ наблюдения вихревых компонент основан на теореме Стокса 5Н Б = Ц г 01 ЙЫ 5, (1) согласно которой полный поток вихря через площадь 5 равен циркуляции вектора Н по периметру этой площади. Для реализации та кого наблюдения необходимо обойти достаточно большой контур с компонентным магнитометром. Наиболее благоприятные условия для таких работ может обеспечить компонентный аэромагнитометр, однако приборы тако го типа отличаются весьма невысокой точностью.Более высокую точность на ний дают скалярные магнитометры, что ляет использоьать их для выявления й геомагнитного поля,Целью предлагаемого изобретения повышение достоверности обнаружен нитного вихря.Эта цель достигается тем, что по предлагае мому способу определяют суммарное приращение модуля напряженности магнитного поля по периметру полигона или на одиночном прямолинейном профиле при прямом и обратном ходе наблюдений, и по присутствию сум Рассмотрим приращения комп ого поля между двумя точками и поля Нт, (Хь У,) и Нт, (Хв ые вариации считаем полность где приращения компонент ЬНявляются результатом интегрироводных поля в правых частях вьВ присутствии атмосферногоского электрического тока (плоследуемое пространство содержпроизводных магнитного поля, определяемыхроторными компонентами дНдУ х дНегогх Н, =дУ дНхго 1 гВ, =дУ дН х(3) 10 Здесь )х, 1 иР - компоненты плотности тока,С учетом выражений (2) и (3) приращениякомпонент магнитного поля 15ЬНх, Ьцг и Ьцхна нашем профиле приобретают вид 2УНТ (1-2): - Л У2 Нт= ЛН - ЬХ+,/х ЛУ,40 Таким образом наряду с приращением компонент стационарного магнитного поля ЛНх, ЬН и ЬН в присутствии однородного тока 45 плотности ) вдоль профиля должны появиться дополнительные компоненты- 1 хЬХ, /хЛ У, 1 хЬ У и - ) ЛХ.На чертеже показан частный пример реали зации предлагаемого способа.Положим вектор плотности тока ) совпадающим по направлению с вектором геомагнитного поля Н,. Вычислим невязку замкнутого четырехугольного полигона, отработанного не прерывными наблюдениями скалярного магнитометра обходом по часовой стрелке. Ось Х выбранной координатной системы направим на магнитный север, в связи с чем компоненты Ну и )у обратятся в нуль. 60/1= Начинаем обход из точки 1 к точке 2, С учетом оговоренных выше условий (4) поле, наблюденное в точке 2, мы вычислим по фор- муле 65 дН дНго 1 хц, =дХ д)- г ЛНх = дХ+ + )х, );Х дУ= Лцх - ЬЬУ;ЬН, =+ -дХ+х,дНгде сова и сов - направляющие косинусы вектора Н а Нх, и Нх, его компоненты,2 2Вынося Нх, и Нх, в левую часть, получим разность квадратов вида(Н 1) Н 2 (Н 1 Ц )(Н + Н ) где первый сомножитель является приращением оН, модуля Н, за счет тока ), а второй с достаточным приближением можно обозначить через 2 Н.Отсюда получим Для стороны 2 - 3 аналогично имеем где б - магнитное наклонение (б = а= =90 - р) .На стороне 3 - 4 знаки приращений координат ЛХ и ЛУ меняются на обратные, однако конечный результат определяется только квадратами приращений координат.Отсюда Точно также для замыкающего звена 4 - 1получимВц 4 ) - р ЬХ.в 1 п 1 Э2 Нзависящую от плотности тока ). Выражение (10) является циркуляцией градиента скалярной функции Нпо замкнутому контуру 1 - 2 - 3 - 4 - 1, По нему может быть вычислен и модуль плотности тока, если известно наклонение Й (при совпадении направления тока с полем) Нт2 Н, + 2 Нс, 2 Нт 2 Н,Заказ 2898)9 Изд,1594 Тираж 693 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2 5Наряду со схемой замеров, прсдставленной на чертеже, для выявления вихрей пригодны и данные высокоточных площадных съемок.Из рассмотрения формул (6) и (8) вытекает, что вихревой эффект увеличивает показания скалярного магнитометра в направлении полета. Это значит, что возвращаясь из точки 2 в точку 1, мы получим систематическое сползание отсчетов ЕЗ.Ч, = )ф ( -)- ) Л Уф. (12) Аналогично для меридионального профиля Легко показать, что вихревой эффект можно наблюдать при иной ориентировке тока 1,Формула изобретения 5Способ обнаружения магнитных вихрей, основанный на наблюдении циркуляции магнитного поля, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности обнаружения 10 магнитного вихря, определяют суммарноеприращение модуля напряженности магнитного поля по периметру полигона или на одиночном прямолинейном профиле при прямом и обратном ходе наблюдений, и по присутст вию суммарного избыточного приращения судят о наличии вихря.