Датчик компонентного магнитометра

Союз Советских Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 04,03.76 (21) 2331 Э 2с присоединением заявки О/2 л,й 33/О Гввударственнмй квинте6 вввтв Мвнкстрвв СССРвв делам кзвбретеккка вткрмткй(72) Автор изобретени Всесоюзный научно исследовательский институт геофизических методов разведки 1) Заявите ОМПОНЕНТНОГО МАГ 1 4) ДА Изобретение относится к измерению матъ нитных полей, в том числе геомагннтного поли и его: омпонент.Известен датчик компонентного магнитэ. метра, содержащий вакуумный баллон цилиЮ-б рической формы с электронной пушкой и отклоняющей системой, а также концентратор магнитного поля, выполненный в виде пошосных наконечников 111.Однако точность измерений этого двтчи Я ка недостаточна из за размагничивающе 1 о фактора, зависящего. от геомвтрическФх пь раметров концентратора.Для повышения точности измеруний пред" лагаемый датчик компонентного магнитометра,б содержащий основной вакуумный цилиндрический баллон с электронной пушкой и от клоняющей системой, снабжен формирователем импульсов, соединенным с модулятором введенным в электронную пушку основного Эт вакуумного цилиндрического баллона, смеси телем и дополнительным вакуумным цилиндрическим бадлонсег, в плоскости симметрии которого, цараллельный его основанию, раз мещен электростатический разделитель, в Ы диаметральной плоскости симметрии выполчены две сетки, а снаружи на егоконцах и соосно с ним - две идентичныекатушки, соединенные последовательно ивстречно, при атом дополнительный вакуумный цилиндрический баллон установлен перпендикулярно х основному, а смеситедьсоединен с обеими сетками дополнительного вакуумного цилиндрического баллонаи с катодом электронной 1 пушки, оснсеноговакуумного цилиндрического баллона.На чертеже схематически показана конотрукция предлагаемого датчика,Он содержит основной вакуумный цилиндрический баллон 1 сэлектронной пушкой,состоящей из катода 2, модулятора 3, ано;да 4, фокусирующей системы 5, отттлоняюнцей системы 6, а также дополнительноговакуумного цилиндрического баллона 7, вкоторый входит электростатический разделитель 8, размещенный в плоскости симметрии, параллельной вго оснсеанию. Снаружи на концах дополнительного вакуумного цилиндрического,баллона 7 и соосно сним размещены две идентичные катушки9 и 10 соединенньь- последовательно ивстречно а в диаметральной плоскостисямметрии установлены две сетки 11 и 12.Кроме того, датчик содержит формирователь13 импульсов, соединенный с модулятором 53 электронной пушки, я смеситель 14, подсоединенный к сеткам 11 и 12 дополнитешного вакуумного цилиндрического баллона7 и к катоду 2 электронной пушки. Дополбдительный вакуумный цилиндрический баллон 7 установлен перпендикулярно к основному вакуумному цилиндрическому баллону 1.Работа датчика заключается в следующемуС формирователя 13 импульсов на модулятор 3 электронной пушки подается положительный импульс (определенной длительности 3. Электронная пушка формирует интенсивный ссесимметричцый пучок ограциченцойдлины совмещенный с осью Х Х с помо 20щью предварительно цастрсеццой отклоняющей системы 6, Вследствие симметричногорасположения электростатического разделителя 8, встречно включенных катушек9 и 10 и сеток 11 и 12 относительно вертикальцой плоскости симметрии датчика,электронцый пучок движется в этой плоскости беэ отклонений до тех пор, пока небудет расщеплен электростатическим разделителем 8, находящимся под отрицательцым потенциалом относительно катода 2электронной пушки. Электроны каждой половины пучка отклоняются от оси Х Х в противоположцые стороны и движутся по винтовым линиям в магнитных полях катушек 359 и 10 вдоль оси 1 У, Так как катушки9 и 10 идентичны, расположены соссно,включены последовачельно и встречно и. обтекаются одним, и тем же током, тонаводимые в их объемах магнитные пол. 40колинеарны равны по модулю и направлены в противоположные стороны,При наличии слабого измеряемого матънитного поля Эцнапример магнитногополя Земли, направленного вдоль ося УУчастоты обраг;ения электронов, соответствуютщие суммарным полям в катушках 8 и 10,сосч;авляют для катушки 8,Й 1 .цдля ктушки 1 Опря этомгде - частота измеряемого магнитного поля;1 - частота магнитного поля соз даваемого катушками 8 я 10 датчика.Если длина пучка, лямятяруемая длн тельностью положительного импульса фор инрователя 13, несколько меньше %Г где Р - радиус винтовой линии, то электроны дважды за период обращения пролетаютчерез ячейки диаметрвльных сеток 11 и 12и наводят на цих электрически ицдуцирсьввнные заряды. Следовательно во внешнихцепах сетка-катод наводятся знакопеременные импульсы с частотой следования2( + ) и 2 (1 - 1 ) соочэетствецно,Р "азностная частота, выделелцая на резонансном контуре смесителя 14 являетсявыходной величиной.Поскольку для пучка электронов характерен довольно быстрый размыв, обусловленный кулоновскими силами расталкивания,то измерения целесообразно проводить в ре-.жиме накопления, автоматически суммируяпоказания нескольких кратковременных замеров. Размыв по радиусу винтовой линиив определенной мере ограниченфокусируюшимвоздействием катушек. 9 и 10, а размывпучка вдоль оси У У не играет существенной роли, Для наблюдения ось УУ датчикаориентируют вдоль измеряемой компонентымагнитного поля. Контроль нудь-пункта леть.ко осуществляется сравнением показанийпри прямом и обратном направлениях тока,обтекающего катушки 9 и 10,Режим работы при таком двойном замесе и автоматическом суммировании двухпоказаний прибора гарантирует полн)ло независимость результатов наблюдений от дрейфа нуля, связанного с нестабильностью параметров катушек 8 и 10. Ф ормула изобретенияДатчик компонентного магнитометрв, содержащий основной вакуумный цилиндрический баллон с электронной пушкой и отклоняющей системой о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения точности измерений, он снабжен формирователем импуль-,сов, соедияенным с модулятором, введеннымв укаэанную электронную пушку, омесителеми установленным перпендикулярно к основному дополнительным вакуумным цилиндрическим баллоном, в плоскости симметрии котсьрого, параллельной его основанию, размещенэлектростатический разделитель, в диамеъральной плоскости симметрия выполнены двесетки, а снаружи на его концах я соосно сням - две идентичные катушкя, соединенныепоследовательно и встречно а смесятельсоединен с обеими сетками дополнительногои с катодом электронной пушки основноговакуумного цилиндрического баллона,Источники информации, йринятые во внимание пря экспертяэе.1. Патент США Х 3673494, кл. 324-41,1972.Составитель С. ЛукннсяаяРедактор Т. Шагова Техред, М. Бупа Корректор М.,ЙФмчайЗакаэ 2427/32 Тнраж 1101 Подлнсн ое 0 НИИПИ Государственною комнтета Совета Мннистрм СССР по делам нэобретеннй н открычиВ 113038, Москва, Ж,Раущская неб д. 4/5 фнлиал ППП фПатент; г. Ужгород, ул, Проектная, 4