Проточный зонд для измерения магнитных полей

ОП ИС ДНИ Е о 11 в 717 твИЗОБРЕТЕНИЯ Сеез СаеетенмСфцианыстичвслнаИсятбее то АВ 10 ВСКОМУ СВИДВт ВПЬС 7 ВМ(45) Дата опубл 51) М. Кл, 601 К 33/08 5,76 (21) 2359663/21 заявкиГфсудорстоеней комитет Совета Монкстрое СССР оо долам кзобретоей а откреткй(088,8) ОО 5,09,77.бюлл кованин опнсанн тень 33 я 14.10.77) ПРОТОЧНЫЙ ЗОНД ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНЫХ ПОЛЕИ ти, Внутри винтовй.оа сквозных канала; чу проточной жидкосстержня прорезань 1 двходной, который слти, и канал для прохго кабеля 21,Недостатком таксложность ео изготточность измеренияной составляющей мНОИДа НеДОСтатОЧНа,ЖИТ ДЛЯ ОТВООЖДеНИЯ Радио тот но является Ой конструкцииОВЛЕИИЯ, КРОМЕ ТаКИМ ЗОНДОМат ни тного ло радиальля солеИзобретение относится к области метрологии магнитных полей и может быть применено при измерении индукции магнитныхполей, например, сверхпроводящих и водоохлаждаемых соленоидов методом ядерного магнитного резонанса (ЯМ Р),Известны зонды, используемые в аппаратуре ЯМ Р измерителей, которые содержатполяризатор, соединительные трубки и катуш-,ку нутации с подсоединенным к ней радио- тючастотным кабелем 111, Наличие отдельногомагнита для.поляризации текущей жидкостии значительные габариты зондов делают нхмало пригодными для использования в сверх-. проводящих и водоохлаждаемых соленоидах, тарабочий объем которых ограничен, .Известны зонды, содержащие поляризатор, входную соединительную трубку, катушку Йутации с подсоединенным к ней радиочастотным кабелем, выходную соединительную трубку, входной переходной и выходной каналы, Поляризатор выполнен в видевинтового стержня, который помещен в цилиндр. И торцах стержня расположен входнойк переходной каналы, обеспечивающие пода-Пель изобретения - повысить точность из мерения.Поставленная цель достигается тем, что в проточный зонд для измерения магнитных полей, содержащий поляризатор, выход которого подсоединен к выходной соединительной трубке с расположенной на ней по оси зонда катуппой нутациц, подключенной к радиочастотному кабелю, дополни тельно введена вторая катушка иутации, расположенная на выходной соединительной трубке на фиксированном расстоянии от оси зонда, а поляризатор выполнен и виде полого, цилиндра, диаметр которого связан с диаметром выходной соединительной трубки следующим соотЭпиошением: ) 100ДпуЭз - диаметр поляризатора,д иаметр выходной соединительной втрубки.Не чертеже изображен предлагаемый зонд.Зонд для измерения магнитного поля методом ЛИР в проточной жидкости содериютполяризатор 1 в виде полого цилиндре, диахметр которого более чем в 1 О, раэ превышает диаметр выходной соединительной трубки 2, катушку нутации 3 с подсоединенным к йей радиочастотным кабелем 4. Зонпомещен в соленоид 5, который подкл 10 чен 15к источнику 6, Кроме того, имеется вторая катушке нутапин 7, с подсоединеннымк ней кабелем 8,Проточный зонд работает следующим образом. Ъидкость поступает в полЯризетор 120Разнлце в диаметрах поляризатора 1 и трубки 2 приводит к гому, что полная сменажидкости в поляризаторе происходит за время большее, чем время спин-решеточнойрелаксации, что в свою очередь позволяет 25получить максимальную величину намагниченности ядер проточной жидкости. Известно, что намагниченность ядер проточной жидкости М имеет следующую зависимость:ч, 30м=хе+м ео о нгде ХО - статическая магнитная восприимчивость ядер проточной жидкости,3 величина индукции магнитногоОполя, в котором находится поля"риза тор,объем жидквсти в поляризатореи- время спин-решеточной релаксации,М н - начальная пбляризация в полерассеяния и Земли (Мнсс М ),т. е. для получения максимальной намагниченнасти ядер проточной жидкости необходимо выполнить неравенство Ч сТ 1)в котором не оговаривается специальное,например, вращательное движение жидкости,усложняющее изготовление поляризатора. Ес-,50ли М /лт, - время пребывания жидкосити в Поляризаторе, то при т, ЗТнамагниченность:достигает равновесной максимальной величины, Иэ этого следует, что основюлм требованием,при изготовлении зондов,Ыявляется достаточно длительное пребываниежидкости в объеме поляризатора.Далее поляризованная жидкость поступаетпо выходной соединительной трубке 2 в катушку нутации 3 с, подсоединенным к ней Ю радиочастотным кабелем 4, где подвергаетсясовместному воздействию измеряемого постоянного магнитного поля Во и, перпендикулярно иэмеряемому, переменного магнитного поля частоты сф и при выполнении резонансныхусловий, когца СЭ =5 Во, где T гя ромагни тное отношениеядер проточной Жидкости, измеряют частоту,определяя тем самым индукцию магнитногополя Во.При исследовании поляризаторов в магнитных полях от 0,5 Т до 10,0 Т установлено, что время пребывания жидкости в поляризаторе может быть меньше ЗТ, при этомЧ,)с Т может быть порядка 1 и меньше,т. е, неравенство становится менее строгим,и, когдадиеметрполяр эатораболее чемв 10раз больше диаметра выходной соединительной трубки, 1 это практически сказываетсяна работе зонде,При исследовании распределения магнитного поля в рабочем объеме соленоидов кроме определения распределения поля вдоль оси соленоида, что достигается перемещением зонда вдоль оси, требуется знание распределения поля по радиусу, Стремление сделать диаметр поляризатора максимально возможным включает перемещение зонде по радиусу в ограниченных объемах соленоидов, для чего используют две катушки 3, 7, из которых катушка нутации 3 расположена строго по оси зонда, а катушка 7 смещена на фиксированное расстояние от оси, Такая конструкция позволяет, во-первых, проводить измерения величины магнитной индукции поля соленоида одновременно и на оси и на фиксированном расстоянии от нее одним зондом, во-вторых, одновременность измерений позволяет исклкь чнть ошибку из-за временной нестабильности в токе источника питания 6 соленоида 5, что приводит к увеличению точности измерений.Формула изобретенияПроточный зонд для измерения магнитных полей, содержащий поляризатор, выход которого подсоединен к выходной соединительной трубке с расположенной на ней по оси зонда катушкой нутации, подключенной к радиочастотному кабелю, о т л и ч а ю а и йс я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него дополнительно введена вторая катушка нутации, расположенная на выходной соединительной трубке на фиксированном расстоянии от оси зонда, и поляризатор выполнен в виде полого цилиндра, диаметр которого связан с диаметром выходной.3,),лиал ППП Патент, г. Ум арад ул. Проектная,собИйнизъльной трубки следующим соотноше, Зн нием: ) 100,дв где Эн - диаметр полиризатора, - диаметр выходной соединительной трубки, 25/32 Ти раж ИИПИ Государственног по делю 113035, Москва, Источники информации принйтне ВО Рннмаще при экспертизе.1, Патент США Л 2911587,кл,324 Р,:",1963,2. Автооское свидетельство ССС ГМ. Д 57 о 46,ЬО 1 Н 331 ОЕ, 1973.