Устройство для измерения индукции магнитного поля

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(1)618702 ополнительное к авт, свид-ву 1)2337982/18-2 22) Заявлено 25,.7 5 01 В 33/00 аявк присоединением3) Приоритет осударстаенный комитетСовета Иинистроа СССРоо делам изобретенийи открытий 62 1. 317.) Авторыизобретения 71) Заявите союзный заочный инженерно-строительный институт) УСТРОЙСТВО МАГНИТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ИНДУК 11 ИЯ у устрой й чувст- анализаИзобретение относится к электроизмерительной технике.Известно устройство для измерения индукции магнитного поля, выполненное в виде зонда, содержащее магнитопровод в виде ферритового стержня с заостренным рабочим концом и электрические контакты ввиде незамкнутых колец, расположенных намагнитопроводе 1.Недостаток этих устройств состоит в низкой точности измерения.Наиболее близко к предлагаемомство, содержащее магнитооптическивительный элемент, поляризатор,тор и световоды 2.В этом устройстве магнитооптический чувствительный элемент из вещества, обладающего константой Верде, работает при вращении плоскости поляризации света, проходящего через этот элемент, когда он оказывается в магнитном поле. Величина индукции измеряемого магнитного поля определяется по изменению интенсивности проходящего через устройство света, которая, всвою очередь, определяется углом поворотаплоскости поляризации,Недостаток этого устройства также заключается в низкой точности измерен я. Это объясняется зависимостью угла поворота плоскости поляризации от длины магнитооптического чувствительного элемента и величины индукции магнитного поля.Цель изобретения - повышение точности измерения.Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения индукции магнитного поля, содержащее магнитооптический чувствительный элемент, поляризатор, анализатор и световоды, введен блок формирования градиентного магнитного поля с градиентом, совпадающим по направлению с полосовыми доменами чувствительного элемента, выполненного в виде пластины ортоферрита е оптической осью, перпендикулярной плоскости пластин.На фиг. 1 изображена конструкция устройства; на фиг. 2 - схема, поясняющая принцип работы устройства.. Устройство для измерения индукции магнитного поля содержит световоды 1, магнитооптический чувствительный элемент 2, поляризатор 3, анализатор 4, блок формирования градиентного магнитного поля 5, корпус 6, цилиндр 7 и гибкий металлический рукав 8. Применение в качестве световодов селфоков (самофокусирующихся световодов)позволяет отказываться от фокусируюшей оптики, что существенно уменьшает размеры устройства. Световоды полностью деполяризуют свет, что позволяет исключить погрешности, связанные с вращением плоскости поляризации в световодах, а также с селективностью фотоумножителя к направлению плоскости поляризации, Магнитооптический чувствительный элемент 2 выполнен в виде пластины ортоферрита, а поляризатором 3 и анализатором 4 служат поля- роиды, помешенные в непосредственной близости от чувствительного элемента. Блок формирования градиентного магнитного поля 5 выполнен в виде электромагнитов. Вся конструкция жестко зафиксирована в корпу се 6 и помешена в цилиндр 7 из немагнитного материала, который соединяется с измерительным прибором и источником света (например, лазером) с помощью световодов 1, помещенных в гибкий металлический рукав 8.Устройство работает следующим образом. В магнитооптическом чувствительном элементе 2 при отсутствии внешнего магнитного поля образуется система параллельных полосовых доменов, направление которых 25 совпадает с проекцией оси слабого ферромагнетизма на плоскость пластины. Как показано на фиг. 2, при помещении такой пластины в постоянное магнитное поле Н, образованное блоком формирования градиентного магнитного поля 5 с градиентом, совпадаюШим по направлению с полосовыми доменами, в пластине образуются специфические клиновидные домены, имеющие высокую подвижность вдоль проекции оси слабого ферромагнетизма на плоскость пласти- З 5 ны, Это объясняется анизотропией магнитных свойств в пластине ортоферрита. Наложение крайне малых, порядка тысячной доли эрстеда, магнитных полей позволяет создавать возвратно-поступательное движение клиновидного домена (а и б -- два по 4 в ложения домена для разных значений внешнего магнитного поля). т 1 уч света, прошедший через поляризатор 3, фокусируется световодом 1 на определенный участок пластины (порядка 10 мкм), который частично пе рекрывается доменом с противоположно направленной намагниченностью. После прохождения луча через пластину ортоферрита первоначальная поляризация излучения благодаря эффекту Фарадея оказывается повернутой на некоторый угол, величина которого определяется толщиной пластины, а знак - направлением магнитного момента. Толщину пластины выбирают в зависимости от материала; так, для диспрозиевого ортоферрита оптимальная толщина составляет 110 мкм. Анализатор 4 устанавливают таким образом, чтобы он полностью гасил свет одной поляризации и пропускал излучение другой поляризации. При этом интенсивность света, поступающего на измерительный прибор, определяется величиной смещения клиновидного домена, высокая подвижность которого обеспечивает повышение точности измерения,Таким образом, величина индукции магнитного поля определяется по изменению интенсивности проходящего через устройство света при помещении устройства в магнитное поле.Введение блока формирования магнитного поля с градиентом, совпадающим по направлению с полосовыми доменами чувствительного элемента, выполненного в виде пластины ортоферрита с оптической осью, перпендикулярной плоскости пластины, позволяет повысить точность измерения индукции магнитного поля в 2,62 - 3,13 раза по сравнению с известными устройствами.Формула изобретенияУстройство для измерения индукции магнитного пОля, содержашее магнитооптический чувствительный элемент, поляризатор, анализатор и световоды, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введен блок формирования градиентного магнитного поля с градиентом, совпадающим по направлению с полосовы-. ми доменами чувствительного элемента, выполненного в виде пластины ортоферрита с оптической осью, перпендикулярной плоскости пластины.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР458789, кл. 6 01 К 33/00, 1973.2. Авторское свидетельство СССР454511, кл. б 01 Я 33/00, 1973./ б 7 Я Фиг, / оставитель Б. Ве хред О. Луговаяраж 1112 икнн тров ССС ета Миниоткрытийна 6., д.ул. Прое Государственного кпо делам нзобр 3035, Москва, Жал ППП Патент,НИИ 4/5ная, 4Редактор Б. федотЗаказ 4253/38 митета Со етений иРву шска Ужгород Корректор Е. ПаппПодписное