Поисковый градиентометр

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 653589(61) Дополнительное с вид-в 22) Заявлено 01,0975 (21) 2167340/18-21 присоединением заявки ЭЬос аарственныи комитсссРелам изобретенийн открытий 23) Приорит(58) УДК 621,317 ,4 (088.8) Опубликовано 20379. Бюл Дата опубликования описа нь РЙ 11 25,03,79 Авторизобретени А,Мельников(71) Змвитель онежский ехничес инст) ПОИСКОВЫЙ ГРЪДИЕНТОМЕТ недоста Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться вгеофи зи ке, геологии .Известен градиентометр, который состоит их двух параллельных датчиков, ф которые имеют модуляторные отверстия и приемные обмотки 111.Однако такой градиентометр точно чувствителен.Наиболее близким по технической 1 О сущности к предложенному является поисковый градиентометр, содержащий два или более магнитомодуляционных датчика с параллельными продольными осями, каждый из которых состоит из 15 двух соосных ферромагнитных стержней с размещенными на них приемными обмотками и замкнутого магнитопровода - модулятора с центральным отверстием, связывакщим оба стержня, а также последовательно соединенные генератор, усилитель мощности, выходы которого связаны с обмотками замкнутых магнитопроводов, и последовательно соединенные усилитель и индикатор 21;ИНедостатком его также является низкая чувствительность.цель изобретения - повыаение чувствительности при обнаружении объектов.30 Это достигается тем, что.предложенный поисковый градиентометр, содержа"щий два или более магнитомодуляционных датчика с параллельными продольными осями, каждый из которых состоитиз двух соосных ферромагнитных стержней с размещенными на них приемнымиобмотками и замкнутого магнитопроводмодулятора с центральным отверстием,связывающим оба стержня, а также по.следовательно соединенные генератор,усилитель мощности, выходы которогоСвязаны с обмотками замкнутых магнитопроводов, и последовательно соединенные усилитель и индикатор, снабжензлектропроводящим короткоэамкнутымвитком, проходящим через центральныеотверстия модуляторов всех датчикови через центральные. отверстия замкну"тых магнитопроводов, а .также двумясинхронными детекторами, раэностнымблоком, входы которого соединены свыходами синхронных детекторов, а выход - с входом усилителя и утроителем частоты, своим входом связаннымс выходом генератора, а вихром - спервыми входами синхронных детекторов,причем вторые входы последних соединены с приемными обмотками двух Ферромагнитных стержней,653589 На чертеже приведена схема предложенного градиентометра Он состоитиз магнитомодуляционных датчиков 1и 2 с параллельными продольными осями, каждый из которых имеют модуляторные отверстия 3, 4 и приемные об 5мотки 5,6 Через отзерстия 3 и 4проходит металлический короткозамкнутый виток 7, проходящий также черезцентральные отверстия замкнутых ферромагнитных сердечников 8 с намотанными на них тоооидальными обмотками, 10Обмотки 9 соединены с выходом усилителя мощности 10, связанным, с задающимгенератором 11. Второй выход задающего генератора. 11 связан с утроителемчастоты 12, Выходные обмотки 5,6 дат чиков связаны с синхронными детекторалти 13 и )4, которые также связаныс утроителем частоты 12, Выходы синхронных детекторон соединены со входом разностного блока 15. К выходу 90разностного блока подключен усили-тель 16, а его выход связан со входом индикатора 17.Работает градиентометр следующимобразом,25Колебания задающего генератора 11усиливаются усилителем мощности 10и поступают на обмотки 9 ферромагнитных сердечников 8, которые являютсяпонижающими трансформатораля со вторичным короткозамкнутым витком 7,Короткозамкнутый ниток создает переменное магнитное поле, напряженностькоторого, н случае кругового витка,(.2 ) Н(1) =Нт 51 п Оэ 1; (Ъ) 11) г 35Н= -- )Огде 1 в ток, протекающий по нитку;О - диаметр нитка;1 - расстояние до обнаружинаемогообъекта, 40Одновременно ток, протекающий повитку, создает переменное магнитноеполе, модулирующее обратимую магнит,Од=,оР +,адз,го , (4) Ф дю(ф)=-,(о сф 8,ОСосозыА запой+ 2,одоч Й Зю . (6 ) прибора в области третьей гармоникина порядок ниже, чем во второй.50Сигналы, снимаемые с выходныхобмоток 5 и б, поступают на синхронные детекторы 13 и 14, на которые вкачестве опорного сигнала подаетсянапряжение с выхода утроителя часто 55 ты 12 Сигналы с частотой третьейгармоники преобразуются в постоянныйток и поступают на входы разностногоблока 15, Если поле неоднородно, какэто имеет место н близко расположенных дипольных источниках, выходные60 сигналы датчиков неодинаковы, причел 1, чем больше неоднородность поля,тем больше сигнал разности на выходеразностного блока 15. Разностный сигнал усиливается усилителем 16 и по 65 ступает в индикатор 17,Рабочим сигналом является сигналтретьей гармоники. Такой режим является наиболее благоприятным по следующим причинам;а) селекция третьей гармоникипозволяет исключчть помеху от наводкис частотой задающего генератора отусилителя мощности на электронныецепи градиентометра;б) селекция третьей гармоникипозволяет исключить мешающее действие геомагиитного поля и другихпостоянных полей, ибо сигнал от нихвыделяется на второй гармонике;в) максимумспектральной плотности шумов перемагничинания приходится на вторую гармонику, в то время,. как с)спектральная: плотность шумов, а следовательно, и дрейф нуля ную проницаемость датчиков 1 и 2 модуляторов.Переменное магнитное поле витка возбуждает вихревые токи н обнаруживаемом проводящем предмете, которые создают свое неоднородное магнитное поле. Это поле создает ЭДС н выходных обмотках датчиков. Сильное магнитное поле витка-излучателя ЭДС в выходных обмотках датчиков не наводит,Магнитное поле вихревых токов объекта наводит ЭДС в обмотке датчика по закону где Йо= 4 ю 10-7.17 - число витков приемной обмотки;Я-поперечное сечение магнитопровода датчика;Н(1) - напряженность рассеянного магнитного поля объекта;МЧ - действующая магнитная проницаемость датчика.Принимая ток, протекающий по витку, синусоидальным с частотой Ю будем иметь и синусоидальное рассеянное поле объекта с той же частотой, т.е. Исходя из четности кривой обратимой проницаемости феррита, действующая проницаемость при синусоидальном магнитном потоке возбуждения может быть записана в виде поскольку поле возбуждения датчика, также как и поле излучения создаются одним и тем же током, протекающим по короткозамкнутому витку,Подставляя значения (3) и (4) н выражение (2), получим окончательное выражение для ЭДС65358 Предложенный поисковый градиентометр имеет очень высокую чувствительность, он обнаруживает латунную гирю весом 5 г на расстоянии 1-1,5 м. Формула изобретенияПоисковый градиентометр,содержащий 5 ,два или более магнитомодуляционных датчика с параллельными продольными осями, кажцый из которых состоит из двух соосных ферромагнитных стержней с размещенными на них приемными обмот 0 ками и замкнутого магнитопровода -модулятора с центральным отверстием, связывающим оба стержня, а также последовательно соединенные генератор, усилитель мощности, выходы которого связаны с обмотками замкнутых магнитопроводов, и последовательно соединенные усилитель и индикатор, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения чувствительности при Составитель О.БогомоловТехред И.Асталош Кор ектор С.аояма льки едакто Тираж 696 ственного комитета бретений и открытий Ж, Раушская наб дписе П Патент, г.ужгоро ная,Фил аказ 1285/34цНИИПИ Госудпо делам и113035, Москв 9 бобнаружении объектов, он снабжен электропроводящим. коротксзамкнутым витком, проходящим череэ центральные отверстия модуляторов всех датчиков и через центральные отверстия замкнутых магнитопроводов, а также двумя синхронными детекторами, раэностным блоком, входы которого соединены с выходами синхронных детекторв, а выход - с выходом усилителя и утроителем частоты, своим входом связанным с выходом генератора, а выходом - с первыми входами синхронных детекторов, причем вторые входы последних соединены с приемными обмотками двух ферромагнитных стержней.Источники информации, принятие во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Р 368560 кл. 601 В 33/00, 1971,2Авторское свидетельство СССР Р 472314., кл. С 01 В 33/02, 1974.