Магнитометр

СССР КЛаСС 21 д, 30709 ОПИ Н ИЕ ИЗОБРЕТЕН А 8 ТОРСКОМУ ОБИДИТ У,вИ, 1. Ю 1 ГЛЦН 1,йг; им л е . Пономарев П, А, Халилеев агнитометр Заявлено 3 февраля 1947 года в Министерство геологии СССР за1211 (35303 б Опубликовано 30 июня 1948 года Известны магнитометры с индикатором в виде катушки, снабженной сердечником из материала с большой магнитной проницаемостью (например, из нескольких полосок пермаллоя) и включенной в одно из плеч моста, в два плеча которого включены выпрямители, обеспечивающие подмагничивание сердечника индикатора постоянной слагающей тока источника электрической энергии.Согласно изобретению с целью выравнивания переменных потенциалов на концах обмотки индикатора и эквивалентного ему сопротивления эти концы соединены между собой конденсатором.В отдельных случаях использования предлагаемого магнитометра индикатор с целью демпфирования его колебаний может быть подвешен в сосуде с маслом.Магнитометр предназначается для измерения малых градиентов магнитного поля и главным образом той или иной составляющей (в зависимости от ориентации индикатора) земного магнитного поля. Показания стрелочного прибора магнитометра пропорциональны проекции внешнего магнитного поля на ось индикатора. Чувствительность прибора нормально составляет 2 у (т. е, 2 10 - " эрстеда) на деление шкалы и в случае надобности может быть повышена.Устойчивость показаний прибора определяется только стабильностью напряжения источников питания и постоянством температуры. Поэтому в лабораторных условиях при употреблении стабилизированных источников питания и неизменной температуре показания прибора вполне устойчивы и шкала его может быть проградуирована в абсолютных единицах.На фиг. 1 изображена схема предлагаемого магнитометра, на фиг, 2 - кривая зависимости тока в цепи индикатора от величины наложенного постоянного поля и на фиг, 3 - график градиентов, снятых при помощи магнитометра,Действие индикатора магнитометра основано на нелинейности кривой намагничивания мягких магнитных материалов,Индикатор И состоит из стержня, изготовленного из нескольких полосок пермаллоя или иного материала с большой магнитной проницаемостью,149помещенного в катушку такой жедлины, и включен в схему, изображенную на фиг. 1,Цепь, состоящая из последовательно включенных индикатора И, купроксного выпрямителя В, сопротивления Я, и генератора Г, являетсяосновной цепью прибора. Генераторпосылает в эту цепь переменный токзвуковой частоты (500 - 1500 гц). Силатока зависит от индуктивного сопротивления индикатора И, включенного в данном случае как дроссель.При наложении на индикатор внешнего постоянного магнитного полясердечник его подмагничивается иего проницаемость уменьшается,вследствие чего уменьшается индуктивное сопротивление индикатораи ток в этой цепи, а следовательно,и в сопротивлении Л увеличивается.Зависимость тока , в цепи И - Я,от величины наложенного постоянного магнитного поля Н изображенана фиг. 2. Путем подбора коэфициента подмагничивания стержня иэлементов схемы удается получитьлинейную зависимость 1 = ДН) внужном интервале (для геомагнитных разведок от Н, = 0,3 до Н.,=О,б 5 эрстеда) с большой крутизнойА(е = - = 30 маэрстгд).Применением выпрямителя В, достигаются две цели:1) в сопротивлении Я, течет постоянный ток (емкость С, служит длясглаживания пульсаций), что позволяет применять в качестве регистрирующего прибора стрелочный микроамперметр А высокой чувствительности,2) в оомотке индикатора присутствует постоянная составляющая тока,дающая подмагничивающее поле.При правильном включении выпрямителя это подмагничивающее поле складывается с внешним магнитнымполем и создает эффект положительной обратной связи, При увеличениивнешнего магнитного поля ток в цепивозрастает, поэтому возрастает и подмагничивающее постоянное поле, чтоеще сильнее снижает йроницаемостьсердечника и дает дополнительныйприрост тока. Этот дополнительный15 о прирост тока создает новое увеличение подмагничивающего поля и т, д.При правильном выборе числа витков в обмотке ряд суммирующихсямагнитных полей получается сходящимся, что дает весьма заметноеувеличение чувствительности,Емкость С, вместе с индуктивностью индикатора образует контур,благодаря которому устраняется действие на индикатор резко пульсирующего тока, текущего через выпрямитель В В этом контуре получаются колебания тока, хотя и нечисто синусоидальные, но во всякомслучае, сглаженные; также сглаживается постоянная составляющая токав обмотке индикатора,Изменением емкости С, можнов широких пределах регулироватьформу характеристики индикатора(фиг. 2).Вторая половина схемы Я, - й, -Я,) служит только для получениякомпенсационного тока в компенсационном сопротивлении Я Сопротивлением Я, этот ток регулируетсятак, чтобы У, = Утогда микроамперметр А устанавливается нануль, находящийся в середине шкалы,После этого увеличения внешнего поля на индикаторе приводят к отклонениям микроамперметра в одну сторону, а уменьшения к отклонениямв другую сторону.Отсутствие индикатора во второмплече схемы делает последнюю несимметричной, что приводит к нарушениям равенства У, = У, при изменении напряжения питания. Этирасстройки значительно уменьшаются при включении конденсатора Счастично выравнивающего переменные потенциалы на концах обоихплеч схемы.Аналогичное действие оказываютконденсаторы СПредлагаемый магнитометр можетбыть использован для разрешенияодной из актуальных и трудных задач геомагнитной разведки - измерения вертикальных градиентов вертикальной составляющей.Для этой цели индикатор подвешивается на короткой нити внутрисосуда с маслом, в результате чего. М, Акиш он без колебаний устанавливается по вертикали, Сосуд с индикатором может перемещаться внутри деревянного трубчатого штатива по высоте на 3 м. Регистрирующий прибор устанавливается на нуль при нижнем положении индикатора, после чего последний вздергивается вверх с помощью провода и блока и производится отсчет по прибору,При отсутствии рудных тел стрелка измерительного прибора не отклоняется, или ее отклонения очень малы. При наличии рудных тел имеют место резкие аномалии градиентов (фиг, 3).Предмет изобретения 1. Магнитометр с индикатором в виде катушки с сердечником из материала с большой магнитной проницаемостью, включенной в одно из плеч моста, в два плеча которого включены выпрямители, обеспечивающие подмагничивание сердечника индикатора постоянной слагающей тока, даваемого источником, о т л и ч а ющ и й с я тем, что с целью выравнивания переменных потенциалов на концах обмотки индикатора и эквивалентного ему сопротивления указанные концы соединены конденсатором,2. Магнитометр по п. 1, отлич а ю щ и й с я тем, что с целью демпфирования колебаний индикатора последний повешен в сосуде с мас