Астатический магнитометр

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВМДЕТБЛЬСТВУ(511 М. Кл. 6 01 к 33/02 с присоединением заявки М Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий. 44 (088.8) Дата опубликования описания 070780(54) АСТАТИЧЕСКИЙ МАГНИТОМЕТР Изобретение относится к магнитометрическим устройствам, оно может быть использовано для измерения магнитных параметров веществ и горных пород, в частности, слабой намагниченности и магнитной восприимчивости.Известны астатические магнитометры для измерения остаточной намагни ченности, составной частью которых является магниточувствительный элемент в виде укрепленных на вертикально подвешенном стержне двух постоянных магнитов и оптического отсчетного устройства 1 .15Недостатком таких устройств является их низкая чувствительность к маг нитной восприимчивости, обусловленная тем, что измеряемый объект располага-. ется на оси,. проходящей перпендикуляру но или под некоторым углом к оси подвижного магнита,Известны магнитометры типа крутильных весов с магниточувствительным элементом в виде качающегося коромысла 25 и двух жестко связанных с ним магнитов 2 .Работа прибора основана на силовом взаимодействии между образцом и одним из магнитов подвижного чувстви" Зо тельного элемента, Другой магнит, укрепленный на протйвоположном конце коромысла, служит для компенсации влияния внешних магнитных полей (он установлен параллельно первому и разнополярно). Чувствительный элемент подвешен на крутильных нитях (растяжках).Поступательное движение магнитов приводит к изменению углового положениякоромысла и связанного с ним зеркала,С помощью автоколлиматора, сопряженного с зеркалом, производят отсчет измеряемой величины. Обладая простотой и надежностью в работе, такой магнитометр не лишен существенных недостатков, Главный из них-узкий динамический диапазон измерений, обусловленный фиксированной чувствительностью. Некоторое изменение чувствительности обеспечивается механическим корректором за счет изменения расстояния между измеряемым образцом и магнитом-индикатором чувствительного элемента, Однако это возможно лишь в небольших пределах, так как с увеличением расстояния трудно учесть влияние другого магнита.Другой недостаток состоит в низком быстродействии прибора и, следо"затуханием подвижного чувствительно:.го элемента (период колебаний составляет около 5 с, число колебаний дополной остановки - не менее 10).Третий недостаток - низкая точность установки нуля прибора, который устанавливается с помощью механического корректора путем закручивания растяжки пбдвижного чувствительного элемента.10Цель изобретения - расширение динамического диапазона и повышение точности коррекции нуля.Эта цель достигается тем, что - магнитометр, содержащий подвижный чувствительный элемент с двумя установленными параллельно в противоположной полярности магнитами, регулируемый источник тока и оптическое отсчетное устройство, снабжен двумя соленоидами,"размещейнймй-на металлических каркасах, выполй 3"нййх", йай 3 имер "в видецилйндров с коаксиальными полостями,которыми соосно охвачены разнополяр ные"концы магнитов, и катушкой, намотанной на одном из каркасов, причемсоленоиды соединены между собой последовательно-встречно и вместе с катушкой подключены к разным выходамРегулируемого источника тока.На чертеже изображена функциональнаясхема крутильного астатическогомагнитометра.Чувствительный элемент состоит иэкоромысла 1 с двумя одинаковыми, па Раллельно расположенными в .противоположной полярности, магнитами 2 - изеркала 3. Осью вращения коромысласлужит ленточная растяжка (след ее .условно показан в виде призмы 4).Чувствительный элемент сбалансирован 4 Опо весу и-по магнитному моменту, т.е.является астатическим. Разполярныеконцы магнитов 2 охвачены полостямиметаллических каркасов 5, изготовленнйх в виде цилиндров, которые йсполь"зуютсядля размещения на них соленои.дов б и катушки 7 и одновременнодля демпфирования, собственных колебаний чувствительного элемента Концымагнитов 2 входят в полости каркасовпримерно на половину их длины, а плос кость катушки 7 и концы соленоидов брасполбжены на уровне полюсов магнитов 2, Принципиально устройствонеизменится, если каркасы 5 вместе сохватывающими их соленоидом б и катушкой 7 разместить около разноименных полюсов одного из магнитов, Со-.,леноиды б соединены между собой пос" ледовательно-встречно.60 Перечисленные элемейты расположе- ны в корпусе 8, на верхней крышке которого укрепленавтоколлиматор 9 и " находится площадка для измеряемогообъекта 10. 65 Концы соленоидов б и катушки 7 выведены наружу и подключены к регулируемому источнику тока 11, который может быть выполнен по приведенной схеме, где источник напряжения (аккумулятор) включен в диагональ сдвоенного моста, собранного на резисторах 12,13,14 и 15. Соленоиды б подключены к общей точке (между резисторами 13,14) и движку переменного резистора 12 через реостат 16 (первый выход). Катушка 7 подключена к общей точке и движку переменного резистора 15 через реостат 17 (второй выход).Ъстатический магнитометр работает следующим образом.Образец 10 вещества или горной породы, установленный вблизи полюса одного из магнитов 2, взаимодействует с пбследним. Момент вращения чувствительного элемента при малых углах отклонения пропорционален интенсивности намагничения образца. Следовательно, угол отклонения, наблюдаемый посредством,автоколлиматора 9, является мерой магнитного момента (интенсивности намагничения) или магнитной восприимчивости. Прибор предварительно градуируют с помощью эталонных об-. разцов намагниченности или магнитной восприимчивости. При движении магнитов 2 в полостях металлических цилиндров 5 индуцируются вихревые токи, величина которых пропорциональна скорости перемещения магнитов, а" направление таково, что, взаимодействуя с магнитами, они препятствуют.их движению. Таким образом, цйлиндры"вйпсогйяют роль магнитоиндукционных демпферов. Эффективность демпфирования зависит от величины зазора между магнитами и стенками полостей, а также от проводимости цилиндров 5. Подбирая соответствующим образом эти параметры, мОжно обеспечить критический режим демпфирования чувствительного элемента. Постоянный ток, протекая через соленоиды б, создают в них встречные магнитные потоки. Если вэаимодействукюцие (ближние) полюсы магнита исбленоида совпадают по знаку,Фо между обеими парами полюсбв происхбдитвзаимное отталкивание и чувствительность подвижного элемента уменьшается. При перемене полярности токачувствительйость увеличивается. С йбмоЦьй"переменного резистора 12 и реостата 16, соответственно грубо и точно можно менять в шйроких пределах величину тока и его полярйость", а, следовательно, менять и чувствительность магнитометра оставляя расстояние между измеряемым образцом и полюсом магнита неизменным. Параметры соленоидов и их геометрическое расположение относительно концовмагнитов выбираются одинаковыми,746354 КИПИ Заказ 3934/34 Тираж 1019 Подпис Филиал ППП фПатент, г, Ужгород, ул,;Проектная, 4 Варьируя аналогичным образом ве- личиной и направлением тока в катушке 7 (с помощью переменного резистора 15 и реостата 17), можно тем самым осуществлять различные функции, связанные с измерениями,1 например: устранять возможную фнеидентичность соленоидов и механической балансировки, смещение нуля при неточной установке по уровню и т.д. При этом точность установки нуляполучается высокой, так как к прибору нет необходимости прикладывать механические усилия, к которым он весьма чувствителен. Введение дополнительных элементов 15 в виде катушек коррекции чувствительности и нуля, намотанных на металлических каркасах, и регулируемого источника тока незначительно усложняют прибор, однако позволяет отказаться 20 от сложных механических корректоров. ,Помимо этого, в соответствии с поставленной целью достигается практически неограниченный диапазон по чувствительности, как в сторону ее увели чения, так и в сторону снижения; быстрое затухание чувствительного элемента; возможность коррекции нуля в широких пределах с заданной точностью. Формула изобретенияАстатический магнитометр, содержащий подвижный чувствительный элементс двумя установленными параллельно впротивоположной полярности магнитами,регулируемый источник тока и оптическое. отсчетйое устройство, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюрасширения динамического диапазона иповышения точности коррекции. нуля, онснабжен двумя соленоидами, размещеннйми на металлических каркасах, выполненными, например, в виде цилиндровс коаксиальными полостями, которыми;роосно охвачены разнополярные концы,магнитов, и катушкой, намотанной наодном из каркасов, причем соленоидысоединены между собой последовательно-встречно и вместе с катушкой подключены к разным вйходам,регулируемого источника тока.Источники информации,,принятые во внимание при экспертизе1.Резник Э.Е.Переносный астатический магнитометр МА,.Сб.Геофизическая аппаратурами,Вып.29,"Недра",1966,2.йегЬегЪ БсЬтйЖ "Еа Тороп БцьюрЪовеег мй БэепЬ.еЬелм-РгцЕцегЖ",ВопЬтЪеИ, цтп Чо-атчръп ВеЯеЬеп бм беотпацъеОьсЬеп ЪМлбиМ Ро 1 эдатп,1 АЬцф 2-0Юойетп 1 е-Че.Вар, Вега,1961, О 9-И 2.