Магнитометр парощелочной

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоеетекикСоциалистическиеРеспубликдо делам изабретеиий и открытий(54) ПАРОШЕЛОЧНбй МАГНИТОМЕТР 1Изобретение относится к области магнитных измерений и может быть использовано в метрологических системах для поверки и аттестации разетйчного типа серийно выпускаемых магнитометров, катушек магнитной индукции, а также в лабо- раторных исследованиях. Известен магнитометр с оптической накачкой 1, который. содержит источник10 света, оптическую систему, ячейку поглощения с атомами рабочего вешества, фотодетектор и две катушки: радиочастотную и вспомогательную, причем ось первой ка,тушки параллельна вектору магнитного поля, а ось второй - перпендикулярна. Радиотехническая часть устройства содержит два генератора: кварцевый с частотой подключенный к вспомогательной" катушке, и генератор радиочастотного поля, управ- О лаемой напряжением с выхода фазового детектора, выход которого подключен к радиочастотной катушке, питаемой напряжением с частотой х ф,2 1)Мй йт ., =.2Радиотехническая часть устройства со- держит два генератора: кварцевый, на одну частоту 1,1 подключенный к вспомогательной катушке, и генератор, управляемый напряжением с фазового детектора, с частотой 1 ф 1,),подключенный к радиочастотной катушке. Генератор низкой частоты дает опорный сигнал для фазового детектора и одновременно сигнал для сканирования частоты управляемого генератора.Наиболее близким по технической сушности к изобретению является магнитометр 21, содержащий источник излучения, оптическую систему, ячейку поглощения, фотоприемник, согласукдций усилитель, подключенный к выходу фотоприемника, низкочастотный модулятор с модуляционной катушкой, фазовый детектор, входы которого подключены к выходам согласующего усилителя и низкочастотного модулятора, управляемый генератор радиочастоты, соединенный с радиочастотной катушкой, блок управления, выход которого соединен С748вхоп м генератора радиочастоты, и регистраторр.Недостатком известных устройств является то,.что их выходные сигналы содержат не только основной сигнал на част оте, пропорциональной величины измеря 5емого поля, но и побочный сигнал, обусловленный сверхтонкой структурой и снижающий точность измерения,Целью изобретения является повышение точности измерений..:". - Иель достигается тем, что в предлагаемый магнитометр дополнительно введеныдвв преобразователя код-квазисинусоидальный сигнал, делитель частоты, фазосдвига-. 15кеций блок и вторая радиочастотная катушка, расположенная ортогонально к первой.При этом выход генератора радиочвстотысоединен с делителем частоты, один вы-ход которого подключен через преобразова тель код-квазисинусоидальный сигнал кпервой радиочастотной катушке,а второйчерез фазосдвигаюший блок и второй преобразователь код-квазисинусоиальный сигнал - ко второй радиочастотной катушке. 25 10 На чертеже представлена блок-схема магии тометра.Магнитометр содержит излучатель 1 света, оптическую систему, состоящую из 30 линз 2 и поляризатора 3, ячейку 4 поглощения, радиочастотные катушки 5 и 6, модуляционную катушку 7, фотоприемник 8, согласующий усилитель 9, низкочастотныймодулятор 10, фазовый детектор 11, блок, 35 12 управления, управляемый генератор 13 радиочастоты делитель 14 частоты,-преобразователь 15 код-квазисинусоидальный сигнал, фвэосдвигаюший блок 16, второй преобразователь 17 код-квазисинусоидаль ный сигнал и индикатор 18.Излучатель 1 света через линзы 2,поляризатор 3 и ячейку 4 поглощения оптически соединен с фотоприемником 8, выход которого через согласующий усилитель 45 9 подключен к входу фазового детектора 1 1, другой вход которого подключен к низкочастотному модулятору 10,соединенному с модуляционной катушкой 7. Выход фазового детектора 11 через блок 12 50 управления подключен к входу управляемого генератора 13 рвдиочастоты, выход которого соединен с делителем 14 частоты, один выход которого подключен через преобразователь 15 код-кваэисинусоидаль ный сигнал к радиочастотной катушке 5,а второй вывод через фвзосдвигаюший блок 16 и второй преобразователь 17 код-квв 3 320 4.зисинусоидальный сигнал - к радиочастотной катушке 6,Предлагаемое устройство работает следующим образом.Световой поток излучателя 1, падаюший на линзу 2, проходит через поляризатор 3. Ииркулярно поляризованный световой поток от поляризатора 3 поступаетна ячейку 4 поглощения, наполненную парами щелочного металла. Поглощая кванты света, ансамбль щелочных атомов поляризуется, тем самым создавая воэможность последующих энергетических. переходов между зеемановскими подуровнями.В момент совпадения частоты- генеоратора 13 радиочастоты с частотой зеемановскихпереходов происходит поглощение- световой энергии, фиксируемое фотоприемником 8. Измеряемое магнитное поле сканируется модуляционной катушкой 7, подключенной к низкочастотному модулятору10. Повторяющийся сигнал с выхода фотоприемника через согласующий усилитель9 поступает на фазовый детектор 11. Сигнал с выхода фазового детектора при помощи блока 12 управляет генератором 13радиочастоты,Для создания качественного циркулярно-поляризоввнного радиочастотного сигнала, позволяющего ликвидировать мешающий сигнал, на две радиочастотные, ортогональные поотношению одна к другойи внешнему магнитному полю катушки 5 и 6поступают сигналы, сдвинутые на угол Ч=ф дТС(Хили М=) в зависимости от направления магнитного поля. Они формируютсяпреобразователями 15 и 17 код-квазисинусоидвльный сигнал иэ сигнала управляемого генератора 13 радиочастоты, Частота генератора берется в .Ц раз х:11 О,где И Ъ 16) больше зеемановской частоты, чтобы обеспечить формирование квазисинусоидального сигнала с достаточнойстепенью приближения к синусоидальному.Генератор радиочвстоты может быть выполнен релаксационным, так как он используется только для синхронизации работыпреобразователей код-квазисинусоидальныйсигнал. Деление частоты в 1 рвз ЬЪ 16)делителем 14 частоты обеспечивает возможность формирования сигналов с любымсдвигом по фазе (в частности, Я=.1)У а днезависимо от частоты проходящего синхросигнвла, что чрезвычайно важно дляширокополосности системы и связанным сней диапазоном измерений мвгнитометра.В преобразователе 15 код-квазисинусоидальный сигнал импульсы, поступившие320 выходу фотоприеника, низкочастотный модулятор с модуляционной катушкой, фазовый детектор, входы которого подключенык выходам согласующего усилителя и низкочастотного. модулятора, управляемый генератор радиочастоты, соединенный с радиочастотной катушкой, блок управления,выход которого соединен с входом генератора радиочастоты, и регистратор, о т -л и ч а ю ш и й с я тем, что, с цельюповышения точности измерений, в неговведены два преобразователя код-квазисинусоидальный сигнал, делитель частоты,фазосдвигающий блок, вторая радиочастотная катушка, расположенная ортогональнок первой, причем выход генератора радиочастоты соединен с делителем частоты,один выход которого подключен через первый преобразователь код-квазисинусоидальный сигнал к первой радиочастотной катушке, а второй выход через фазосдвигающий блок и второй преобразователькод-квазисинусоидальный сигнал - ко второй радиочастотной катушке,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент США Ж 3714552,кл,. 324-0.5, 1973.2. Патент Японии48-5997,кл, 110 ЬО, 1973 (прототип). Составитель В. Майанова Техред О. Андрейко ктор М Подпо комитета СССРи открытийушская наб., д. 4/5 Заказ н лиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектна Ь 748 с выхода делителя 14 частоты, формируются в стробирующие импульсы, создавая квазиминусодильное радиочастотное напря жение, фазосдвигающий блок 16 представляет собой устройство для перекодировки стробирующих импульсов с опережением или отставанием на 9:+ - относительнотсосновного сигнала, Преобразователь 17 код-квазисинусоидальный сигнал аналоги,чен преобразователю 15,С выходов блока 10 15 и 17 сигналы подаются на радиочастотные катушки 5 и 6. Для измерения радиочастоты используется регистратор 18.Использование генератора радиочастоты с =ИХо(где ИЪ 16), делителя часто ты на И, двух преобразователей код-квазисинусоидальный сигнал, широкополосного/фаэосдвигающего блока и двух ортогональных радиочастотных катушек позволяет повысить точность и достоверность измере ний магнитного поля парощелочными магии томе трами. формула изо бре гения 25- Паротелочной магнитометр, содержащий источник излучения, оптическую систему, ячейку поглощения, фотоприемник, согласующий усилитель, подключенный к ЭО 32/ЗЗ Тираж 649 БНИИПИ Государственног по делам изобретений 13035, Москва Ж, Ра