Протонный магнитометр

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСЬциалистическизРеспублик в 834633Опубликовано 30.05.81. Бюллетень20Дата опубликования описания 05.06.81 вв делам нзебретений в еткрмтий(72) Авторы изобретения Б. И. Смирнов и А. В. Андрейко Научно-производственное объединение Геофизика Мингео СССР(54) ПРОТОННЫЙ МАГНИТОМЕТР Изобретение относится к магнитным измерениям и предназначено для исследования слабомагнитных аномалий магнитного поля Земли,в пределах (0,2 - 1) 10 н Т.Известен протонный магнитометр, состоящий из датчика с жидкостью, катушки поляризации, счйтыва 1 ощей катушки, источника энергии поляризации, переключающей схемы поляризации, усилителя, полосового фильтра, ограничителя, дифференцирующей цепи, умножителя, фазовращателя, схемы И, триггера, схемы управления и счетчика 1.Недостатком известного устройства является невозможность синхронизировать включение умножителя частоты в нужный момент с сигналом прецессии.Известен протонный магнитометр ЯМП-З, состоящий из датчика, усилителя-ограничителя, формирователя тока поляризации, счетчика, схемы управления, умножителя частоты, содержащего фазовый детектор,ключ, фильтр Н 4, генератор, управляемый напряжением, делитель частоты и схему ручной регулировки умножителя, позволяющей настраивать умножитель на центр полосы удержания 2) . 2Основным недостатком известного магнитометра является отсутствие надежной синхронизации момента включения умно- жителя с фронтом входного сигнала и, следовательно, длительный процесс включения умножителя, приводящий к сокращению времени измерения или увеличению длительности одного цикла измерения.Наиболее близкий к предлагаемому магнитометр состоит из датчика, усилителя- ограничителя, фазового детекторафильтра низких частот, управляемого генератора, делителя, триггера, регулятора величины тока в датчике, индикатора окончания тока в датчике, схемы включения тока поляризации и командного устройства 3) .Основным недостатком схемы является 15 отсутствие надежной синхронизации умножителя во всем диапазоне измеряемых полей из-за неточности ручной регулировки момента начала сигнала прецессии, а также отсутствие возможности получить большой коэффициент умножения (1000 и более) из-за неопределенности момента.появления сигнала, в особенности в верхней части диапазона измеряемых полей ввиду экспоненциальности переходного процессавключения тока поляризации, что не позволяет осуществлять синхронизацию умно- жителя с точностью до единиц градусов, которая необходима при коэффициенте умножения 1000 и более и отсчетной точности прибора О,1 нТ при циклах измерения 0,25 и менее.Цель изобретения - повышение точности и быстродействия измерений.Указанная цель достигается тем, что протонный магнитометр, содержащий последовательно соединенные командное устройство, формирователь тока поляризации, датчик, усилитель-ограничитель, умножитель частоты выполненный в виде последовательно соединенных фазового детектора, фильтра низких частот, управляемого генератора и делителя частоты, выход которого подключен ко второму входу фазового детектора, а также счетчик, первым входом подключенный к выходу управляемого генератора, а вторым входом - ко второму выходу командного устройства, снабжен блоком управления делителем, первый вход которого соединен с выходом усилителя- огра ничителя, второй вход - с третьим выходом командного устройства, а выход - со вторым входом делителя частоты.Функциональная схема устройства представлена на чертеже.Устройство содержит датчик 1, усилитель-ограничитель 2, умножитель 3 частоты, фазовый детектор 4, фильтр 5 нижних частот, управляемый генератор 6, делитель 7 частоты, счетчик 8, формирователь 9 тока поляризации, командное устройство 10, блок 11 управления делителем.Устройство работает следующим образом.Для обеспечения синхронизации момента включения умножителя 3 с фронтом входного сигнала и окончания времени счета на блок 1 управления делителем с командного устройства 10 поступает команда разрешения остановки, а с первым после команды положительным фронтом сигнала усилителя-ограничителя 2 производится остановка работы делителя 7 частоты, которая продолжается все время поляризации. По окончании поляризации и переходных процессов, когда на выходе усилителя-ограничителя 2 вновь появляется сигнал, на 8346384блок 11 управления делителем поступает команда окончания остановки и первым после команды положительным фронтом сигнала е усилителя-ограничителя 2 делитель 7 частоты вновь запускается, таким образом в момент остановки в делителе 7 частоты запоминается информация о разности фаз между сигналом с усилителя-ограничителя 2 и сигналом делителя 7 частоты, которая хранится в нем в течение всего времени поляризации, т.е. времени выхода умножи теля 3 из синхронизма, при включении жеделителя частоты на следующем цикле импульс на выходе делителя 7 частоты появляется через время, соответствующее разности фаз на предыдущем цикле, с точностью определяемой нестабильностью управляемого генератора 6 и инерционностью разомкнутой системы фазовой автоподстройки частоты.Формула изобретения20Протонный магнитометр, содержащийпоследовательно соединенные командноеустройство, формирователь тока поляриза 25ции датчик, усилитель-ограничитель умноФжитель частоты, выполненный в виде последовательно соединенных фазового детектора, фильтра низких частот, управляемогогенератора и делителя частоты, выход которого подключен ко второму входу фазового детектора, а также счетчик, первымвходом подключенный к выходу управляемого генератора, а вторым входом - ковторому выходу командного устройства,отличающийся тем, что, с целью повышенияточности и быстродействия измерений, онЗ 5 снабжен блоком управления делителем, первый вход которого соединен с выходом усилителя-ограничителя, второй вход - с третьим выходом командного устройства, а выход. - со вторым входом делителя частоты.40 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США3546574,кл. 324 - 5, 1971.2. Магнитометр протонный ЯМП - 3Составитель Г Техред А. Войк Тираж 732 И Государственного делам изобретений Москва, Ж - 35, Ра П Патент, г. Ужг ВНИИП по 113035,илиал ППедактор М. Лысогороваказ 4048/72 Змиевскаяас Корректор В. СиницкаяПодписноекомитета СССРи открытийушская на 6., д. 4/5ород ул Проектная 4