Способ топографирования магнитного поля

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритет 6 01 й 33/02 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(088. 8) Опубликовано 23.1282. Бюллетень Ко 47 Дата опубликования описания 23. 12. 82Рижский Краснознаменный институ авиации им. Ленинского инже не р омсомол итель(54) СПОСОБ ТОПОГРАФИРОВАНИЯ МАГНИТНОГО ПОЗ ретения является нЦелью ние точно магнитныхЦель д бу основа поаци ти измерения иполей в малыхстигается соглному на созданполя и определв котором мат в вихревые тливают их скан инд бъе сно посо- ктро.магнитног параметро преобразую0 кальяо ус енин егонитное полеоки и ло -рующим луИзобретение относится к способамисследования магнитного поля и можетбыть использовано при изучении магнитных полей и магнитных свойств материалов.Известны способы исследования магнитного поля, когда в магнитное полепомещают виток (или несколько витков.с током и по ориентации витка в магнитном поле и по показанию приборов,подключенных к витку,.судят о величине напряженности индукции) магнитного поля в месте расположениявитка, Далее перемещают виток с током в магнитном поле и получают картину распределения магнитного поля (1),Однако точность его недостаточна.Наиболее близкимк изобретениюявляется способ, при котором берутисточник магнитного поля, в него помещают датчик Холла (полупроводниковую пленку, через которую перпендикулярно магнитному полю пропускаютэлектрический ток, снимая поперечнуюЭДС с этой пленки, определяют величину напряженности, индукции, магнитного поля), помещают его в магнитное поле и по показаниям приборов и,размерам полупроводника определяют характеристнкн магнитного поля, Подбором различных свойств полупроводникового образца получают возможностьопределить градиент магнитного по-ля 2, .Однако и виток с током и датчикХолла имеют размеры в несколько мил) лиметров. При их использовании ха,рактеристики магнитного поля невоэюжно определить в каждой точке. Кроме того, подводящие провода создаютсвое магнитное поле, что искажаетисследуемое магнитное поле. Все этоснижает точность. исследований.Для перемещения витков.и датчиков Холла используют систему перемещения и Фиксации, что усложняет построение распределения магнитного поляи еще больше снижает точность исследований.чом света с последующей фиксациейрезультатов,На Фиг, 1 показана структурная схема, с помощью которой производитсяисследование магнитного поля; наФиг. 2 - картина распределения маг 5нитного поля витка с током.Устройство для реализации способасодержит источник электромагнитногополя в виде витка 1 с током, подключенный к измерителю добротности 2. ОСозданное магнитное поле витком 1 стоком преобразуют в вихревые токи вполупроводнике 3 (пластины или пленки), расположенном в исследуемой области пространства с магнитным полем.15Вихревые токи в полупроводнике 3 возникают в результате наличия в немсвободных носителей зарядовВеличина вихревых токов зависит от концентрации свободных носителей зарядов в 0полупроводнике и величины магнитногополя. Возникнув, вихревые токи оказывают реакцию на магнитное поле иизменяют добротность контура, в который подключен виток. Таким образом,25величина добротности, показываемаяизмерителем добротности 2, зависитот концентрации свободных носителейзарядов в полупроводнике. Затем вихревые токи усиЛивают лучом света,падающим на полупроводник. от сканирующего .источника 4 света.Устройство работает следующим образом.При освещенииполупроводника 3 врезультате внутреннего Фотоэффектавозникают избыточные свободные носители заряда. Увеличение концентрациисвободных носителей зарядов усиливает вихревые токи, что, как было описано выше, изменяет добротность катушки. Усиление вихревых токов осуществляют в локальных областях. Лучсвета сканирует поверхность полупроводника 3. Там, где напряженностьмагнитного поля больше, там больше 45величина вихревых токов и больше реакция их на магнитное поле, Сканируялучом света, поверхность полупроводника и фиксируя изменение добротностипо показаниям измерителя добротности 5 О2, строят картину распределения магнитного поля, Помещая полупроводникв разные области пространства, снимают картину распределения магнитногонеобходий поо, Полупроводник выбираютнемагнитным и так,чтобы незначительно искажалось маг"нитное, поле, Подключая к выходу измерителя добротности 2 самопишущийприбор или осциллограф, визуализируют магнитное поле, За начало отсче-ота принимают центр витка 1. Наибольшее. значение ьЦ (разность добротностинеосвещенного и освещенного полупроводника) наблюдается в центре витка 1 и величина д Я постепенио уменьшается к краям витка.Вместо витка с током можно использовать любой дру" гой источник электромагнитных волн, магнитное поле которого нужно исследовать. Подключив к измерителю добротности 2 (или другому прибору, определяющему характеристики магнитного поля) самопишущий прибор или осциллятор, можно визуализировать магнитное поле. Помещая в магнитное поле материалы и исследуя описанным способом магнитное поле, можно определить магнитные свойства материалов. Луч света можно сфокусировать до размеров в несколько микрон. Учитывая, что витки с током и датчики Холла имеют размеры в несколько миллиметров, видно, что локальность индикации увеличивается натри порядка. Это позволяет проводить индикацию магнитных полей в малом, объеме и увеличивает точность индикации, так как магнитное поле на расстоянии в несколько миллиметров может значительно изменить конфигурацию и величину.У известных способов система перемещения связана механически с витками с током или датчиками Холла и находится вблизи магнитного поля, а отдельные элементы (для крепления витка или датчика) непосредственно . перемещаются в магнитном поле. Учитывая, что все размеры ограничены и требуются материалы, минимально искажающие магнитное поле, конструкции перемещения обычно очень сложны.Элементы сканирования луча света в предлагаемом способе находятся около осветителя, который расположен на значительном расстоянии от магнитного поля и не может искажать его, Это .условие не ограничивает размеров сканирующего элемента, что упрощает построение картины распределения магнитного поля или визуализации его.3 Формула изобретенияСпособ топографирования магнитного поля, основанный на создании электромагнитного поля и определении его параметров, о т л и ч а ю щ и йс я тем,.что, с целью увеличения точности измерения и индикации магнитных полей в малых объемах, магнитное поле преобразуют в вихревые токи и локально усиливают их сканирующим лучом света, с последующей фиксациейрезультатов.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Р 538312, Кл. С 01 1 33/02, 19782. Авторское свидетельство СССР .9570857. кл. 6 01 В 33/Об, 1978.Тираж 717 И Государственно делам изобретени Москва, Ж, Ра Подписноекомитета СССРоткрытийкая наб., д.