Источник поляризующего магнитного поля

(19) (11 АНИЕ ИЗОБРЕТЕН В.Н.Линев,авский ра- ияц етельство СССР И 24/10, 1982 Р 1937794, ублик. 1971 3. Пал. 6 01прототип ГОСУДАРСТВЕИНЦЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕП:НИЙ И ОТНРЫТИ(71) Специальное конструкторско-технологическое бюро с опытным производством при Белорусском ордена Трудового Красного Знамени государственном университете им.В.И.Ленина и Белорусский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им,В.И.Ленина(56) 1. Иарон Р.С. и др. Аппаратура для исследования электронного па магнитного резонанса. Л., "Энерг 1968, с.140.2. Авторское свидУ 1000874, кл. 6 01тент ФРГк Б 27/78, оп(54) (5)ИСТОЧНИК ПОЛЯРИЗУЮЩЕГОИАГНИТНОГО ПОЛЯ, содержащий магнитопровод броневого типа, керны со съемными постоянными магнитами и полюсными наконечниками, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона изменения величины,улучшения линейности развертки маг- .нитного поля и создания магнитныхполей, параллельных плоскостям полюсных наконечников, в него введеныдатчик магнитного поля, усилительошибки, электроприводы, генераторнапряжения развертки, втулки с размещенными в них кернами, постояннымимагнитами и полюсными наконечниками,керны выполнены с возможностью поступательного перемещения вместе с постоянными магнитами с помощью электроприводов,.приеем усилитель ошибкисоединен первым входом с датчикоммагнитного поля, вторым входом - свыходом генератора развертки, а выходом - с входами электроприводов.1 11255Изобретение относится к технической физике и может быть использовано при построении управляемых источни" ков поляризующего магнитного поля наоснове постоянных магнитов в част 95ности дляспектрометров электронногопара- и ферромагнитного резонанса(ЭПР, ФМР), ядерного магнитного резонанса (ЯИР) и других аналогичныхустройств, работающих в широком диапазоне магнитных полей.Известны источники поляризующегомагнитного поля, в которых величинаполяризующего магнитного поля регулируется сменой полюсных наконечни 5ков магнитов или наложением дополнительного магнитного поля, создаваемого с помощью вспомогательных катушек 11 3.Недостатки указанных источников -20узкий диапазон регулирования величины поляризующего поля, связанный сразмерами полюсных наконечников, атакже недостаточная стабильность магнитного поля в случае использования25вспомогательных катушек,Известно утройство, содержащеепостоянный магнит, включенный в магнитопровод с рабочим зазором, гдемагнитопровод выполнен составньщ,а участок магнитопровода, содержащий30постоянный магнит, может перемещаться относительно неподвижного участкамагнитопровода 2 3Однако наличие одного несимметрично расположенного относительно рабо- З 5чего зазора постоянного магнита необеспечивает необходимой симметричности и однородности магнитного поля в рабочем зазоре, увеличиваетэнергетические потери за счет полей 40рассеивания. Такое устройство непозволяет создавать магнитные поляпараллельные плоскостям полюсныхнаконечников, так как в данном случае при наличии одного постоянного 45магнита вектор напряженности магнитного поля может быть направлен только перпендикулярно плоскостям магнитопровода, ограничивающим рабочийзазор полюсных наконечников. 50Наиболее близким к предлагаемомуявляется источник поляриэующего магнитного поля спектрометра ЯМР, содержащий магнитопровод броневого типа,керны со съемными постоянными магиитами и полюсными наконечниками 3 3.Недостатком известного источникамагнитного поля является сложность 21 2 регулирования величины напряженности попяризующего магнитного поля. Ее можно изменять только заменой полюсных наконечников и постоянных магнитов, что вызывает необходИмость полной разборки магнита.Кроме того, меняя полюсные наконечники и постоянные магниты, получают дискретные значения напряженности магнитного поля, т.е. невозможно добиться плавной перестройки и развертки магнитного поля в широком диапазоне.Цель изобретения - расширение диапазона изменения величины, улучшение линейности развертки магнитного поля и создание магнитных полейУ параллельных плоскостям полюсных наконечников.Поставленная цепь достигается тем, что в источник поляризующего магнитного поля, содержащий магнитопровод броневого типа, керны со съемными постоянными магнитами и полюсными наконечниками, введены датчикмагнитного поля, усилитель ошибки,электроприводы, генератор напряженияразвертки,. втулки с размещенньпж вних кернами, постоянными магнитами и полюсными наконечникаьы, керны выполнены с возможностью поступательного перемещения вместе с постоянными магнитами с помощью злектроприводов, причем усилитель ошибки соединен первым входом с датчиком магнитного поля, вторым входом - с выходом генератора развертки, а выходом - с входами электроприводов.На чертеже приведен источник поляризующего магнитного поля, общийвид,Устройство содержит магнитопровод 1 броневого типа, выполненный составным иэ двух скрепленных чашеобразных цеталей, полюсные наконечники 2, закрепленные в диамагнитных втулках 3,керны ч и плоские постоянные магниты 5, Керны вместе с плоскими постоянными магнитами имеют возможность осевого поступательного перемещения в магнитопроводе 1 и втулках 3 и снабжены реэьбовыми штоками, на которые навинчены гайки б, другой конец,каждой гайки 6 соединен с валом соответствующего электропривода 7, в качестве которого может быть использован электродвигатель, Входы электроприводов 7 подключены к выходу усилителя Я ошибки, В рабочем зазоре 9 источника по 3 11252ляризующего магнитного поля расположен дачик 10 магнитного поля, подключенный к первому входу усилителя8 ошибки, к второму входу которогопоцключен выход генератора 11 развер 5тки,В верхней части чертежа изображенокрайнее положение керна 4 с плоскимпостоянным магнитом 5, соответствующее максимальному значению поляризу 10ющего магнитного поля, а. в нижнейчасти - крайнее положение керна 4 сплоским постоянным магнитом 5, соответствующее минимальному значению поляривующего магнитного поля.Устройство работает следующим образом.При согласованном включении постоянных магнитов 5 в рабочем зазоре9 создается магнитное поле, вектор20которого перпендикулярен глоскостямполюсных наконечников 2. Его изменение в широком диапазоне .развертка)осуществляется по закону, определяемому формой управляющего напряжения,25подаваемого с выхода генератора 11развертки на вход усилителя 8 ошибки,Нелинейность регулирования, присущая такому способу управления полем,устраняется благодаря наличию усили 30теля ошибки, вырабатывающему сигналобратной связи, пропорциональныйразности между значением напряжения,задаваемого генератором 11 развертки,и напряжением, снимаемым с датчиков10 магнитного поля, Этот сигнал подается на электроприводы 7 и управляет скоростью перемещения кернов 4 сплоскими постоянными магнитами 5 путем изменения значения подводимогонапряжения. В одном крайнем положении, когда постоянные магниты 5 подходят вплотную к полюсным наконечникам 2, достигается максимальное значение величины поляризующего магнитного поля в рабочем зазоре 9; и вдругом, когда постоянные магниты 5раздвинуты, магнитный поток шунти 21 4 руется телом магнитопровода 1, тем самым обеспечивая минимальное значение величины поляризующего магнитного поля в рабочем зазоре 9,для создания магнитных полей, вектор которых параллелен плоскостям полюсных наконечников (такая задача возникает, например, при исследованиях анизотропных свойств тонких магнитных пленок и др.), в одном из кернов изменяется направление включенияпостоянного магнита на противоположноеТаким образом, при встречном включении двух постоянных магнитов 5 в рабочем зазоре 9 создается планарное поле, параллельное плоскостям полюсных наконечников 2.Предлагаемый источник поляризующего магнитного поля создает в рабочем зазоре однородное магнитное поле, .перпендикулярное плоскостям полюсных наконечников, а также поле, .парал лельное плоскостям полюсных наконечников. При этом величина рабочего зазора составляет 8 мм, диаметр полосных наконечников 55 мм; постоянные магниты на основе 5 в Со 5.1(роме того, диапазон перестройки перпендикулярно направленного магнитного поля достигает 300-б 000 Э, а параллельно направленного 300-3000 Э.Причем нелинейность развертки поля составляет менее 0;57.Известные источники поляриэующего магнитного поля на основе постоянных магнитов обеспечивают перестройку магнитного поля в диапазоне 2500- 4000 Э. При этом нелинейность развертки поля составляет более 507 Таким образом, предлагаемый источник поляризующего магнитного поля имеет более широкий диапазон перестройки магнитного поля, улучшенную линейность развертки, легко изменяет конфигурацию магнитного поля, что позволит расширить класс и конфигурацию исследуемых образцов.1125521 имокосов каз 8531/32 Тираж 822 ВНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открыт 113035, Москва, Ж, Раушская на