Сверхпроводящий датчик магнитного потока

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ОПИСАНИЕ Н АВТОРСКОМУ Св ИЭОБРЕТЕНИДЕТЕЛЬСТВУ ях, отности, размещенные в о л и ч а ю щ и й с я т целью повьпчения точнос датчик снабжен магнитнь закрывающим выходы отв тушки и прорези и вьпьо тве ем,ти и о мер ени раком, й под ым из тел ьм ст н све хпро дящего мате икпоп. 1,тем, что в м точечного Дат и ч ийс я сверх рометзи по им сторо нены пол верстий. контакта вы ти, связывающие выходь 3. Датчик по ющи йс я те зывающие выходы и ч аи. 2, о т лчто полосотверстий,е ний.и. 1,.о тлчто в экранеющие выходывыходам пр ор и, свяы 1 олневьполериала отвер- ектриктом, уктивны в виде расни 4. Датчик по ичаювьполне- отверстий 1 и й с ны пазы е оединимикающие к Изоб е ретение относится к технике зывающи магнитных измерений, в частности, датчик к геоэлектроразведке, .пазы,Целью изобретения является повьппе- примык ние точности измерения магнитного Фиг. 4 потока за счет уменьшения инруктив- гураци ности контура, по которому протекает ке пр ток через точечный контакт, и улучпе- гакт ния экранировки: от внешних помех.На Лиг. 1 приведены разрезы в трех взаимно перпендикулярных плоскостях датчика с экраном в виде двух крышек, закрывающих корпус с торцов;иа фиг. 2 - датчика, в прорези которого по обеим сторонам точечного контакта выполнены раснирения, свяотверстии; на Аиг.З е которого выполненые выходы отверстий и ходам прорези. На, ;представлена конАипо которому в датчи через точечный конкра няю ющие к вь% упр още нно контура екает токо т из корпуса 1, имеи отверстия 2, соью 3, электрическим контактом, обраДатчик состои ющего два сквозн единенных прорез замкнутой точечн зованным касание кого винта 4 и к Положение плоско тов фиксировано м двух винтов, плосонусного винта 5,го и конусного винконтргайками 6ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Сибирский научно-исследовский институт геологии, геоизи минерального сырья(54)(57) 1. СВГРХПРОКОДЯЦФ ДАМАГНИТНОГО ПОТОКА, содержащийненный из сверхпроводящего маткорпус имеющий два сквозныхстия,. соединенных прорезью, элчески замкнутой точечным контавходную и выходную катушки индВ сквозные отверстия 2 помещены входная и выходная катушки индуктивности 7,выводы 8 которых проходят через отверстия 9, выполненные в одном из маг-;нитных экранов 10, закрывающих выходыотверстий и прорези,В прорези 3 целесообразно выполнить расширения 11 (Фиг. 2), которыеможно заменить пазами 12, выполненны- Оми в экране (Фиг. 3) . Экран 10 выполняется в виде двух крышек, закрывающих корпусов с торцов,Конфигурация контура, по которомув датчике протекает ток через точечный 5контакт, схематично представлена наФиг. 4, причем горизонтальные участкисоответствуют отверстиями, вертикальные - расширениям в прорези. Иапряженности магнитного поля в отверстиях 20и в расширениях обозначены, соответственно, Н( и Н 2. Ток 11, вызывающиймагнитное полев отверстиях, протекает вокруг них по корпусу и замыкаетсячерез точечный контакт, а ток 1;, вызывающий магнитное поле в расширениях,протекает по корпусу, экрану и такжезамыкается через точечный контакт, Сечения отверстий обозначены Я(, расширений - Б 2. Длина отрезков отверстий 30между расширениями - 11, длина расширений - 12,Устройство работает следующим образом.Датчик помещают в криостат с жидкимгелием для перевода в сверхпроводящеесостояние. После охлаждения через точечный контакт начинает протекатьток, вызванный током источника сигнала, протекающим по входной катушке.При процускании тока высокой час.тотыпо выходной катушке через точечныйконтакт начинает протекать ток высокойчастоты. Параметры точечного контактаявляются Функцией тока, протекающего 4через него, благодаря чему при определенной величине высокочастотного токавысокочастотное напряжение на выходной катунке изменяется при изменениитока во входной. Эти изменения усили 50ваются усилителем и служат мерой измеряемого сигнала.Точность измерения сигнала с помощью датчика увеличивается при уменьнении индуктивности 1,( контура, замкнутого точечным контактом (1). Эту55индуктивность можно найти из виражения: Ро Б( Ба, (1)т Б 12+ Б 212л;7где а = 4 10 г/м - магнитная посто" оянная,л.1, = Д/Т (онределение индуктивности 1, через потокосцепление Р и ток 1), ф = 1 ЛН Б, =(ЦдН Б (условие равенства магнитных потоков в отверстиях и в расширениях, выполняющееся для идеального диамагнетика, каким является сверхпроводник) и Н1( 1- Н = - 1 +12=1Ф 2 1 12.Выражение для подсчета величины 1.1 получено при условии, что ширина прорези много меньше диаметра отверстий и расширений и что вклад в индуктивность областей стыка отверстий с расширениями невелик. Эадавиись типичными значениями: 11 = 10 и, 12 =610 и, Б( = Б 2 = 3 10 и, получают 1. 1,2 10-ф ГДпя датчика-прототипа индуктивность 1,2 контура с точечным контактом определяется по Формуле: 1,е =(1 о Б (-- при тех же значениях 2 1-61( =10 м, Б =310 м 2,10" ф Г.Таким образом, у данного датчика индуктивность контура, замкнутого точечным контактом, более чем в 1,5 раза меньше, чем у прототипа и в соответствии с (1) точность измерений выше.Экспериментально определенная величина эквивалентной плотности шумового потока в еиницах кванта потока = 2,07 10В О у данного датчика составила 4,5 10Р,/.(Гц, а у датчика-прототипа при прочих равных условиях, эта величина в 1,56 раз больше (710 Р / -(Гц), что хороно согласуется с отногением рассчитанных иидуктивностей (1, /1.,1,67). Степень экранирования от внешних помех у предлагаемого датчика оказалось в 18- 25 раз лучше, чем у датчика-прототипа.Таким образом, закрывая выполненным из сверхпроводящего материала экраном выходы отверстий и прорези и выполняя в прорези расширения, можно повысить точность измерения.1184364 2 актор Е. Гиринска Техред И.попович. Корректор С. Шекмар ул. Га Проиэводственно-иэдательский комбинат "Патент", г, Уж 10 Закаэ 37 ВНИИПИ Го Тираж ственного комитета но иэ 113035, Москва, Ж, ретениям и открцти ушская наб., д, 4/ Подписноепри ГКНТ ССС