Способ определения напряженности магнитного поля дипольного источника

ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ О л ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ 4 АВТОРСКОМУ С 8 ИДЕТЕЛ(71) Ленинградский ордена Ленинаэлектротехнический институтим. В.И, Ульянова (Ленина)/ша 8 пдгошегег аггауз апй а поче 1з 18 па 1 ргосезз 1 п 8гес 11 пщие, 1 ЕЕЕТгапз. Мая., Чо 1, МАС -1, МагсЬ,1975, р. 701-707.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ДИПОЛЬНОГО ИСТОЧНИКА(57) Способ относится к магнитнымизмерениям. Может быть использовандля определения вектора напряженности магнитного поля дополнительногоисточника во всей зоне приема и параметров самого дипольного источникаЦелью изобретения является повышение 1267306 А(51)4 С О К 33/00 33/О помехоустойчивости измерения. Способзаключается в следующем. Вблизи дипольного источника устанавливаетсяпять градиентометров, Причем оси первого, второго и третьего из них ориентированы вдоль оси Х декартовойсистемы координат, оси четвертого ипятого - вдоль оси У. Ось базы первого градиентометра ориентирована вдольХ, оси базы второго и четвертого -вдоль оси У, а третьего и пятого -вдоль оси Е . Для достижения поставленной цели систему из пяти градиентометров перемещают параллельным переносом вдоль оси Х на определенное драсстояние, регистрируют сигналы гра-Едиентометров в двух точках,и, решаясистему уравнений, определяют параметры дипольного источника. Цель дос- С ,тигается за счет того, что данныйспособ позволяет исключить измерения Рмагнитометрами, отсутствие которыхприводит к независимости результатов фффизмерения от вибраций аппаратуры. М1 ил.1 12Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано для определения вектора напряженности магнитного поля дипольного источника во всей зоне приема и параметров самого дипольного источника.Целью изобретения является повьппение помехоустойчивости измерения магнитного поля дипольного источника.Измерение системой из пяти градиентометров в двух точках вблизи дополнительного источника позволяет исключить измерения магнитометрами. Отсутствие магнитометров позволяет сделать способ измерения нечувствительным к вибрациям измерительной аппаратуры.На чертеже показано расположениев декартовой системе координат искомого вектора магнитного момента М(начало координат расположено в т.1;трчки измерения соединены векторомлежащим на оси Х),Способ осуществляют следующим об Из решения прстатики известилв)зора О, с парамточника ои зада магнито нент те а связь ко етрами дип льного=-щ(г,.) ш +ги),+ О.кй-,5 а; . г.,1= 1, 2,де г",= К,)/К составляющи единич(ч) ны кторо денных из очек измерения 6730 б а По измеренным десяти значениямлЯ компонент тензоров й и известному вектору К, находят неизвестные параметры дипольного источника К и %,Для этого образуют два линейно не" зависимых е)циничных вектора ("г из тензоров (;), и вектора К;) (ч) 0 о) )к(1где повторение индексом означает суммирование по ним.Поскольку движение из т1 в т. 2 происходит вдоль Х, то К,;-Ко, К = и(,.) (д НДЯметра; 1нтомет метра иент ради егис д чч) ров пе те же ри цсбр цйв)цп) в т, 2 (3.=2).+ О) /(ч)( разом,В т. 1 (начало координат) располагают систему из пяти градиентометров, причем магнитные оси пер 1 вого,второго и третьего градиентометровориентируют вдоль оси Х, а магнитныеоси четвертого и пятого градиентометров - вдоль оси У, ось базы первого градиентометра ориентируют вдольоси Х, оси базы второго и четвертогоградиентометров - вдоль оси У, а осибазы третьего и пятого градиентометров - вдоль оси Е . Регистрируют сигналы градиентометров в т.1. Описанное расположение градиентометров позволяет регистрировать все пять независимых компонент тензора первых проМ дН(странственных производных: (г(: " )- дго градиентоментра;Я,ч вертого градиентсигнал пятого грЗатем системуремещают в т,2 икомпоненты тензо в (2) после преобра- 1, 2, К = 1, 2Левые части уравненставляют собой числа,на основании измерения(чп)эоров ю;к, т.е, извесв (4) параметры А такиэ компонент тензоровДля этого вычисляютмых инварианта Б (1и1 л 1 г2 К. ер точки измерения е =1,3Взяв отношение (5) и (6) в соот-.ветствующих степенях можно получитькубическое уравнение для а((5 Ц(л 1 Р 8 (И+2 аТ). которое легко решается по формулеКардано. Знак О.(, как видно из (6),йЗпротивоположен знаку ЮД.,Таким образом, параметры С(, определяются однозначно по компонентамтензоров (,. .Нелинейную систему (4) решают последовательно при К=1, при К = 2,К=З,При К = 1 система принимает вид 1., 2 ГЩ,+а,ОГ")"Ьъ 11,(и; (аР(и)+О(+ г(11 Р5 а.)ОЭта система из двух уравнений содержит три неизвестных ш, и г,1, д=2. Для ее решения вводят дополнительные связи между неизвестными.(ю 1 уравнения (8), (9), (1 О), пред,", ставляют собой систему из 4-х уравнений с четырьмя неизвестными и(, Г, , Г(л( И С, КОтОРаЯ РЕШаЕтСЯ СЛЕ(и ( дующим образом.Из (9) определяются ш через г, и4 и подставляются совместно с (10) в систему (8). Система (8) при этом становится системой двух нелинейных уравнений относительно г( и 4,Эта система успешно решается методом наискорейшего спуска на мини- ЭВМ ДЗ.Определив таким образом параметры ш, , г,( и (., возвращаются к системе . (4), которая теперь при К=2 и К = 3 является линейной относительно ш г и ш , г", соответственно и легко2 решается. Далее определяются расстояние до источника К./4 и модуль дипольного момента М из (3), а также компоненты искомых векторов:(1 1) М,. = ш.М. По найденным параметрам дипольного источника ф и М определяют на 5 пряженность поля в любой точке пространства по формуламН = - (За и - и (1 ЙМВа1 Ьзнакозначает принадлежность переменной.-к точке пространства, гдеопределяется напряженностью поля.Для решения нелинейной системы намикро-ЭВМ ДЗ(с быстродействиемл 1000 опер./с) требовалось 2 кБ па(т 15 мяти и 15-100 с счета. Относительнаяпогрешность определения параметровисточника составляет (3-5) 6 Я, где6 Я - погрешность измерения компонент тензора Я.20 При вычислениях принимаются следующие начальные значения;(л 1= 0,5,(л 11=1. Формула изобретения Способ определения напряженнос магнитного поля дипольного источника, заключающийся в установке вблизи источника системы из пяти градиенто метров, причем магнитные оси первого, второго и третьего градиентометров ориентируют вдоль оси Х декартовой системы координат, а магнитные оси четвертого и пятого градиентометровЗ 5 вдоль оси У, ось базы первого градиентометра ориентируют вдоль оси Х, оси баз второго и четвертого - вдоль оси У, а оси баз третьего и пятого градиентометров - вдоль оси 2., ре гистрации сигналов градиентометров и определении параметров дипольного источника по результатам измерений, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, 45 систему градиентометров перемещают параллельным переносом вдоль оси Х из первой во вторую точку пространства, на расстояние . относительно первой, регистрируют сигналы градкентометров во второй точке и определяют параметры дипольного источника из решения системы уравнений1267306 Ьпервого магнитного момента дипольного источника;К = Кг, - искомый радиус-вектор, проведенный иэ первой точки измерений в точку диполя., - компонент мого вектискоора М 1, К= Составитель А. ДивеТехред И.Попович следак Повхан Корректор М. Пож Заказ 5768/ Тираж 728 НИИПИ Государственного комитета СС по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб