Магнитометр

, Кл,01 М 27/701 3 3310 рисоединениеы зая ооудоротвеины 9 комете6 овото Моииаоо ИУпо делам изобретенийя ото.: я 23) Приоритет43) Опубликован 77 Ююллет описания 3) УДК 621 3 088,8(72) Ап с ф иао 613 етекия Э. В. Дворников Специальное конструкторское бюро научного приборострое Сибирского отделения АН "ССР 3) Заявитель 4) МАРНИТОЯЕ 7 О г что Изобретение относится к области изме рения магнитных полей методом ядерного магнитного резонанса ЯМР) и электронного парамагнитного резонанса ЗПР),Известны магнитометры, использчащие ЯМР, содержащие датчик сигналов ядерно го магнитного резонанса, автогенератор с частотодающими элементами, блок сигнала ошибки и регистрирующее устройствоУказанный магнитометр имеет недостаток, ко 1 тарый заключается в низкой точности и малой скорости слежения за изменением магнитного поля.Известен магнитометр содержащий дачг. чик ядерного магнитного резонанса, вкдю 1 ченный в последовательную цепь, состоящую из приемника сигнала ошибки, стати ческого звена, задатчика частоты и авто- генератора, который соединен с регистрирую щим устройством, статическое звено, вы полненное в виде дискриминатора уровней, вход которого соединен с приемником сигнала ошибки, а выходы - с шинами реверсивного счетчика и управляющими входами клю ча, соединенного с генератором импульсов 2 б и реверсивным счетчикам, выход которого подключен к преобразователю код аналог соединенному с задатчиком частоты,Использование тзкото устройства для многократной калибровки или измерения изменяющегося в установленных предел 4 к магнитного поля со скоростным обратным ходом развертки сопровождается срывом слежения, Это приводит к необходимости ручной настройки магнитометра в режим слежения за полем после окончания кажда цикла магнитной развертки, что увеличи. вает общее время и трудоемкость измерений.Белью изобретения является повышение скорости и точности измерены.Поставленная цель достигается тем, в магнитометр введень 1 блок регистрации второй производной, ,элементы задержки, схемы И-НЕ, регистр и ключ начальной установкипри этом датчик ядерного маг нитного резонанса соединен с блоком ре гистрации второй производной. соединенным с единя.ными входами реверсивного счетчика и первым элементом задержки, подключд н л 1 л, ,рвхол 5;, 5 ИЕ вторнеВХОДЫ КО. ООЬХ СОЕД 5 ЕИЬ С ИНВЕРСНЫЛИ ВХО-дами рестра, о Вьходыс нулевымиВХОдаМИ ревок. ИВИОГО СчзтЧИКа; ВТОрызсхемь ИПЕ сое дииень с вьходом рбверСИВОГО СЧФ. Т"-55 а И НУЕВЫМИ ВХОДаМИ РЕщфгистроедиичье Входы которОГО соед 55 е цны с ключом начальной устаовки и Втсрым элементом задержки, выход которого соедгиен со вторыми Входами вторых схем И-НЕ.На чертеже показана функциональная схема магнитометра.Автоге 5 ератор 1 с датчиком сигналов ЯМР или ЗПР 2 управляющим частотозадатчиком 3, подключенным к статическому звену 4 и преОбразователо код ф аналоГ 6, соедце с регистрруодм устройством 6 е Прием 55 к сиГнала Ошибки 7 подключен к Датчку сигналов ЯМР 2, биполярному 2 О дискриминатору уровней 8 и статическому звену 4. Генератор импульсов 9 связан через ключ 10 с реверсивным счетчиком 11, соединенным с преобразователем коданалог 5, Клоч 1 О и реверсивньй счетчик 11 подк.почены к Выходу биполярного дискриминатора уровнеГ 8, Блок регистрации второй производной сигнала ЯМР 12 свя зан с датчиком сигналов ЯМР 2, с объединенными единичными входами триггеров реверсивного счетчика 11 и вторым элемен= том задержки 13 Первый элемент задержки 14 соединен с ключом начальной установки 15 и с объединенными единичными входами триггеров регистра 1 6, нулевые ВхОды которых сВязань с Выходами с оод ветствуюи 5 х первых схем И-НЕ 17, а инверсные выходы - с выходами соответ- ствуюших вторых схем И-НЕ 18, Выходы вторьх схем И-НЕ 18 подключены к нулевым входам соответствующих триггеров реверсивного счетчика 11, инверсные выходы которых связаны с входами соответствую ших первых схем И-НЕ 17. Вторые входы первых схем И-НЕ 17 объединены и сое 45 динены с выходом первого элемента за держки 4 Выход второго элемента задерж 1ки 13 связан с обьединенными входами вторых схем И-НЕ 18,Магнитометр работает следуюцим обра 50 зом.Перед началом первого цикла развертки магнитного поля частота автогенератора 1 устанавливается в соответствии с известным соотношением-о =( УО 3 + й Я / 2 5 тГДЕ- ГИДРОМаГНИтНОЕ ОТНОШЕНИЕ ЯДРа или электрона, бо"РЯЖО 55 ОСТ МаГНИТНОГО ПМЯСООТЕк ТВ,ЛОщая началу МаГНИТНОй раЗВЕртки,Ь Н "- расстояние между центром и максимумом иискрмиацио 5 ой характеристикиприемника сигнала ошибки 7 При этом наВходах приемника сигнала ошибки 7 и цепирегистрации сигнала второй производнойЯМР или З 1 Р 12 появятся напряжения.Приче.; величина орокения при точнойнастройке магнитометоа на выходе прием:-.ика синала ошибки 7 удет равна нулю,. Иа Выходе блока регистрации второйпроизводной сигнала ЯМР 3.2 максимальлому значению. С помощью ключа начальнойустановки 15, управляемого оператором,производится установка всех триггеров регистра 3,.6 В состояние "1 , а затем - автоматически за время задаваемое первымэлементом задержки 14, в триггеры регистра 16 через первые схемы И-НЕ 3.7 записывается цифровой код, установленныйв реверсивом счетчике 11, Во время цикла магнитной развертки сигнал ошибки,формируемый приемником сигнала ошибки 7,воздействует па управляюший частотозадающий элемент 3 автогенератора 1 черездвухконтурную цепь обратной связи со статическим звецом 4 и автоматическим звеном, содержащим биполярный дискриминатор уровней 8, генератор импульсов 9,ключ 1 О, реверсивный счетчик 11 и преобразователь код - аналог 5. При этом частота автогенератора 1 непрерывно подстраивается к резонансному значению иизмеряется регистрирующим устройством 6,ПО окончании цикла магнитной разверткиВО время скоростного обратного хода еепроходит срыв слежения частоты автогенератора 1 за магнитным полем, в результате чего напряжение на выходе блока регистрации второй производной сигнала ЯМР1 . становится равным н 5 лю.; ИзменениеОуровня выходного напряжения цепи регистрируется второй производиой сигнала ЯМРви ЗПР 12 воздействует на единичныевходы триггеров реверсивного счетчика 11,устанавливая их в состояние "1", а затемвторой элемент задержки 13 - на объединенные входы Вторых схем И-НЕ 3.8. Приэтом через вторые схемы И-НЕ 18 проиэводится перезапись кода, установленногов начале цикла развертки магнитного поляВ триггерах регистра 1 6, в реверсивныйсчетчик 13 и автогенератор 1 магнитметра перестраивается на частоту, соответствующую начальному значению магнитноГО поля Но При достижении изменяющим.ся магнитным полем во время последующеГо цикла развертки значения Н происходитопереход магнитометра в режим слежения за полем. На выходе блока регистрации сиг нала второй производной ЯМР 12 устанав ливается напряжение, поддерживаемое до тех пор, пока сохраняется условие существования магнитного резонанса. В дальнейшем процесс повторяется без участия оператора. При изменении начальных условий оператор с помощью ключа начальной уотановки 15 переписывает в триггер регист ра 1 6 код реверсивного счетчика 11, соответствующий вновь выбранному значению НИспользование предлагаемого устройства позволяет автоматизировать процесс много Б кратной калибровки и измерения изменяющегося ма.;.",ивяного поля, что приводит к снижению общего времени и повышению точноо ти измерений,Формула изобретенияМагнитометр, содержащий датчик ядерного магнитного резонанса, включенный в 2 З йоследовательную цепь, состоящую из прием ника сигнала ошибки статического звена, задатчика частоты и автогенератора, кго рый соединен с регистрирующим устроист ом, статическое звено, выполненное ввиде дискриминатора уровней, вход которогосоединен с приемником сигнала ошибки, авыходы - с шинами реверсивного счетчикаи управляющими входами ключа, соединенного с генератором импульсов и реверсивнымсчетчиком, выход которого подключен кпреобразователю код - аналог, соединенномус задатчиком частоты, о т л и ч а юш и й с я тем, что,с целью повышения;скорости и точности измеренийв него введены блок регистрации второй производной,элементы задержки, схемы И-НЕ, регистри ктпоч начальной установки, при этом датчик ядерного магнитного резонанса соединенс блоком регистрации второй производной,соединенным с единичными входами реверсивного счетчика и первым элементом задержки, подключенным к первым схемамИ-НЕ, вторые входы которых соединены синверсными входами регистра, а выходыс нулевыми входами реверсивного счетчика;вторые схемы И-НЕ соединены с выходомреверсивного счетчика и нулевыми входамирегистра, единичные входы которого соединены с ключом начальной установки и вторым элементом задержки, выход которогосоединен со вторыми входами вторых схемИ-НЕэ, Впасенко о сударствессого комитета С по делам изобретений Москва, Жс, Рауиская сстров СС Составитель Т, доз Техред О, Луговая Тираж 1111 одсиссое овета М и открытийабаю дв