Вибрационный магнитометр

Союз Советски кСоциалистическикРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)М. Кл б 01 й 33/02 с присоелинением заявки МГеоударстеенлый комитет СССР(23) Приоритет. ао делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения В. И, Петинов, П. Е. Чижов, А. Т. Куртов и В. А. Баков Отделение ордена Ленина института химической физики АН СССР(54) ВИБРАЦИОННЪЙ МАГНИТОМ ЕТР 1Изобретение относится к приборам длямагнитных измерений, предназначено дляизмерения намагниченности вещества вусловиях переменных и постоянных магнитных полей, температур и давлений.5 Известны аналогичные магнитометры, содержащие приводную электромагнитную вибрационную систему, которая заставляет исследуемый образец колебаться воз 1 О вратно-поступательно в магнитном попе магнитной системы, которой является либо электромагнит либо криостат со сверх- проводящим соленоидом. В области максимального поля магнитной системы находится система сигнальных катушек. При измерениях приводная электромагнитная вибрационная система крепится к магнит ной системе. При этом вибрирующий исследуемый образец помещается в центр системы сигнальных катушек. Сигнал, снимаемый с катушек, пропорционален магнитному моменту образца и поступает на электронную систему регистрации 1 . 2Вибрации, передающиеся от приводной электромагнитной вибрационной системы к магнитной системе, возбуждают в сигнальных катушках параэитный сигнал помехи, ограничивающий чувствительность магнитометра на уровне недостаточном для измерения слабопарамагнитных и диамагнитных образцов. Это приводит к необходимости создания специальной системы демпирсезания колебаний магнитной системы.Наиболее близкий к предлагаемому магнитометр содержит приводную электромагнитную вибрационную систему, демпфер вибраций магнитной системы, магнитную систему, которой является либо электромагнит, либо криостат с системой сигнальных катушек, расположенной в области максимального магнитного поля, устройс 1 во управления приводной электромагнитной вибрационной системой, устройство регистр. рации магнитного момента образца. Исследуемый образец крепится к концу приводного стержня в центре системы сигналь3 78993 ных катушек, другой конец стержня крепится к вибрвтору, который приводит его в возвратно-поступвтепьное движение с частотой 80 Гц, Сигнал, снимаемый с сигнальных катушек поступает в устройство регис 5 трации, где с помощью сигнала обратной связи, снимаемого с вибрируюпего конденсатора, формируется сигнвп, пропорциональный магнитному моменту образца, Демпфер вибраций магнитной системы предстввпяет 10 собой плиту, на которой крепится вибратор и две симметрично расположенные и параллельные плите упругие ппастины, Один конец каждой пластины крепится нв противоположных сторонах плиты. Вторые концы пластин выступают за края плиты в противопопожных напрввпениях, на них крепятся противовесы, которые можно передвигать вдоль пластин с помошью микрометрических винтов. 20Дпя подавления вибраций магнитной системы демпфер настраивают в резонанс с частотой вибраторв. Принцип демпферв основан нв том, что эффективная масса плиты увеличивается нв Я масс проти 25 все есов где Д - добротность демпферв, при этом должна быть обеспечена высокая точность настройки частоты вибратора нв частоту демпфера (-( в " ) 2.Недостатком устройства является З 0 неполное демпфирование вибраций магнитной системы, так как добротность ограничена, и квк следствие - ограничение чувствитепьности магнитометра, сложность конструкции демпферв, большая трудоемкость изготовления его деталей и требование высококачественной механической подгонки его эпементов, кроме этого необходимо периодически тшательно настраивать демпфер.40 5 4ля и фаэоврашатепя на 90 . Причем выходы избирательного усилителя соединены с первыми входвмн смесителей, второй вход первого смесителя соединен с выходсм фвэоврашатепя, ко второму выходу которого подсоединен вход фазоврашатепя на 90 ввыход которого соединен со вторым входом второго смесителя, выход- последнего подсоединен к управляющему входу управпяемого фаэоврашатепя выход последнего соединен с первым входом управляемого усилителя, второй вход которого подсоединен к выходу первого смесителя входы фаэоврашателя и управляемого фазоврашатепя а также приводная катулка подсоединены к генератору вибрато ра, а демпфируюшая катушка подсоединена к выходу управляемого усипитепя.На чертеже представлена функциональная блок-схема магнитометра.Устройство содержит приводную электромагнитную вибрационную систему, включаюшую магнит 1 вибрвторв, приводную .катушку 2, пружину 3, демпфируюшие опоры 4, вибрирующий конденсатор 5, приводной стержень 6, магнитную систему 7, представпяюшую из себя либо криостат, либо электромагнит с сигнапьными катушками 8, блок 9 регистрации магнитного момента, блок управления приводной эпектромагнитной вибрационной системой и демпфером вибраций магнитной системы, содержащий датчик вибраций 10, измерительный усилитель 11, смеситепи 12 и 13, фазоврвшатель 14, фвэовращатепь 15 нв 90 управляемый фаэоврвщвтепь 16, управляемый усилитель 17, усилитель 18, задающий генератор 19, демпфер вибраций магнитной системы, содержащий пружину 20, демпфирующую катушку 21 груз 22, магнит 23 демпфера и образец 24, Пель. изобретения - увепичение чувст витепьности вибрационного мвгнитометра.Укаэанная цель достигается тем, что в вибрвционном магнитометре, содержа 45 шем приводную электромагнитную вибрационную систему, бгок управлений с генератором вибрации, магнитную систему, блок регистрации магнитного момента и демпфер, демпфер снабжен демпфируюшей ка 50 тушкой и магнитом демпфера, в зазоре которого соосно пржодной катушке распопожена демпфируюшая катушка а магнитометр снабжен следящей системой, выполненной в виде датчика вибраций, жестко55 прикрепленного к магнитной системе, связанного с ним избирательного усилителя, двух смесителей, управляемого усилителя, фаэоврвшатепя, управляемою фвэоврвцвтеУстройство работает следующим образом.Обпвзец 24 приводится в движение приводной катушкой 2 с помощью приводного стержня 6 и вибрирует по синусоидапьному закону с частотой х " 80 Гц в магнитном поле, создаваемом магнитной системой 7, Сигнал, снимаемый с сигнальных катушек 8, поступает в блок 9 регистрации магнитного момента образца, где с помошью сигнала обратной связи, снимаемого с неподвижных обкпадок, вибрирующего конденсатора 5 формируется постоянный сигнал пропорциональный магнитному моменту образца.Демпфирующая 21 и приводная 2 катушки вибрируют с одинаковой частотой ге789935 5нератора 19, но в противсфаэе. Амплитуда и фаза вибрэции демпфируюшей катушки 21 поддерживается автоматически с помощью следяпей системы, обеспечивающей минимум сигнапа с датчика вибраций 10. 5Использование самонастраивающего/ демпфера колебаний корпуса позволяет за счет упучшения демпфирОвания повыситьщСчувствительность до 10 Гс.см, что в 50 раэ вышее, чем у известного устройст О ва, упростить механическую конструкцию приводной электромагнитной вибрационной системы, являющейся главной составной частью вибрационного магнитометра, упростить работу с магнитометром, так как 15 не требуется точной настройки механических резонансов демпфера, что является трудоемкой операцией, требующей дополнительных приборов и демонтирования магнитопровода. Настройка демпфера предлагае О мого магнитометра может производиться во время работы изменением фазы фаэов рашателя. формула изобретения бтсмдемпфера, в зазоре которого соосно приводной катушке расположена демпфирующая катушка, а магнитометр снабжен следящей системой, выполненной в виде датчика вибраций, жестко прикрепленного к магнитной системе, связанного с ним избирательного усилителя, двух смесителей, управляемого усилителя, фаэовращателя, управляемого фазовращателя, фазоврашателя на 90, причем выходы избирательноого усилителя соединены с первыми входами.смесителей, второй вход первого смесителя соединен с выходом фаэоврашателя, ко второму выходу которого подсоединен вход фаэоврашателя на 90, выход котоорого соединен со вторым входом второго смесителя, выход последнего подсоединен к управляющему входу управляемого фаэо вращателя, выход последнего соединен с первым входом управляемого усилителя, второй вход которого подсоедичен к выходу первого смесителя, входы фаэоврашателя и управляемого фазоврашатепя, а также нриводная катушка подсоединены к генератору вибратора, а демпфирующая катушка подсоединена к выходу управляемого усилителя .Вибрационный магнитометр, содержащий приводную электромагнитную вибрационную систему, блок управления с генератором ЭО вибратора, магнитную систему, бпок ре гистрации магнитного момента и демпфер, о т л и ч а ю ш и й с я тем, что с целью повышения чувствительности, демпфер снабжен демпфируюшей катушкой и магниИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР% 473971, кл. б 01 й. 33/14, 1975. 2. Магнитометр ГМфирмы Рг 1 п 5 оп оррй 1 М гееогсЛ согрога 1 лоп" (СШИ789935 Составитель нилин а рощи едактор А. Маковск ехред Н. Ковалева орректо Заказ 9035/4 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж 1019В НИИПИ Государственногпо делам изобретений3035, Москва, Ж, Ра Подписноекомитета СССРоткрытийушская наб., д. 4/5