Проточный зонд для измерения магнитной индукции

ИЗМЕРЕН во рени крио снаб Изобретение относится к магнит,ным измерениям, более .конкретно к измерению постоянных однородных и неоднородных магнитных полей нутационным методом ядерного магнитного резонанса в проточной жидкости и может быть использовано для измерения магнитных полей в сверхпроводящих соленоидах как при комнатной температуре, так и непосредственно в сре де жидкого гелия в диапазоне инЯукций 1-10 Тл,Известен проточный зонд, содержащий поляризатор в виде полого ци 15 линдра, подсоединенный к выходной соединительной трубке с расположен-. ным на ней двумя катушками мутации, соединенными с радиочастотным кабе.лем 1.11.Однако это устройство не позволяет производить измерения в сверхпроводящих соленоидах с внутренним диаметром меньше 40.мм, а также проиэдить измерения распределения магнитного поля по радиусу соленоида,Известен проточный зонд для измерения магнитной индукции, содержащий поляризатор в виде винтового стержня в полом цилиндре, катушку нутации, намотанную на изогнутую стеклянную трубку, служащую для протекания жидкости от поляризатора, а также соединительные трубки для подачи жидкости в поляризатор и ее отво да от катушки нутации, В этом уст- ройстве поляризатор, катушка нутацин, соединительные трубки и высокочастотный кабель, отходящий от катушки, помещены в полый цилиндрический корпус зонда 2Недостатком известного устройства является то, что конструкция зонда не позволяет производить измерения при криогенных температурах. Для иэмея в сверхпроводящих соленоидах стат с соленоидом должен быть жен обратным криостатом, обес 3 93584 печивающим в некоторой части рабочего объема комнатную температуру, Вольшой диаметр поляризатора и, следовательно, зонда в целом, необходимость использования обратного криостата не позволяют призводить измерения в сверхпроводящих соленоидах с внутренними диаметром, меньшим 40 мм, а также производить измерения распределения магнитного поля 10 по радиусу соленоида. Кроме того, поляризатор с винтовым стержнем имеет сложную и нетехнологичную конструкцию. Относительно большая толщина стенок стеклянной трубки, на ко% торую намотана катушка нутации, обуславливает малый коэффициент заполнения катушки резонирующими ядрами, содержащимися в проточной жидкости, что не позволяет эффективно исполь- З, зовать мощность высокочастотного генератора, воздействующего на эти ядра, Конструкция зонда не позволяет использовать ддя поляризации ядер часть рабочего объема соле-. ноида, расположенную ниже катушки нутации, т.е. не полностью используется воэможность поляризации ядер иэмервеиюм подем.Цель изобретения - повышение точности измерения магнитной инркции в сверхпроводящих соленоидах с малым внутренним диаметром при криогенных температурах.Ддя достижения этой цели в уст 3 ройстве, содержащем корпус зонда, в котором расположен поляризатор, входной и выходной канали:,катушки нутации и подключенный к ней высокочастотный кабель, катушка нутации выполнена в виде соединенных последовательно двух секций седдообразной формы с каналом между ними,фявляющим ся частью выходного канада, размещенных в разрыве прямолинейного вы 43 ходкого канала, а корпус зонда снабжен радиационным экраном, помещенвюм в герметизированвюй кожух, причемпространство между кожухом и корпусом вакуумировано.ФНа чертеже приведена конструкцияЯ устройства.Устройство состоит из корпуса 1 зонда, к которому припаява донышко 2 и верхний фланец 3. Во фданец впаяны входной патрубок 4 для нагие- ээ тания жидкости в зонд и отводящая трубка 5 для подачи жидкости, несущей информацию об измеряемом магнит 1 4ном поле, в тесламетр. Часть объема корпуса 1, заполненная жидкостью, образует поляризатор 6. Трубка 5 име ет в нижнем;торце косой срез 7 % припаяна к довапсу 2 так, чтобы оси корпуса 1 и трубки 5 совпади, В разрыв трубки 5 на некотором расстоянии от ее нижнего торца включена катушка 8 нутации, состоящая нз двух соединенвих посцедовательно катушек седлообразной формы, заформованная эпоксидвам клеем 9 так, что между катушками 8 образуется канал 1 О, составлянщий одно целое с внутренней полостью трубки 5. Начало и конец двухсекционной катушки 8 через свитые между собой провода 1 соединены выше поляризатора высокочастотвюм кабелем 2, выведенвюм через фланец 3 и предназначенвам для подачи энергии на катушки .8, от генератора высокой частоты (не показан)..Места соединения проводов 1 с кабелем 2 и выхода последнего через фланец 3 герметизируются эпоксидным клеем. На корпус 1 наматывается в несколько слоев синтетическая алюминиэированная пленка 13, образующая радиационный экран. Вся конструкция защищена кожухом 14, припаянным к фпанцу 3. Патрубок 15 с - вентилем 16 служит ддя подсоединения устройства к вакуумному насосу эи откачки полости 17 до давления 10 мм рт.ст. Активированвай уголь 8, помещений в гильзу 19 в ню, нем торце кржуха 14, служит криосорбционным насосом и обеспечивает ввпопости 17 вакуум 10 мм рт.ст, при погружении устройства в жидкий гелий.Устройство работает следукщнм образом.Жидкость через входной патрубок 4 поступает в корпус 1 зонда и заполняет его на некоторую высоту, определяемую давлением на входе в патрубок, высотой зонда и т.д. Поляризованная в измеряемом магнйтном ноле жидкость через косой срез 7 в вюкнем торце трубки 5 поступает в канал 10, где еподвергается действию осциллирующего высокочастотного поля, созданного катушками 8 в направлении, перпендикулярном измеряемому полю. При соблюдении резонансных условий, обычных для метода ядерного магнитного резонанса ЯМР , происходит деполяризация ядер, чтоформула изобретения Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРВ 571775, кл, 6 01 Я 33/08, 19762. Авторское свидетепьство СССРВф 45794, кл. 6 О Я 33/08, 1973(прототип). 5 93584 наблюдается на экране осциллографа. Экрановакуумная изоляция устройства обеспечивает независимость его работы от температурнах условий в измеряемом попе, %Существенное уменьшение диаметра зонда и обеспечение его работы прикриогенных температурах, необходимые дпя повышения точности измерения магнитной индукции в сверхирово 10 дящих.соленоидах с малым внутренним диаметром, в устройстве достигнуто путем исключения поляризатора как отдельного конструктивного элемента, изготовленного в виде винтового . з стержня, и совмвцения поляризатора с корпусом зонда, применения седлообразнис катушек нутации, размещенвях в разрыве прямолинейного выходного канала, использования для поляршэа в ции жидкости пространства.не только выше (как в известном зонде.1 2), но и няке катушки иутации, теплоизоляции корпуса зонда от окружающей среды при помощи вакуумированного 36 кожуха и радиационного экрана.Устройство позвопяет существенно расширить область применения наиболее точного в настоящее время метода измерения магнитных полей-метода 1 Иь ЯИР. ОВо позволяет производить изме+ рения в сверхпроводящих соленоидах малых диаметров непосредственно в среде жидкого гелия, а также изме / рять распределения магнитного поля 1 4по радиусу сопеноида т,е. выполнятьоперации, ранее доступные толькохопловским тесламетрам, имевшим погрешности на 1-3 порядка выше погрешности ЯИР-тесламетров. Проточнай зонд для измерения магнитной индукции, содержащий корпус, в котором расположены поляризатор, входной н выодной каналы, катушка нутации и подключений к ней высоко" частотой кабепь, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повыше" ния точности измерения, катушка нутации выполнена в виде соединенюнс. последовательно двух секций седло- образной фориа с каналом между ними, являющимся частью выходного канала, размещенных в разрыве прямолинейно-: го выходного канала, а корпус зонда снабжен радиационным экраном, помещенным в герметизированядй кожух, причем пространство мезду кожухом и корпусом вакуумировано.