Магнитометр

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено ОЮ 181 (21) 3229854/18" 25 51 М. КЛ. с присоединением заявки Мо -С 01 ч 3/40 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторыизобретения 1Ордена Ленина институт физики Земли им, О.Ю. ШмидтаАН СЭ(54) МАГНИТОМЕТР Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано гля относительных измерений компонент земного магнитного поля, а также для регистрации вариаций компонент земного магнитного поля с целью поиска магнитных предвестников землетрясений.Известен кварцевый магнитометр, содержащий кварцевую магниточувствительную систему и отсчетное устройство в форме круга, связанное с поворотным магнитом плавной компенсации, Большая часть вертикальной составляющеймагнитного поля компенсируется закручиванием кварцевой нити. Угол, отсчитываемый по кругу отсчетного устройства, служит мерой приращения вертикальной составляк 1- щей 111. Недостатком указанного магнитометра является значительный дрейф нуль-пункта, который возникает в результате закручивания кварцевой нити и ударных нагрузок магниточувствительной системы о демпфер., Отсчетное устройство не обеспечивает высокой точности измерения, а диапазон измерения сравнительно мал. Известен также магнитометр, со"держащий кварцевую магниточувствительную систему и отсчетное устройство, выполненное в форме круга сделениями, связанного с компенсационным поворотным магнитом 2.Недостатком этого магнитометраявляется низкая точность, малый диапазон измерения и дрейф нуль-пунктамагниточувствительной системы.Наиболее близким техническимрешением к изобретению является магнитометр, содержащий кварцевую магниточувствительную систему, состоящую 15 из кварцевой монтажной рамки, закрепленную на ней с помощью нитей подвеса постоянного магнита и зеркала,а также фотоэлектрический преобразователь, осветитель, оптически 20 связанный через зеркало с входомфотоэлектрическогопреобразователя,выход которого подключен к регистратору отсчетное устройство и кор"пус 325 Недостатками такого магнитометраявляются низкая точность и малыйдиапазон измерений. Низкая точностьизмерений связана с необходимостьюэталонировки и дрейфом нуля нуль пункта магнитометра.Цель изобретения - повышениеточности и диапазона измерений.Поставленная цель достигаетсятем, что в магнитометр, содержащийкварцевую магниточувствительную систему, состоящую из кварцевой монтажной рамки, закрепленный на ней спомощью нитей подвеса постоянногомагнита и зеркала, фотоэлектрическийпреобразователь, осветитель, оптически связанныйчерез зеркало с входом фотоэлектрического преобразователя, выход которого подключен крегистратору, Отсчстное устройствои корпус, в магниточувствительнуюсистему дополнительно введены две 15кварцевые пружины, .кварцевые рычаг истержень, причем кварцевый стержень,закреплен серединой на одной из нитейподвеса и расположен перпендикулярнск ней, кварцевый рычаг жестко соединен одним из концов с кварцевой монтажной рамкой, первая кварцевая пружина расположена между кварцевым рычагом и одним из концов кварцевогостержня, между вторим концом которого и отсчетным устройством расположена вторая кварцевая пружина.На чертеже представлена схема магнитометра.Магнитометр содержит кварцевуюмонтажную рамку 1, жестко связаннуюс корпусом не показан), на кварцевых нитях 2 и 3 подвеса закрепленсимметрично относительно нитей подвеса постоянный магнит 4 с зеркалом5, две кварцевые пружины б и 7, кварцевый рычаг 8 и стержень 9, осветитель 10, фотоэлектрический преобразователь 11, регистратор 12 и отсчетное устройство 13. При этом перваякварцевая пружина б расположена между кварцевым рычагом 8 и Одним из кон.цов кварцевого стержня 9, серединакоторого закреплена на кварцевойнити 3 подвеса, а вторая кварцеваяпружина 7 расположена между вторымконцом кварцевого стержня 9 и отсчетным устройством 13. упругие момен-.ты кварцевых пружин равны и противоположно направлены, что позволяетвзаимно компенсировать дрейф ульпункта магнитометра, Кварцевье пру-,ны Б и 7 выполняют также роль дегпф.;рующего устройства, поэтому мати;тометр не требует специального демпфирующего устройства для постоянного 35магнита 4,Предлагаемый магнитометр можетпрйменяться для относительных измерений как вертикальной, так и горизонтальных компонент магнитного поля ЬОЗемли, Для измерения вертикальнойкомгоненти нити подвеса расположеныгоризонтально, а для измерения гори: -зонтальных савлющх - вертикально. э Принцип действия магнитометоаследующий,При изменении значения измеряемойкомпоненты магнитного поля магнит 4с зеркалом 5 отклоняется на некоторыйугол, пропорциональный изменениюмагнитного поля. При этом световойпоток Осветителя 10, Отраженный отзеркала 5 и сфокусированный на входефотоэлектрического преобразователя 11,СМЕЩаЕтСЯ ПО ЕГО ПОВЕРХНОСТИ, Врезультате чего в выходной цепи изменяется величина разностного электрического тока, Подклкченний к выходу фотоэлектрического преобразователя 11 регистратор :.2 записывает этоизменение тока , которое пропорционально изменению измеряемого магнитного поля,Эталонирование магнитометра Ос гществляется следующим образом.Магнитометр размещают в магнтнойэталонной установке, подключают крегистратору 12 и вращениемикроМЬтрического винта Отсчетного уст.ройства 13, связанного с кварцевойпружиной 7, выводят индикатор регистратора.в нулевое положение.При этом берется Отсчет на устройстве 13-5 и значение компонентымагнитного поля эталонной становкиЗатем изменяется значе:-и комйоненты магнитного голя зтгло.-:ной уевтановки до ". Прн этс;. ":; 4 сзеркалом 5 Отклоняется л, , -,-:сположения на угол, гро. в .О, .:, с; :,;,-;.,тризменению компонг та следовательно . кн.и -: . ",;с":;ия С для различных знач ";ий . у.:,ыводи"ся средняя цена деления Осче.ного устройства в гаммах,.м хяитометр может приме:ять ядля от Осительных измерениГ О;.Онент магнитного поля Зем.п 1 Ра-О"значений измеряемо:; компо:.н =: надвух "оча опр=-: .ниясб г МаГНИТОМЕТР МОРО - "к 11 О, -д,. ся и,цля регист;:.аци:.- эар-.=.,н О.по мле ; ".ениПр." зтс . матта зап:сиБерется отсчет - 5 по микрометру отсчетного устройства 13. Этому отсчету соответствует ордината кривой вариаций компоненты - У на регистраторе 12. Вращением мнкрометрического винта задается сдвиг записи вариаций на регистраторе 12 до У При этом отсчет по микрометру отсчет- ного устройства 13,будет - 5, Масш.таб записи определяется иэ выражения(Ъ 1-гС ЬДля повышения точности определения масштаба записи необходимо исклю чить линейные изменения компоненты магнитного поля в процессе определения масштаба. С этой целью задают сдвиг записи на регистраторе в противоположную сторону и берут отсчеты -5 и -У . Совместная обработка двух сдвигов исключает линейныеизменения компоненты магнитного поля а время определения масштаба.Уа,6 1 20 гаммд 1Эти исследования показывают, что диапазон измерения может быть расширен до 50-70 тыс.гамм при точности 30 отсчета + 1 ":;мм, что, по крайней мере, на порядок выше точности известных магнитометров для относительных измерений магнитного поля Земли при том же диапазоне измерений. 35Предлагаемый магнитоме: в . можно использовать в геофизической разведке с целью поиска и разведки полезных ископаемых, а также на геодинамических полигонах с целью поиска магнит О ных предвестников зеклетрясений. Формула изобретения Магнитометр, содержащий кварцевую магниточувствительную систему,состоящую из кварцевой монтажной рамки, закрепленных на ней с помощьюнитей подвеса постоянного магнита изеркала, фотоэлектрический преобразователь, осветитель, оптическисвязанный через зеркало с входомфотоэлектрического преобразователя,выход которого подключен к регистратору, отсчетное устройотво и корпус, о т л и ч а ю щ я й с я тем,что, с целью повышения точности идиапазона измерений, в магниточувствнтельную систему дополнительно введены две кварцевые пружины, кварцевыерычаг и стержень, причем кварцевыйстержень закреплен серединой на одной из нитей подвеса и расположенперпендикулярно к ней, кварцевыйрычаг жестко соединен одним иэ концов с кварцевой монтажной рамкой,первая кварцевая пружина расположена между кварцевым рычагом и однимиз концов кварцевого стержня, между вторым концом которого и отсчетным устройством расположена втораякварцевая пружина.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Яновский Б.М. Земной магнетизм.Л., ЛГУ, 1963, т.2, с.332.2. Бобров В.Н. Кварцевый 2-магнитометр. Геомагнетиэм и аэрономия.1968, т.8, 9 6, с,1094.3. Канониди Х.Д. и Бобров В.Н.Дистанционный магнитометр с видимой записью сиСтемы ИЗМИРАН.Геомагнетизм и аэрономия. 1965, т.5,М 6, с,1132 (прототип).949603 Составитель А,ТибановТехред А. Бабинец КорректорУ, Пономаренко Редактор А.Власенко филиал ППП "Патент", г,Ужгород, ул.Проектная,4 Заказ 5745/37 Тираж 717 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Т, Раушская наб., д,4/5