Способ определения магнитного момента дипольного источника поля и координат этого источника

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 8013222 04 С 01 Е 33/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН нитного момента дип поля и координат эт Способ может быть реал ством, состоящим иэ тр го магннточувствительн вателя 1, местоположен опьного источникого источника,ован устрой компонентно о преобраэо которого ля,чт коор)ива ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(5 б) Авторское свидетельство СССРУ 789949, кл. С 01 К 33/00, 1982.Авторское свидетельство СССРФ 1064251, кл, С 01 Н 33/00, 1984.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАГНИТНОГОМОМЕНТА ДИПОЛЬНОГО ИСТОЧНИКА ПОЛЯ ИКООРДИНАТ ЭТОГО ИСТОЧНИКА(57) Изобретение относится к областиизмерительной техники и может бытьиспользовано в геофизике для проведения магнитораэведочных работ, всудостроительной промышленности дляобеспечения навигационного оборудования, в медицине для диагностики илеченияЦелью изобретения являетсяповышение точности определения магизвестно в прямоугольной системе координат ХУ, усилителя-преобразователя 2,генератора 3 переменной ЭДС,блока 4 коммутации, блока 5 обратной связи по измеряемому магнитному полю, блока 6 выделения составлякицих вектора индукции магнитного поля, регистратора 7, вычислительного блока 8 и подвижной стабилизированной платформы 9, на которой установлен преобразователь 1, Способ поэволяет также опреЖ делить составлялцие остаточного внешего однородного магнитного по овышает точность определениядинат и магнитного момента дан оля. 1 э.п. ф-лы, 2 ил.13222Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь Способ реализуется следующим образом. 55 На первый вход магниточувствительного преобразователя 1 (фиг.1) подается с генератора 3 переменная ЭДС,возбуждающая данный преобразователь.08 2В результате этого на выходе магнитометрического преобразователя 1 появляются три ЭДС второй гармоники,каждая из которых пропорциональна однои из трех составляющих вектора индукциимагнитного поля, созданного магнитным моментом диполя и однородным магнитным полем, например геомагнитным. Выходные сигналы с магнитометрического преобразователя 1 усиливаются и детектируются в усилительно-преобразовательном блоке 2, который состоит из трех избирательных усилителей, трех синхронных детекторов и трех интеграторов, поэтому выходные сигналы с блока 2 пропорциональны трем составляющим вектора индукции магнитного поля. Сигналы с выхода этого блока поступают на вход блока 4 коммутации, предназначенного для коммутации сигналов, поступающих с блока 2 на вход блока 5Через блок4 сигналы с блока 2 поступают на вход блока 6При перемещении преобразователя 1, расположенного на подвижнойплатформе 9, по выбранному произвольно направлению от точки 4 (фиг,2) к точке с, подключают предварительно в точке д блок 5 (фиг,1) через блок 4 к выходу блока 2, В блоке 5 создаются сигналы, обеспечивающие воспроизведение в объеме преобразователя 1 вектора индукции магнитного поля,составляющие которого равны по величине, но противоположны по направлениюсоставляющим вектора индукции магнитного поля, измеренным магнитометрическим преобразователем 1. При компенсации измеряемого магнитного поляв объеме магнитометрического преобразователя 1 выходные сигналы с блоков2 и 4 равны нулю. Тогда блок 5 отключают от выхода блока 2 с помощью блока 4 коммутации, При этом на входе блока 5 иммитируется нулевой сигнал, что обеспечивает запоминание сигналов в блоке 5, компенсирующих магнитное поле в объеме преобразователя 1 в точке 4 (фиг,2), Блок 5 (фиг,1) состоит из трех узлов, при этом каждый узел состоит из порогового устройства, генератора тактовых импульсов, реверсивного счетчика и цифроаналогового преобразователя. После отключения блока 5 от блока 2 сигналы, поступающие на вход блока б,пропорциональны составлякщим векторов индукции магнитного поля, созданных диполем, например, в точках прост3 132220ранства А, с, Р, е, к, Р, т (фиг,2)на трех направлениях перемещениятрехкомпонентного преобразователя.Определение магнитного моментадипольного источника поля и коорди нат этого источника осуществляется следующим образом.При перемещении трехкомпонентного магнитометрического преобразователя 1 по первому направлению определяют 10 три точки пространства, например А, С, Э (фиг.2) с различными значениями по крайней мере трех коллинеарных составляющих векторов индукции магнитного поля. При этом, если раз ности составляющих векторов индукции магнитного поля, например, между точками А и С, А и Е образуют два вектора ьЙАС= ЙА - йс и АйВА - ВР, между которыми угол больше нуля, но не равен +180 , т.е, векторы индукции магнитного поля л 5 и 4 ВАР независимы, то определениеЮ магнитного момента дипольного источника поля и координат этого источника осуществляется с помощью блока 8 (фиг.1) по составляющим векторов дГФ Ф АС и 4 ВАВ ( ВАв Вс 15 Р - векторы индукции магнитного поля в соответствующих точках пространства А, С, Р ) и местоположениям точек пространства А, С, 0 (фиг.2).1Если векторы ЛГАс и дВА зависимы, то изменяют направление перемещения преобразователя на угол35 Ы180 (фиг,2) от предыдущего направления и определяют на втором направлении перемещения три точки пространства, например Р , Е, К с различными значениями по крайней мере трех коллинеарных составляющих векторов индукции магнитного поля. При этом, если разности составляющих векторов индукции магнитного поля, например, между точками Р и Е, Е и К образуют два вектора ЛВРЕ = ВРЬ Ф ЬВЕ и д В ек = ЙЕ - Вк, междУ которыми угол больше нуля но не равен +180, т.е. векторы д РЕ и д ВЕ независимы, то определение магнитного момента дипольного источника поля и координат этого источника осуществляют с помощью блока 8 (фиг.1) посоставляющ м векторов ЬВРЕ и д В 61 55Ь(В и В - векторы индукции магЕ книтного поля в соответствующих точках пространства Е и к) и местоположениям точек пространства Р 8 4(фиг.2). Каждая пара векторов %чи д ВАР, аР р Е и Л Л ЕоДновРеменно зависимы лишь в том случае, когда диполь расположей в плоскости, проходящей через точки пространства А, С, Ю, Е, и К (фиг.1), а вектор магнитного момента данного диполя перпендикулярен этой плоскости. В таком случае для определения магнитного момента дипольного источника поля и координат этого источника дополнительно перемещают преобразователь в направлении под углом 0 г ( Р ( 180к плоскости, проходящей через точки пространства А, с, 3, Г и к , выбранные на первом и втором направлениях перемещения преобразователя. Определяют на третьем направлении перемещения преобразователя три точки пространства, например к , Р, 7 с различными значениями по крайней мере трех коллинеарных составляющих векторов индукции магнитного поля, а затем по разностям составляющих векторов индукции магнитного поля, например, между точками Н и Р, К и 7 и местоположениям этих точек определяют координаты и 1магнитный момент дипольного источника поля с помощью блока 8 (фиг, 1),В некоторых случаях, например при азромагнитной съемке, когда известно, что источник магнитного поля находится вне плоскости перемещения преобразователя по выбранным первым двум направлениям или когда вектор магнитного момента дипольного источника поля, расположенного в плоскости измерения параметров магнитного поля преобразователем по первому и второму направлениям перемещения этого преобразователя, не перпендикулярен упомянутой плоскости, а координаты и магнитный момент дипольного источника поля определяют после магнитной съемки, то перемещают данный преобразователь по выбранным ранее первым двум направлениям, По разностям составляющих векторов индукции магнитного поля между любой из трех выбранных ранее точек пространства на одном иэ двух первых направлений перемещения преобразователя и каждой иэ двух остальных точек пространства, выбранных на этом же направлении перемещения данного преобразователя, где упомянутые разности составляющих векторов образуют два независимых вектора ин13222086два независимых вектора индукциимагнитного поля.В устройстве, реализующем способ,осуществляется компенсация вектораиндукции магнитного поля в объемемагниточувствительного элемента трехкомпонентного преобразователя передначалом непрерывного измерения параметров магнитного поля по первомунаправлению перемещения данного преобразователя, а определение магнитного момента дипольного источникаполя и координат этого источникаосуществляется по разности составляющих векторов индукции магнитногополя между любой из трех точек пространства, выбранных на одном из направлений перемещения преобразователя, и каждой из двух остальных точекпространства, выбранных на этом женаправлении перемещения преобразователя, где указанные разности составляющих векторов образуют два независимых вектора индукции магнитногополя, что ослабляет более чем на порядок влияние внешнего однородного магнитного поля на измерение составляющихвекторов индукции магнитного поля, созданного диполем, и обеспечивает однозначность определения координат имагнитного момента диполя во всемпространстве наблюдения,В способе кроме координат и магнитного момента дипольного источникаполя можно определить составляющиеостаточного внешнего однородного магнитного поля, обусловленные, например, погрешностью компенсации указанного внешнего однородного поля в объеме преобразователя перед началомнепрерывных измерений параметровмагнитного поля при перемещении данного преобразователя по первому направлению. Зная составляющие остаточногб внешнего однородного магнитного поля, можно скорректироватькомпенсацию однородного магнитногополя в объеме преобразователя и темсамым повысить точность последующихизмерений параметров магнитного поля, созданного диполем, а значит, иповысить точность определения координат и магнитного момента этогодиполя. дукции магнитного поля, по местоположениям этих трех точек пространства определяют магнитный момент диполь- ного источника поля и координаты этого источника. Так, например, по изме ренным параметрам магнитного поля в точках пространства,4 , С, Г (фиг,2) или Л , Е,определяют координаты и магнитный момент дипольного источника. поля.Если местоположение дипольного источника поля и ориентация векторов магнитного момента этого источника неизвестны, а координаты и магнитный момент диполя определяют после магнитной съемки, то перемещают трех- компонентный преобразователь по трем описанным направлениям. По разностям составляющих векторов индукции магнитного поля между любой из трех то чек пространства, выбранных на одном иэ направлений перемещения преобразователя, и каждой из двух остальных точек пространства, выбранных на этом же направлении перемещения преобразо 25 вателя, где указанные разности составляющих векторов образуют два независимых вектора индукции магнитного поля, и по местоположениям этих трех точек пространства определяют магнитный момент дипольного источника поля и координаты этого источника. Так, например, по измеренным параметрам магнитного поля в точках пространства 4 , с, Р (фиг,2) или35или К, Р, Т определяют координаты и магнитный момент дипольного источника поля,По предлагаемому способу определе ние координат и магнитного момента дипольного источника поля осуществляется по измеренным параметрам магнитного поля в трех точках пространства,лежащих на одном направлении перемещения преобразователя (на одной прямой), а значит, через эти три точкипространства нельза провести окружность, что обеспечивает однозначноеопределение координат и магнитного 50момента дипольного источника, еслиразности составляющих векторов индукции магнитного поля между любойиэ трех точек пространства, выбранныхна данном направлении перемещения 55преобразователя, и каждой из двухостальных точек пространства, выбранных на этом же направлении перемещения преобразователя, образуют формула изобретения 1, Способ определения магнитногомомента дипольного источника поля икоординат этого источника, основанный на измерении трех компонент магниточувствительным преобразователемв трех точках пространства составляющих векторов индукции магнитногополя, коллинеарных осям прямоугольной системы координат ОХУ 2, определении по местоположениям этих трехточек пространства магнитного момента дипольного источника поля и коор Одинат этого источника, о т л и ч а -ю щ ий с я тем, что, с целью повышения точности, предварительно компенсируют магнитное поле диполя вобъеме трехкомпонентного преобразователя в любой выбранной точке пространства, затем перемещают магниточувствительный преобразователь повыбранному произвольно направлениюи, непрерывно измеряя составляющие 20векторов индукции магнитного поля,выбирают три точки пространства сразличными значениями по крайней мере трех коллинеарных составляющихвекторов индукции магнитного поля, 25изменяют направление перемещения преобразователя на непараллельное предыдущему и в трех точках пространствас различными значениями по крайнеймере трех коллинеарных составлякщих 30векторов индукции магнитного полянаходят разность составляющих векторов индукции магнитного поля междулюбой иэ выбранных трех точек пространства на одном из направленийперемещения преобразователя, и каждой из двух остальных точек пространства на этом же направлении, накотором упомянутые разности составляющих векторов образуют два независимых вектора индукции магнитногополя. 2, Способ по п.1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что дополнительно перемещают трехкомпонентный магниточувствительный преобразователь в направлении, непараллельном к плоскости, проходящей через точки пространства, выбранные на первом и втором направлениях перемещения преобразователя, выбирают на третьем направлении перемещения преобразователя три точки пространства с различными значениями трех коллинеарных составляющих векторов индукции магнитного поля и вычисляют разности составляющих векторов индукции магнитного поля между любой из трех точек пространства, выбранных на одном из направлений перемещения преобразователя, и каждой иэ двух остальных точек пространства, выбранных на этом же направлении перемещения преобразователя, на котором упомянутые разности составляющих векторов образуют два независимых вектора индукции магнитного поля,11322208Риа 2Составитель В,Шульгин Редактор О.Головач ТехредЛ.Сердюкова Корректор Л.Пилипенко Закаэ 2860/42 Тираа 730 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам иэобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5 Пронэводственно-полиграфическое предприятие, г.укгород, ул.Проектная,4