Способ измерения напряженности магнитного поля

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Допо;.нительное к авт. свил-ву(22) Заявлено 06.06.75(21) 2143950f21 с присоединением заявки ¹

) (51)

1 !

М. Кл

6 01 Я 33,./02

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР по делам изаоретений и открытий (23) Приоритет— (43) Опубликовано 25.09,763юллетень Х" 35 (53) У1 Ê 6: 1,31 7,44,06&.8) (45) Дата опубликования описания 10,01.:, (72) Авторы изобретения

Г, А, Сомов и В, Ф. Боцкалев (71) Заявитель Научно-производственное объединение "Геофизика" (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ

МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано для измерения инфранизкочастотных магнитных полей, например, при геофизических исследованиях. 5

Известны способы измерения напряженности магнитного поля, основанные на периодическом перемагничивании до насышения сердечника феррозонда и измерении э.д.с. второй гармоники (11. Однако извест-1О ные способы имеют низкую чувствительность измерения.

Известны также способы измерения напряженности магнитного поля, основанные на возбуждении феррозонда периодически изменяюшимся полем, измерении напряженности второй гармоники в измерительной обмотке (21, Однако эти известные способы имеют низкую точность измерения.

Целью изобретения является повышение 20 точности измерений.

Для этого феррозонд помешают в пермаллоевый магнитный экран, периодически намагничивают магнитный экран до насышечия с частотой, по крайней мере на порядок 25 ниже частоты возбуждения феррозовда и вдвое выше верхней частоты спектра частот измеряемого магнитного поля, измеряют выходное напряжение феррозонда при ненасышенном пермаллоевом магнитном экране, по разности между измерении:ми BbT» ходными напряжениями судят о напряжe,j-ности магнитного поля.

На фиг. 1 приведена "труктурная э,;ектрическая схема устройства, при помоши которого может быть реализован предложенный способ; на фиг. 2 — временные диаграммы.

Устройство ссдержит генератор возбуждения 1, формирователь 2, пермаллоевый магнитный экран 3, насышаюшую обмотку

4, намотанную на экран 3, феррозонд 5, усилительно-преобразовательный блок 6 и измерительный прибор 7.

Способ основан на том, что пермаллоевый магнитный экран 3, периодически насышаемый, изменяет напряженность магнитного поля Н,р, действуюшего на феррозонд

5, помешенный внутри экрана 3. В то время, когда экран 3 насышен, напряженность

529436 н

-(— Uù ПРИ ЭК АНИРОВаНИИ) магнитного поля внутри экрана 3 равна напряженности внешнего измеряемого магнитного поля H.

= H. ф

Во время экранирования напряженность магнитного поля внутри экрана в К раз

Н меньше ф = К где К вЂ” коэффициент экранирования.

Так как выходное напряжение феррозонда 0 ы„в любой момент времени представляет собой сумму, состоящую из напряжения обусловленного магн итным полем 0 H u напряжения шума U „, т. е.

"ВЫх "Н U в результате периодического изменения напряженности магнитного поля Нф изменяется и вь.-ходное напряжение феррозонда

0В =(д +О п и нАсыЩении) Если частоту насыщения пермаллоевого экрана 3 выбрать выше верхней частоты спектра частот измеряемого магнитного поля (например в 1 0 — 20 раз), то разность

«J между выходным напряжением феррозонда во время насыщения экрана и выходным напряжением феррозонда во время экранирования не зависит от напряжения шума, е К-1

U= — U

К н в диапазоне частот измеряемого магнитного поля.

Выделяя эту разность, можно получить информацию об изменяемоь магнитном поле, не осложненную шумом феррозонда, что позволяет значительно снизить порог чувствительности, Под воздействием прямоугольных,мпульсов тока, сформированных формирователем

2 (-.ì. фиг. 2 а), обмоткой 4 возбуждается магнитное поле (см. фиг. 26j, периодически вводящее пермаллоевь;й магнитный экран 3 в состояние насыщения, в результате чего коэффициент экранирования К экра-на 3 изменяется 0Т К = K „ когда roK в

Э 7 об и; ткс 4 равен нулю, до К = 1, когда экран насыщен (см, фиг. 2в), Изменение коэффициента экранирования

К вызывает соответственное изменение магнитного поля внутри экрана (см. фиг. 2г).

Феррозонд 5, возбуждаемый генератором возбуждения 1, преобразует периодически изменяющееся магнитное поле внутри экрана 3 в периодически изменяющееся по амплиту.де выходное напряжение на частоте второй гармоники возбуждения (cM. фиг. 2 д ).

1О Усилительно-преобразовательный блок 6 усиливает выходное напряжение феррозонда 5 и выделяет синхроннопродектированную разность между выходным напряжением феррозонца 5 во время экранирования экрана 3 и выходным напряжением феррозонда 5 во время насыщения экрана 3. Эта разность, пропорциональная внешнему измеряемому магнитному полю и свободная от шума феррозонда 5, измеряется измерительным прибором 7, про20 градуированным в единицах напряженности магнитного поля.

Формул а изобретения

Способ измерения напряженности магнитного поля, основанный на возбуждении феррозонда периодически изменяющимся полем, измерении напряжения второй гармоники в измерительной обмотке, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, феррозонд помешают в пермаллоевый магнитный экран, периодически намагничивают магнитный экран до насыщения с частотой по крайней мере на порядок ниж е частоты воз буж де ни я феррозонда и вдвое выше верхней частоты спектра частот измеряемого магнитного поля, измеряют выходное напряжение феррозонда при

40 насыщенном и ненасыщенном пермаллоевом магнитном экране, по разности между измеренными вых г: чными напряжениями судят о напряженности магнитного поля.

Источники информации, принятые во вни45 мание при экспертизе;

1. H втооское свидетельство СССР

¹ 423081. М, Кл, Cr 01 3 33/04, приогя.тет 10.08.73.

2, Афанасьев Ю. В. Феррозонды, Л.

"Энергия" 1969, с, 68 (прототип) 529436 д (+8uix (ц I — i i 1

j(1

ЦНИИПИ Заказ 5348/113 Типаж 1020 Поды ;пыре

Фылыал ПП . "Патент". г.",жгород, ул. Проектыая. 4