Астатический магнитометр

СОюз Советскии

Сощиалистическии

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ (») 584711 (b1) Дополнительное к авт, свид-ву (22) ЗаявленоО4.О5.75 (21) 213O480/21 (51) М. Кл.е

Й Ol R 33/02 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Государственный комитет

Совета Иинистооа СССР по делам изобретений и открытий (433 Опубликовано О5. 11.76БюллЕтень ¹i 41 (53) УДК 621.317. .44 (О88.8) t,45 Дата опубликования описания 05.03.77

A. К. Вейнберг (7 ) Автор изобретения

Научно-производственное обьединение "ГЕОФИЗИКА" (71) Заявитель (54) АСТАТИЧЕСКИЙ МАГНИТОМЕТР

Изобретение может быть использовано в разведочной геофизике и в палеомагнитных исследованиях при измерении магнитных свойств образцов горных пород и руп.

Известен астатпческий магнитометр, содержащий два магнита,. расположенные параллельно друг над другом на некотором расстоянии так, что нац северным полюсом од— ного магнита находится южный полюс другого, жестко скреплены друг с другом с по- ð мощью стержня. Вся система подвешена на нити и снабжена зеркальцем цля обеспечения отсчета угла поворота (1 1.

Недостаток такого магнитометра заключается в сложности регулировки, в процессе которой, ввицу механического соприкосновения с системой, послецняя может быть деформирована или может быть порвана нить и одвеса, Известен также астатический магнитометр,,0 подвижная часть которого представляет cDбой систему из пвух или более постоянных магнитов укрепленных на жестком стержне

7 таким образом, что суммарный магнитный момент (p М) системы в К раз меньше ве — 25 личины магнитного момента М кажпого магнита. Однородная магнитная помеха с амплитудой 8 Н вызывает отклонение нуль-пункта прибора, соответствующее изменению локального поля, на величину Н/К. Поэтому при изготовлении и построении астатических систем коэффициент К, называемый астатичностью системы, стараются сделать возможно большим. У хороших астатических систем величина составляет более тысячи единиц. Большая величина астатичности делает магнитометр мапо восприимчивым к имеющим место везце, и особенно в городских условиях, магнитным помехам. Это позволяет достигнуть устойчивости нуль-пункта прибора и высокой точности измерений локальных магнитных полей от исследуемых образцов.

Осуществление высокой астатичности системы требует специального устройства, предназначенного для компенсации магнитного момента ьМ. При этом практически наибольшее значение имеет компенсация ЬМ проекции вектора д М на плоскость, перпендикулярную плоскости осей магнитов систе534711 мы, обусповпенная иепараппепьностью епоспецних. Величина ь М„- проекции л М на плоскость осей магнитов обусловлены ноицентичностью последних и может быть сведена к минимуму в процессе изготовпения прибора посредством соответствующего подбора магнитов и их искусственного старения. Про-цессы естественного старения материапов, из которых изготавливается астатическая система„приводят к изменению астатичнос-еО ти системы, из за чего возникает необхоци— мость ее периодической регулировки, Дпя регулировки астатичности подвижная часть астатического магнитометра снабжается механически поворачивающимися мапыми постоянными магнитами f2j. Однако и этот магнитометр не обладает достаточной точ ностью и сложен. .Цепь изобретения — повышение точности и упрощения прибора. Это достигается тем, что 30 в астатическом магнитометре, содержащем по движную систему с постоянными магнитами, вблизи одного из магнитов подвижной системы укреплены горизонтальные стержни из ферромагнитного материала, направпенные параппеп 2М но и перпендикулярно оси магнита подвижной системы.

На чертеже;представпеел; астатический магнитометр.

Лстатическая система 1 имеет "два посто- ЗО янных магнита 2, подвешенные на упругой нити 3. В горизонтапьной плоскости на уровне верхнего магнита астатической системы расположены стержни 4, 5 и 6 из ферромагнитного материала. Стержень 4, распо-,З ложенный на расстоянии от астатической системы прецназначен цпя устранения впия ния оцнороцных магнитных помехДН„направленных вдоль оси Х .

Астатический магнитометр работает сле- 4О дующим образом.

Непосредственное воздействие магнитной помехи на астатическую систему вызывает вращающий момент, равный P:

1 р =QM h ß ()) х

Зл счет перемещения стержня, 4 вдоль оси Х. осуществляется компенсация вращающего момента е, действием магнитного стержня на верхний магнит астатической системы.

Однородная магнитная помеха Д Н» вызы. вает изменение магнитного момента бМ стер-жня 4, равное:

5н, (Z) me 3, 1 и A — соответственно, диаметр, и коэффициент размагничивания стерек- 69 ня, а Д(. — магнитная восприимчивость материапа стержня. I1oñêîëüêó стержни изготавли-, ваются из ферромагнитных материалов, то

N ЗГ->) 1, JTQ 1 c) f) поэтому 6М = . — (>) х

Изменение магнитного момента стержня влечет за собой изменение магнитного поля в районе верхнего. магнита астатической сис1еемье и вызывает вращающий момент Р

Йрелелимая во внимание, что на расстоянии магнитное поле стержня ацапогично маг+

" (« еитному дипопюэ ееяходим X î

Р =МЬм

ЪЗТВ" ах У, 6 Н„ о у, ((x > "1 4 где ЬХ- абсцисса центра стержня

Дпя того, чтобы отсутствие астатичности компенсировапось возцействием магнитного поля стержня, необходимо, чтобы Р и

Р>. были равны по вепичине и противопопож:.ны по знаку, т, е.

2.

М, яO 4 4 х о (М

Ел Ц Г-, ((Х)Х 5/а

Размеры стержня, необходимые цпя ком- пенсации заданной астатичцости равны Ку=

М . Максимальное значение Pz цос.

Ь,М„ тигается при ЛХ=3 /Я . Поцставпяя это значениеаX в формулу (5) находим, что компенсация К е будет выполняться, еспи заев

Q ъ 1,)0 i / ; . (6) . Пусть стержень имеет ципинцрическую форму и отношение длины L к диаметру 3 равное 10. Коэффициент размагничивания

Pj такого стрежня равен 0„255.

Поцставпяя указанные значения -/ -) и

М в ФОРмулу (6) находим, что дпя компенса- ции магнитного момента -исте еы гри

К = 100 достаточно испопьзовать стержень с размерами 3 = 0,07 о и 1 = 7Уо .

Регулировка компенсации влияния помехи 8Н х может быть выполнена спецуюшим образом, С помощью соответствующего имитатора создаем (например, посредством вкпючения эпектромагнитного тока в цепь имитатора) в районе астатической системы однородную помеху 8Нх и набпюцаем обусловленное этой помехой изменение нуль-пункта прибора. Перецвигая вдоль оси Х стержень 5 и многократно вкпючая искусственную помеху 8 Hy добиваются так его пЪпоже534711

Подписное

Тираж 1О2 9

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 1 ния стержня, при котором включение помехи не изменяет нуль-пункта прибора.

Стержни 5 и 6, расположенные параллельно оси, предназначены для устранения влияния У вЂ” составляющей магнитной помехи. Это достигается путем перемещения стержня 6 вдоль оси g

Схема расположения компенсирующих стержней не является единственно возможной, При практической реализации изобретения можно использовать и другие схемы.

В частности, целесообразно удвоить число стержней, разместив их симметрично относительно оси астатической системы. 15

Применение стержней в случае, если со- ответствующие горизонтальные составляющие геомагнитного поля не равны нулю или не скомпенсированы полем колец Гельм,— 20 гольца, может повлечь за собой значитель- ные отклонения нуль-пункта прибора и изменение его цены деления. Для компенсации этих нежелательных аффектов стержни могут быть заключены в соленоиды, создаю- 2Ь щие магнитное поле, равное по величине и обратное по знаку соответствующих состав ляющих нормального геомагнитного поля.

При этом в отсутствии вариаций магнитноПНИИПИ Заказ 5524/232 го поля маги«тиме моме«ты стерж«ей бу- дут близки к нулю.

В предлагаемом магнитометре повыше : на устойчивость нуль-пункта к промышленным помехам, что позволяет снизить требо» ва«ия к астатичности подвижной системы и в значительной мере упростить экплуатацик. маги«тометров.

Ф ормула изобретения

Астатический магнитометр, содержащий подвижную систему с постоянными магнита»" ми, отличающийся тем,что, с целью повышения точности и упрощения прибора, вблизи одного из магнитов подвижной системы укреплены горизон".àëüíûå старж= ни из ферромагнитного материала, направленные параллельно и перпендикулярно оси мафнита подвижной системы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;

1. Е. Н. Чечурина "Приборы для измерения магнитных величин", "Энергия, М., 1969 г., стр. 134-136;

2. "Геофизическая аппаратура", вып. 29:, : 1966 г., ст. Резник "Астатический магнитометр МА-21" — прототип.