Способ измерения магнитного поля

Способ измерения магнитного поля

Реферат

 

Изобретение относится к области магнитометрии и может быть использовано при измерении слабых постоянных магнитных полей в геофизике и навигации. Цель изобретения - увеличение точности измерений. Способ состоит в модулировании измеряемого постоянного магнитного поля в контурах трехкомпонентного СКВИД-магнитометра. Использование для модулирования изменения магнитной проницаемости модулирующего элемента позволяет повысить точность за счет исключения погрешностей, связанных с необходимостью измерения перемещений модулирующего элемента из-за механических помех, создаваемых приводом, перемещающим модулирующий элемент. 1 ил.

Изобретение относится к магнитометрии и может быть использовано в геофизике, геологии, океанологии для измерения постоянных магнитных полей. Цель изобретения повышение точности измерения. На чертеже представлена схема измерения магнитного поля. Способ состоит в измерении изменения компонент потока однофазного постоянного магнитного поля с индукцией B_оl квантующими ортогональными контурами с площадями S₁, S₂ и S₃ при изменении магнитной проницаемости _i модулирующего элемента, расположенного в среде с магнитной проницаемостью и определении величины и направления магнитного поля по известным размерам и положению модулирующего элемента, измеренному изменению модулируемого потока и изменению магнитной проницаемости модулирующего элемента. Если модулирующий элемент выполнен в виде шара радиуса , а радиус-вектор, соединяющий начало декартовых координат, связанных с приемными контурами S₁, S₂ и S₃ и центр модулирующего элемента, х_о, y_о и z_о соответственно расстояния от центра указанной системы прямоугольных координат до контуров S₁, S₂ и S₃, то поток через контур будет равен _оl+ a³ dl (1) где _ol поток через контур при отсутствии модулирующего элемента, радиус-вектор, проведенный из центра шара в рассматриваемую точку поля, l длина контура. Иначе _ol+ (_iR) (2) где L( _i,R) вектор, зависящий от магнитной проницаемости, размера и положения шара относительно квантующих контуров (_i, ) a³ (3) При изменении магнитной проницаемости шара от _i1 до _i2изменение потока в каждом j-м контуре можно представить следующим образом: i B_olх I_хj + B_oly I_yj + B_olz I_zj (4) где I_xj= L_ox(, )-L_ox(, ) аналогично для I_yj и I_zj, j 1,2,3, а L_xj(_i, ) a³ (5) Аналогично для L_yj и L_zj, причем радиус-вектор от центра системы координат до j-го контура. Из уравнений (4) можно получить выражения для компонент индукции измеряемого магнитного поля: B_olx B_{ol y}= B_{ol z}= (6) где ₁= ₂= ₃= (7) Изменение магнитной проницаемости _i может быть осуществлено за счет изменения температуры модулирующего элемента, изготовленного из парамагнетика. В качестве такого элемента можно использовать, например, железоалюминиевые квасцы, магнитная восприимчивость у которых сильно зависит от температуры. Способ может быть осуществлен с помощью устройства, криогенная часть которого расположена в криостате и состоит из трансформатора потока, индуктивно связанного со СКВИД-ом, соединенным с электронным блоком обработки, расположенным вне криостата, рассчитывающего по описанному выше алгоритму компоненты, а по ним модуль и направление вектора индукции измеряемого магнитного поля. Шар должен быть расположен в области петель в антидюаре, его температуру можно изменять потоком газа.

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ, включающий в себя модулирование компонент постоянного магнитного потока через приемные контуры компонентов СКВИД-магнетометра, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности, модулирование производится посредством изменения магнитной проницаемости модулирующего элемента, а модуль и направление магнитного поля определяют по измеренному числу квантов магнитного потока, известным размерам и положению модулирующего элемента и изменению магнитной проницаемости в соответствии с формулой где j=x,y,z; Ф_к - изменение магнитного потока, измеренное к-м контуром квантования; - функция, зависящая от геометрии квантующих контуров, геометрии модулирующего элемента, его положения относительно квантующих контуров, начальной и конечной магнитной проницаемости модулирующего элемента.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 36-2000

Извещение опубликовано: 27.12.2000