Устройство для измерения вариаций компонент магнитного поля

Устройство для измерения вариаций компонент магнитного поля

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Соаетских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 13.05.71 (21) 1657256/26-25 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 25.08.74. Бюллетень № 31

Дата опубликования описания 11.02.75

v 3/08

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (088.8) (72) Авторы изобретения

А. М. Алексеев, И. И. Кроленко, А. Е. Ланцов, В. В. Никитский и С. Н. Щукин

Всесоюзный научно-исследовательский институт геофизических методов разведки (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВАРИАЦИЙ КОМПОНЕНТ

МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Изобретение относится к геоэлектроразведке с использованием магнитотеллурических токов.

Известны устройства для регистрации вариаций компонент магнитного поля Земли, содержащее немагнитный корпус, систему карданных подвесов, подвижную платформу, магнитометры, датчик азимута, двигатель, источники питания, арретир. Однако невозможно осуществлять полную компенсацию постоянной составляющей напряженности поля по каждой измеряемой компоненте, а также автоматическую установку платформы с магнитометрами с необходимой точностью в исходи ое пол ожени е.

Достигается это тем, что в нем датчик азимута электрически связан с двигателем, установленным на платформе, а каждый магнитометр снабжен дополнительным двигателем, связанным через редуктор с компенсационным магнитом и блоком управления, выполненным в виде фотопреобразователя.

Это позволяет повысить точность и автоматизацию процесса измерений, На фиг. 1 представлено предлагаемое устройство, вид сверху; на фиг. 2 — то же, вертикальный разрез.

Устройство состоит из внешнего кольца 1 карданного подвеса, второго кольца 2, оси 3, подвижной платформы 4, оси 5, магнитометров 6, измеряющих вариации напряженности горизонтальных компонент магнитного поля, магнитометра 7, измеряющего вариации вертикальной компоненты магнитного поля, кор5 пуса 8 магнитометра, компенсационного магнита 9 с поворотным механизмом и двигателем, осветителя 10, зеркала 11, фотопреобразователя 12, шарового уровня 13, нивелировочных винтов 14, лимба 15, вертикальной

10 оси 16, чувствительного элемента 17 азимута, осветителя 18 датчика азимута, зеркала 19, фотопреобразователя 20, муфты 21, двигателя 22, балансного устройства 23, чашки 24, оси 25, подъемного механизма 26, двигателя

15 27 и скобы 28.

Внешнее кольцо 1 карданного подвеса жестко связано с корпусом магнитометра 8. Второе кольцо 2 через оси 3 соединено с первым и может поворачиваться вокруг этих осей.

20 Платформа 4 укреплена на оси 6. Ось 16 проходит через втулку, укрепленную на скобе 28.

Скоба 28 через оси 3, 5 связана со вторым кольцом карданного подвеса и может поворачиваться вокруг них, направление осей 3 и

25 5 — взаимно перпендикулярное. На платформе 4 установлены магнитометры, измеряющие вариации напряженности горизонтальных компонент 6 и вариации напряженности вертикальной компоненты 7. Каждый из магнито30 метров имеет магнитоустойчивый элемент

440 о28

3 (датчик), помещенный в корпусе 8, на котором укреплен комненсационныи магниг с поворотным усгройством 9, осветитель 10, зеркало 11 и фотопреобразователи 12. В верхней части корпуса установлен шаровой уровень 13. Винтами 14 площадка с магнитометром нивелируется при сборке. На оси 16 помещен датчик азимута, который состоит из магниточувствительного элемента 1(, осветителя 18, зеркала 19 и фотопреобразователя 20. 14меется возможность поворачивать датчик азимута вокруг оси. Выоранное положение датчика фиксируется муфтой 21. Азимуты измеряемых компонент определяются по лимбу 15. Платформа 4 можег поворачиваться вокруг оси

16 на угол больше 36о" двигателем 22. Ниже платформы установлено балансное устройство 23 так, что центр масс подвижной части находится на оси платформы ниже осей карданного подвеса. Аррегирующее устройство состоит из чашки 24, оси 25, подъемного механизма 26 и двигателя 27.

В транспортном положении чашка арретирующего устройства прижата к балансному устройству, фиксируя платформу с датчиками.

После установки на пункте наблюдения любым известным механизмом (часами, датчиком нажимного действия и т. п.) включается двигатель арретирующего устройства. При движении арретиру огцего устройства вниз чашка выходит из контакта с балансным устройством, и платформа с датчиками устанавливается в горизонтальной плоскости. В том случае, когда двигатель опускает чашку арретирующего устройства в нижнее положение, он выключается, а включается двигатель, с помощью которого производится установка азимута. Этот двигатель начинает поворачивать платформу с магнитными датчиками вокруг вертикальной оси. Угол поворота платформы ограничен, но больше 360" . При повороте платформы до крайнего положения направление вращения двигателя изменяется на противоположное (платформа также начинает вращаться в обратную сторону). Вращение платформы прекращается в тот момент, когда магниточувствительный элемент датчика азимута установится по магнитному меридиану. Таким образом, производится ориентация датчиков в заданный азимут.

После выключения двигателя, поворачивающего платформу, включаются двигатели поворотных устройств компенсационных магнитов.

С помощью каждого из этих двигателей компенсационный магнит в каждом магнитометре устанавливается в такое положение, при котором его поле компенсирует постоянное внешнее поле, действу ощее на датчик данного магнитометра.

В каждом магнитометре используются два дифференциальных фотопреобразователя. С помощью одного фотопреобразователя измеряются вариации маг.. .т.toro поля, а другой, дополнительный, управляет работой двигателя поворотного устройства компснсацион10

4 ного магнита. Положение датчика, осветителя и зеркала магни ометра выбрано таким, что <ротопреобразователь освещается только тогда, когда датчик установлен в положение, соответствующее измерению излучаемой компоненты (это положение датчика соответствует моменту компенсации постоянного внешнего поля). J5 этом случае сигнал на выходе фотопреобразователя отсутствует, и двигатель поворотного устроисгва компенсационного магнита выключается.

Итак, платформа с магнитометрами установлена в горизонтальнои плоскости, сориентирована по азимуту, и постоянное внешнее поле скомпенсировано. Вследствие вариации напряженности магнитного поля на выходе магнитометров появляется сигнал, пропорциональный измеряемои компоненте магии гного поля. В том случае, «огда внешнее магнитное поле большой амплитуды (магнитные бури и т, п.) изменяет освещенность фотопреооразователя выше определенного уровня, снова выключается двигатель, и производится повторная компенсация.

11осле окончания регистрации любым известным механизмом (часами, концом магнитной ленты и т. п.) включается двигатель арретирующего устройства. Направление вращения двигателя в этом случае таково, что чашка арретирующего устройства поднимается до контакта с балансным устройством. При арретировании платформы двигатель выключается. Принцип действия устройства не изменится, если используются магнитометры другого типа, например, феррозонды и т. п.

Компенсация постоянного внешнего магнитного поля может производиться и любым известным способом, например, магнитным полем, создаваемым током, протекающим по обмотке катушек или обмоткам колец Гельмгольца. Двигатель в этом случае перемещает реохорд потенциометра, включенного в цепь обмотки, изменяя тем самым ток, текущий через нее. В качестве двигателей можно использовать гидравлические или электрические двигатели определенных типов. Материалы, применяемые при изготовлении устройства, не должны иметь магнитных включений.

Предмет изобретения

Устройство для измерения вариаций компонент магнитного поля, содержащее корпус, систему карда нных подвесов, подвижную платформу, магнитометры, датчик азимута, источники питания, арретир, о т л и ч а ю щ е е. ся тем, что, с целью повышения точности и автоматизации измерений, в нем датчик азимута электрически связан с двигателем, установленным на платформе, а каждый магнитометр снабжен дополнительным двигателем, связанным через редуктор с компенсационным магнитом и блоком управления, выполненным в виде фотопреобразователя, 440628

Фиг. Г

Составитель Г. Петрова

Редактор 3. Твердохлебова Техред А. Камышникова Корректор A. Степанова

Заказ 69/13 Изд. № 188 Тираж 678 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2