Магнитометр для регистрации короткопериодных вариаций

Магнитометр для регистрации короткопериодных вариаций

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ !

ИЗОБРЕТЕНИЯ ш1 56I9l9

Союз Советских

Социалистических

Ресоуолик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 30.11.73 (21) 1974255/25 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.06.77. Бюллетень № 22

Дата опубликования описания 20.07.77 (51) М. Кл.2 G 01Ч 3/00

Всударственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изсоретений и открытий (53) УДК 550.83(088.8) (72) Авторы изобретения В. Н. Бобров, H. Д. Куликов и Ю. П. Сизов (71) Заявитель Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн

AH СССР (54) МАГНИТОМЕТР ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ

КОРОТКОПЕРИОДНЫХ ВАРИАЦИЙ

Предложение относится к области регистрации вариаций мапнилного поля Земли и может найти применение в геофиз|ике.

Известны кварцевые вариометры магнитостатического типа, предназначенные для регистрации вариаций магнитного поля Земли (1).

Указанные вариометры представляют собой цельнокварцевую рам!ку с тсварцевыми растяжками, на которых укреплена подвесная система с .подвижным магнитом и зеркалом.

Угол поворота подвесной GHcTBMbI пропорционален величине вариаций магнитного поля.

Недостаток этих вариометров состоит в том, что они регистрируют вариации магнитного поля в диапазоне коротких и длинных периодов.

Известен магнито етр, предназначенный для регистрации .короткопериодных вариаций магнитного поля (2). Регистрирующий магнитометр состоит из микровариометра и вариометра с подвижным магнитом на подвесной системе и магнитом чувствительности на кварцевой раме. Принцип действия магнитометра основан на компенсации в центре,подвижного магнита микровариометра длиннопериодных вариаций с помощью массивного подвижного магнита вариометра, установленного на близком расстоянии от микровариометра.

Недостаток этого магнитометра состоит в том, что диапазон региспрации коротжопериодных вариаций не может быть существенно расширен в сторону .,длинных периодов, так

5 как увеличение периода собственных колебаний подвесной системы вариометра за счет увеличения ее чувствительности приводит к погрешностям, связанным с большими угловыми поворотами подвесной системы относи10 тельно направления регистрируемой составляющей. Если амплитуда вариаций достигает

300 гамм, то при чувствительности вариометра 1у/ погрешность регистрации составляет

8%. 11рп такой чувствительности период соб15 ственных колебаний подвесной системы вариометра не превышает 20 секунд. Ь результате этого магнитометр, может регистрировать короткопериодные вариации в узком диапазоне частот (от 5.10 †до 1 Гц).

20 Целью настоящего изобретения является расширение частотного диапазона регистрации короткопериодных вариаций. Эта цель достигается за счет установки на подвесной системе вариометра антипараллельного маг25 нита с магнитным моментом, |близким к магнитному моменту подвижного .магнита.

На чертеже схематично показан предлагаемый магнитометр.

Магнитометр содержит микровариометр 1

30 и вариометр 2, установленные на подставке3.

Магниточувствительные элементы микровариометра и вариометра выполнены в виде цельнокварцввых размок. Подвесная система магниточувствительного элемента микровариометра содержит иварцевое зеркало 4 и магнит 5, изготовленный из высококоэрцитивного сплава, например, из самария †кобальта, в .виде параллелепипеда,.вытянутого вдоль осН вращения подвесной системы и намагниченного в поперечном направлении. Подвесная система магниточувствительного элемента вариометра содержит антипараллельные магниты 6 и 7 с магнитными моментами Mi и М, кварцевое, коромысло 8 с кварцевыми грузиками 9 на козинцах. На .кварцевой рамке вариометра укреплен постоянный, магнит 10, который используется для регулировки чувствительности вариометра.

Оси вращения под ввсных систем магниточувствительных элементов,микровариометра и вариомет1ра лежат на одной вертикальной линии. Магнитные моменты Mi и М магнитов 6 и 7, расстояние между ними R, расстояние Rg между центрами магнитов 5 и 6, а также цена деления вариометра подобраны так, что,при поворотах под весной системы вариометра под действием вариаций магнитного ноля в центре магнита 5 микровариометра происходит компенсация длиннопериодных вариаций.

Расчет параметров иагнитометра, обеспечивающего компенсацию длиннопериодных вариаций, производится по формуле а =Н sin 1 (l) где е — цена деления вариометра в гаммах на од ну минуту угловото поворота подвесной

М1 М системы Н.— з — магнитное

R (Р1 + R ) поле, создаваемое подвесной системой вариометра в центре магнита 5 микровариометра и направленное вдоль оси его намагничивания, Работает магнитометр следующим образом, При изменении магнитного поля подвесная система:вариометра, отклонившись от первоначального положения, компенсирует изменение магнитного поля в центре подвижного магнита микровариометра. Микровариометр при этом регистрирует только короткопериодные вариации в диапазоне частот, отраниченном с двух сторон периодами собственных колебаний подвесных си стем микровариометра и вариометра.

561919

Период собственных колебаний подвесной системы вариометра описывается формулой

Т, = 2-. (J(a ДМ) 1 с (2)

5 где 1 — момент инерции подвесной системы, AM=Mi — М, причем М ))ЛМ. Из формулы (2) видно, что, подбирая магнитный момент

Мр близким по величине к магнитному моменту М1 и одновременно уменьшая цену де10 ления вариометра с помощью магнита чувствительности 10, можно значительно увеличить период собственных колебаний подвесной системы вариометра. Например, вариометр, у которого цена деления ра|вна 2,3у/, 15 магнитные моменты а нтипараллельных магнитов М1 —— 60 ед. CGS, АМ=1 ед. CGS, момент инерции;подвесной системы J= 6 см, обладает периодом собственных колебаний 60 сек.

При этом в центре подвижного магнита 5

20 микровариометра на расстоянии R — — 8 см выполняется условие ком пенсации длиннопериодных вариаций.

Таким образом, установка антипараллельного мапнита на под веоной системе вариомет25 ра обеспечивает расширение частотного диапазона,регистрации магнитометра при одновременном сохранении способности вариометра компенсировать длин нопериодные вариации в центре м икровариометра.

30 Частотный диапазон регистрации опытного экземпляра магнитометра, изготовленного в

ИЗМИРАН, составляет 10 — 5 Гц.

Формула изобретения

Магнитометр для регистрацин короткоперподных вариаций, состоящий из микроварио40 метра .и вариометра с подвижным магнитом на;подвесной системе и магнитом на кварцевой ра мке, отличающийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона регистрации короткопвриодных вариаций, на под45 весной системе вариометра установлен антипараллельный матнит, магнитный момент которого близок магнитному моменту подвижного магнита.

Источники информации, пр инятые во вни50 мание |при экспертизе

1. Ст. В. Н. Боброва. «Вестник АН СССР» № 2, 1963.

2, Патент ФРГ № 1067607, кл. 42с 43, 1960, 061919

Составитель В. Зверев

Техред А. Галахова

Редактор Н. Коган

Корректор Л. Котова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1950/18 Изд. Ко 525 Тираж 725 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5