Проточный зонд для измерения магнитных полей
Патент 571775
Авторы
Классы МПК
Проточный зонд для измерения магнитных полей
Иллюстрации
Реферат
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ и АВТОРСКОМУ СВИДВт ВПЬС7ВМ
Сеез Саветенма
Соцнаныстмчвслна
Исятбнив (В!571776 (й) Дополнительное к авт. саид-ву
2 (51) М. Кл, 601 R 3 3/08 (22) Заявлеио10.05.76 (2т) 2359663/21 с присоединением заявки №
Гасу,аерстеекквй кемктет
Совета ЭЬнкстрое СССР аа делам кзобретвккк а аткрьюткк (23) Приоритет (43) ОпубликованаО5.09.77.Бюллетень № 33
РЗ) УДК 621.317.44 (088. 8) (45) Пата опубликования описании 14.10.77 (72) Авторы изобретения
B. С. Егоров, E. H. Лысенко и П. А. Черемных (71) Заявитель (54) ПРОТОЧНЫЙ ЗОНД ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ
Изобретение относится к области метрологии магнитных полей и может быть применено при измерении индукции магнитных полей, например, сверхпроводжш х и водоохлаждаемых соленоидов методом ядерного магнитного резонанса (ЯМ P).
Известны зонды, используемые в аппаратуре ЯМ P измерителей, которые содержат поляризагор, соединительные трубки и катуш-. ку нутации с подсоединенным к ней радио- та частотным кабелем 11), Наличие отдельного магнита для.поляризации. текушей жидкости и значительные габариты зондов делают их мало пригодными для использования в сверхироводяших и водоохлаждаемых соленоидах, та рабочий объем которых ограничен, .
Известны зонды, содержашие поляризатор, входную соединительную грубку, катуш ку Йутации с подсоединенным к ней радиочастотным кабелем, выходную соединитель- ав ную трубку, входной переходной и выходной каналы. Поляризатор выполнен в виде винтового стержня, который помешен в цилиндр. В торцах стержня расположен входной к переходной каналы, обеспечивающие пода- ф чу проточной жидкости. Внутри винтовЫ о стержня прорезаны два сквозных канала; входной, который служит для отвода жидкости, и канал для прохождения радиочастотного кабеля(2), Недостатком такой конструкции является сложность ее изготовления. Кроме того, точность измерения таким зондом радиальной составляюшей магнитного поля соле ноида недостаточна, Пель изобретения - BQBblcH7b то !HocTb Hs мерения.
Поставленная цель достигается тем, что в проточный зонд для измерения магнитных полей, содержаший поляризатор, выход которого подсоединен к выходной соединительной трубке с расположенной на ней по оси зонда катуцп<ой нутацип, подключенной к радиочастотному кабелю, дополни гельно введена вторая катушка нутации, расположенная на выходной соединительной трубке на фиксированном расстоянии от оси зонда, а поляризатор выполнен в виде полого, цилиндра, диаметр которого связан с диаметром выход57 1775 ной соединительной трубки следующим соот9 ll
Ho »e>: — ) ОО д w. где Эь - диаметр поляризатора, Ярр- диаметр выходной соединительной5 трубки.
Не чертеже изображен предлагаемый зонд.
Зонд для измерения магнитного поля междом ЛИР в проточной жидкости содержит иолярнэатор 1 в виде полого цилиндра, диа- ð
z метр которого более чем в 1О. раэ превышает диаметр выходной соединительной трубки 2, катушку нутации 3 с подсоединенным к йей радиочастотным кабелем 4. Зощ помещен в солецонд 5, который подключен 15 к источнику 6, Кроме того, имеется вторая катушке нутапин 7, с подсоеди ненным к ней кабелем 8.
Проточный зонд работает следующим образом. Жидкость поступает в поляризатор 1 20
Paamna в диаметрах поляризатора 1 и трубки 2 приводит к гому, что полная смена жидкости в поляризаторе происходит за время большее, чем время спин-решеточной релаксации, что в свою очередь позволяет 25 получнп максимальную величину намагниченности ядер проточной жидкости. Известно, что намагниченность ядер проточной жидкости М имеет следующую зависимость:
30 м=х в <е У +м е а о Н где ХО - статическая магнитная воспрним»чивость ядер проточной жидкости, величина индукции магнитного
О поля, В кОторОМ нахОдится пОля" риза тор, / - объем жидквсти в поляризаторе
fl (его геометрические размеры), ф - расход жидкости, 40
- время спин-решеточной релакса»
4 ции, М н - начальная пбляризация в поле рассеяния и Земли (Мн«М ), т. е. для получения максимальной намагни- 45 ченнасти ядер проточной жидкости необходимо выполнить неравенство Ч /с T„>) <
1 в котором не оговаривается специальное, например, вращательное движение жидкости, усложняющее изготовление поляризатора. Ес-50 ли М /л $ - время пребывания жндкосИ ти в поляризаторе, ro при $ 3Т„намагниченность:достигает равновесной максимальной величины. Иэ этого следует, что основялм требованием,при изготовлении зондов, 55 является достаточно длительное пребывание жидкости в объеме поляризатора.
Далее поляризованная жидкость поступает по выходной соединительной трубке 2 в катушку нутации 3 с. подсоединенным к ней 40 радиочастотным кабелем 4, где подвергается совместному воздействию измеряемого постоянного магнитного поля Во и, перпендикулярно и=.ь. меряемому, переменного магнитного поля частоты ® и при выполнении резонансныхусловий, ког ца сЭ =5 ВО, где T ги ромагни тное отношение ядер проточной Жидкости, измеряют частоту, определяя тем самым индукцию магнитного поля Во.
При исследовании поляризаторов в магнитных полях от 0,5Т до 10,0Т установлено, что время пребывания жидкости в поляризаторе может быть меньше 3Т<, при этом V>!с Т может быть порядка 1 и меньше, т. е, неравенство становится менее строгим, и, когда диаметр поляризатора более чем в 1 0 раз больше диаметра выходной соединитель» ной трубки, 1это практически сказывается на работе зонде.
При исследовании распределения магнит ного поля в рабочем объеме соленоидов кроме определения распределения поля вдоль оси соленоида, что достигается перемещением зонда вдоль оси, требуется знание распределения поля по радиусу. Стремление сделать диаметр поляризатора максимально возможным включает перемещение зонде по радиусу в ограниченных объемах соленоидов, для чего используют две катушки 3, 7, из которых катушка нутации 3 расположена строго по оси зонда, а катушка 7 смещена на фиксированное расстояние от оси. Такая конструкция позволяет, во-первых, проводить измерения величины магнитной индукции поля соленоида одновременно и на оси и на фиксированном расстоянии or нее одним зондом, во-crop»z, одновременность измерений позволяет исклю» чнть ошибку из-за временной нестабильности в токе источника питания 6 соленоида 5, что приводит к увеличению точности измерений.
Формула изобретения
Проточный зонд для измерения магнитных полей, содержащий поляризатор, выход которого подсоединен к выходной соединительной трубке с расположенной на ней по оси зонда ка ушкой. Нутации, подключенной к радиочастотному кабелю, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него дополнительно введена вторая катушка нутации, расположенная на выходной соединительной трубке на фнксироВаннОм расс тоянии От Оси зонд&1 и поляриза тор выполнен в виде полого цилиндра, диаметр которого связан с диаметром выходной
571775
Соста=нтель Е.,цапзлина
1 едактор В. Фельдман Техред Я. р;-.в;-1пка.—: Корректор Я. Сердин
Заказ 3 02 5/3 2 Тираж 1 1О1 Подпнсное
ИНИИПИ Государственного комит-:-.òa: îâåòa Министров СССР по делам пзо(ре-. .:HK!É и отк блт1 Й
113035, Москва, Ж==35, Ра-:, øñêaÿ нэ6., д, 4/5
Филиал ППП Патент, г, Ужгород,. ул. Проектная, 4 собййниа льиой трубки следуккним соотноше, Зн eM > 100, дщ где Эн — диаметр полиризатора, Д п — диаметр выходной соединитель-5 ной трубки.
Источники информации принйтне ВО Рнп матп е при экспертизе.
1, Патент США Л 2911587,кл.324 Р,:", 1963.
2. Автооское свидетельство ССС Г
М. 57О1В,СО1 3 33rOe, 1973.