Магнитометр парощелочной

Магнитометр парощелочной

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С -А Н И Е „„?48320

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Соеетекик

Социалистические

Рес

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свкд-ву(22) Заявлено12.01.78 (2l ) 2571560/18-25 (51)М. Кл. с присоединением заявки .%

5 01 V 3/14, G 01 Я ЗЗ/08

Государстееииый комитет

СССР (23)ПриорктетОпубликовано 15,07,80. Бюллетень М 26

Дата опубликования описания 15.07.80 (53) УДК550.838 (088.8) до делам изабретеиий и открытий

В. Ц. Ломаный и Ю, A. Ямшанов (72) Авторы изобретения

1 (7l ) Заявитель Научно-производственное объединение "Геофизика

l (54) ПАРОШЕЛСЧНбй МАГНИТОМЕТР

МЮВМЪ Вйь л (ВКЪ

У1

Изобретение относится к области магнитных измерений и может быть использовано в метрологических системах для поверки и аттестации разетйчного типа серийно выпускаемых магнитометров, катушек магнитной индукции, а также в лабо-раторных исследованиях.

Известен магнитометр с оптической накачкой $1), который. содержит источник

10 света, оптическую систему, ячейку поглошения с атомами рабочего вешества, фотодетектор и две катушки: радиочастотную и вспомогательную, причем onü первой ка.тушки параллельна вектору магнитного поля, а ось второй - перпендикулярна. Радиотехническая часть устройства содержит два генератора: кварцевый с частотой подключенный к вспомогательной" катушке, и генератор радиочастотного поля, управ- в ляемой напряжением с выхода фазового детектора, выход которого подключен к радиочастотной катушке, питаемой напряжением с частотой f ф lC4) °

Радиотехническая часть устройства со- М держит два генератора: кварцевый, на одну частогу 3 подключенный к вспомогательной катушке, и генератор, управляемый напряжением с фазового детектора, с частотой f g>< f,),подключенный к радиочастотной катушке. Генератор низкой частоты дает опорный сигнал для фазового детектора и одновременно сигнал для сканирования частоты управляемого генератора.

Наиболее близким по технической cymности к изобретению является магнитометр (2), содержащий источник излучения, оптическую систему, ячейку поглощении, фотоприемник, согласукиций усилитель, подключенный к выходу фотоприемника, низкочастотный модулятор с модуляционной катушкой, фазовый детектор, входы которого подключены к выходам согласуюшего усилителя и низкочастотного модулятора, управляемый генератор радиочастоты, сое- . диненный с радиочастотной катушкой, блок управления, выход которого соединен с

320 4

3 748 вход м генератора радиочастоты, и регистра тор.

Недостатком известных устройств является то, .что их выходные сигналы содержат не только основной сигнал на час5 тоте, пропорциональной величины измеряемого поля, но и побочный сигнал, обусловленный сверхтонкой структурой и снижающий точность измерения.

Целью изобретения является повыше- 10 ние точности измерений.

=::- - 0ель достигается тем, что в предлагаемый магнитометр дополнительно введены два преобразователя код-квазисинусоидальный сигнал, делитель частоты, фазосдвига-.15 кеций блок и вторая радиочастотная катушка, расположенная ортогонально к первой.

При этом выход генератора радиочастоты соединен с делителем частоты, один вы- ход которого подключен через преобразова-20 тель код-квазисинусоидальный сигнал к первой радиочастотной катушке, а второйчереэ фазосдвигаюший блок и второй преобразователь код-квазисинусоиальный сигнал - ко второй радиочастотной катушке. 25

На чертеже представлена блок-схема магии тометра.

Магнитометр содержит излучатель 1 света, оптическую систему, состоящую из З0 линз 2 и поляризатора 3, ячейку 4 поглощения, радиочастотные катушки 5 и 6, модуляционную катушку 7,фотоприемник 8, согласующий усилитель 9, низкочастотный модулятор 10, фазовый детектор 11, блок, 35

12 управления, управляемый генератор 13 радиочастоты делитель 14 частоты, преобразователь 15 код-квазисинусоидальный сигнал, фазосдвигаюший блок 16, второй преобразователь 17 код-квазисинусоидаль- 40 ный сигнал и индикатор 18.

Излучатель 1 света через линзы 2,поляризатор 3 и ячейку 4 поглощения оптически соединен с фотоприемником 8, вы ход которого через согласующий усилитель 45

9 подключен к входу фазового детектора

11, другой вход которого подключен к низкочастотному модулятору 10, соединенному с модуляционной катушкой 7. Выход фазового детектора 11 через блок 12 50 управления подключен к входу управляемого генератора 13 радиочастоты, выход которого соединен с делителем 14 частоты, один выход которого подключен через преобразователь 1 5 код-кваэисинусоидаль- 55 ный сигнал к радиочастотной катушке 5,а ьторой вывод через фазосдвигаюший блок

16 и второй преобразователь 17 код-ква зисинусоидальный сигнал - к радиочастотной катушке 6,, „ 1

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Световой поток излучателя 1, падающий на линзу 2, проходит через поляризатор 3. циркулярно поляризованный светоsoft поток от поляризатора 3 поступает на ячейку 4 поглощения, наполненную парами щелочного металла. Поглощая кванты света, ансамбль щелочных атомов поляризуется, тем самым создавая воэможность последующих энергетических переходов между зеемановскими подуровнями.

В момент совпадения частоты — генеО ратора 13 радиочастоты с частотой эеемановских переходов происходит поглощение

- световой энергии, фиксируемое фотоприемником 8. Измеряемое магнитное поле -сканируется модуляционной катушкой 7, подключенной к низкочастотному модулятору

10. Повторяющийся сигнал с выхода фотоприемника через согласующий усилитель

9 поступает на фазовый детектор 11. Сигнал с выхода фазового детектора при по мощи блока 12 управляет генератором 13 радиочастоты.

Для создания качественного циркулярно-поляризованного радиочастотного сигнала, позволяющего ликвидировать мешающий сигнал, на две радиочастотные, ортогональные по отношению одна к другой и внешнему магнитному полю катушки 5 и 6

ТС поступают сигналы, сдвинутые на угол Ч =+ д ( (или Ч =-> ) в зависимости от направления магнитного поля. Они формируются преобразователями 15 и 17 код-квазисинусоидальный сигнал иэ сигнала управляемого генератора 13 радиочастоты. Частота генератора бератся в .р раз =И „ где И Ъ 16) больше зеемановской частоты, чтобы обеспечить формирование квазисинусоидального сигнала с достаточной степенью приближения к синусоидальному.

Генератор радиочастоты может быть выполнен релаксационным, так как он используется только для синхронизации работы преобразователей код-квазисинусоидальный сигнал. Деление частоты в раз (Ъ16) делителем 14 частоты обеспечивает возможность формирования сигналов с любым сдвигом по фазе (в частности, 9= + ) и g независимо от частоты проходящего синхросигнала, что черезвычайно важно для широкополосности системы и связанным с ней диапазоном измерений магнитометра.

В преобразователе 18 код-квазисинусоидальный сигнал импульсы, поступившие

320

Составитель В. Майоршин

Редактор М; Батанова Техред О. Андрейко . Корректор В. Бутяга

Заказ 4232/ЗЗ Тираж 649 Подписное

ННИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Вф«еефе » м «

5 748 с выхода делителя 14 частоты, формируются в стробирующие импульсы, создавая квазиминусодильное радиочастотное напря жение, фазосдвигающий блок 16 представляет собой устройство для перекодировки стробирующих импульсов с опережением или отставанием на 4 =+ — относительно тс и основного сигнала. Преобразователь 17 код-квазисинусоидальный сигнал аналоги,чен преобразователю 15.С выходов блока 10

15 и 17 сигналы подаются на радиочастотные катушки 5 и 6. Для измерения радиочастоты используется регистратор 18.

Использование генератора радиочастоты с =ИХо(где И7/16), делителя часто- 35 ты на И, двух преобразователей код-квазисинусоидальный сигнал, широкополосного

/ фаэосдвигающего блока и двух ортогональных радиочастотных катушек позволяет повысить точность и достоверность измере-. 20 ний магнитного поля парощелочными магии томе трами. ф о р м у л а и з о б р е г е н и я 25

- Парощелочной магнитометр, содержащий источник излучения, оптическую систему, ячейку поглощения, фотоприемник, согласующий усилитель, подключенный к ЭО выходу фотоприеника, низкочастотный модулятор с модуляционной катушкой, фазовый детектор, входы которого подключены г 1 к выходам согласующего усилителя и низкочастотного. модулятора, управляемый генератор радиочастоты, соединенный с радиочастотной катушкой, блок управления, выход которого соединен с входом генератора радиочастоты, и регистратор, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены два преобразователя код-квазисинусоидальный сигнал, делитель частоты, фазосдвигающий блок, вторая радиочастотная катушка, расположенная ортогонально к первой, причем выход генератора радиочастоты соединен с делителем частоты, один выход которого подключен через пер вый преобразователь код-квазисинусоидаль— ный сигнал к первой радиочастотной катушке, а второй выход через фазосдвигающий блок и второй преобразователькод-квазисинусоидальный сигнал — ко второй радиочастотной катушке.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Ж 3714552, кл.. 324-0,5, 1973.

2. Патент Японии № 48-5997, кл. 110Ь О, 1973 (прототип).