SU1071981A1 - Индукционный магнитомер - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к магнитометрии и может быть испол&зовано в геофизике при исследовании естественного и искусственных магнитных полей с широким частотным диапазоно в диэлектрической и провод щей средах наличии мсхцных электрически палей.

Известны индукционные магнитометрл дл  измерени  переменных магнитных полей, основанные на наведении ЭДС в витках рамки,, помешенной в измен ющеес  магнитное поле Известные магнитометры содержат первичные преобразователи в виде одновитновой или многовитковой рамки с сердечником из ферромагнитного материала , усилитель дл  повьлиени  уровн  сигнала с выхода первичного преобразовател  и блок регистрации ГП.

Недостатком устройств  вл етс  низка  чувствительность.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  устройство дл  измерени  переменного магнитного пол , содержащее рамочный первичный преобразователь в виде круглого пли квадратного витка , предварительного усилител  и блока регистрации. В устройстве ход рамочной антенны непосредственно соединен с входом усилител  Г2}.

Недостатком известного устройства  вл етс  низка  чувствительность и точность измерени .

Цель изобретени  - повышение чувствительности и точности измерений за счет устранени  вли ни  помех от электрического пол  с масштабом неоднородности, большим размера датчика .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в индукционный магнитометр состо щий из рамочного первичного преобразовател  в виде круглого или квадратного витка, предварительного усилител  и блока регистрации, введены четыре согласующих трансформатора , а виток первичного преобразовател  выполнен в виде четырех равных секций, середины которых соединены между собой радиальными проводниками с общей точкой в центре витка , между секци ми включены п вичные обмотки согласующих трансформаторов , при этом вторичные обмотки двух пар диаметрально противоположных согласующих трансформаторов соединены последовательно и согласно включены между общей точкой в центре витка, а также инвертирующим и неинвертирующим входами предварительного усилител , выход которого подключен к блоку регистрации.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит райочный первичный гфеобразователь I в виде квадратного витка, разделенного на четыре равные секции 2. Середины секций 2 соединены между собой радиальными проводниками 3 с общей точкой 4 в центре витка. Между секци ми 2 включены первичные обмотки 5 согласующих трансформаторов б. Вторичные обмотки 7 двух пар диамет0 рально противоположных согласующих трансформаторов б соединены последовательно и согласно включены между оба{ей точкой и инвертирующим и неинвертирующим входами предварительного

5 усилител  8. Выход усилител  8 подключен к входу блока 9 регистрации.

Устройство работает следующим образом.

При помещении первичного преоб0 разовател  1 в гармонически измен ющеес  с частотой (JU однородное маг нитное поле с индукцией Bj, направленной перпенда кул рно плоскости чфтежа, в каждсгй секции, образован5 ной частью витка и закорачивающими радиальными проводниками 3, наводитс  частична  ЭДС

6 jUJ5/4-B2, где.5 - площадь витка.

-1В силу симметрии токи во всех

секци х витка одинаковы, а токи в закорачивающих радиальных проводниках 3 отсутствуют.

Если пренебречь индуктивност ми рассеивани  и сопротивлени ми обмоток трансформатора 6, напр жение сигнала , приведенное к входу усилите л  8 можно записать в виде

где Рд - входное сопротивление усилител  8 по дифференциальному входу;

5 (.|- импеданс первичной обмотки согласующего транс(5хЗрматора 6;

) - выходной импеданс первичного преобразовател  1.

QЕсли в зоне измерени  действует

однородное электрическое поле напр женностью Е, то при разложении на ортогональные составл ющие

-T xEx+evEv + zEz/ где 6,,6,62 - единичные орты в прин той системе координат.

Напр жение, наводимое в квадратном витке пфвичного преобр зовател  1 со стороной Ь предлагаемого магнитометра каждой составл ющей

так как е перпендикул рно dC ;

#e,e,,.,f,,-oi вд ее

ivi

E,,d

.

M CD

Таким , помеха от однородного электрического пол  не вли ет на показани  магнитометра, тогда как дл  известного измерител  переменного магнитного пол  с такими же геометрическими размерами

(ii-V},

CD

м

поскольку имеетс  наводима  в контуре ЭДС от действи  электрического пол  за счет несимметрии, вызванной включением нагрузки (или наличием зазора) в одной из сторон витка. При ивмерении магнитного пол  вблизи провод щих тел возникает емкостна  св зь рамочного первичного 1феоСНразовател  1 через электрическое поле с провод щим телом, привод ща  к по влению дополнительной помехи за счет разности потенциалов между корпусом усилител  и провод щим телом при наличии емкостной св зи . Разность потенциалов создаетс  источником помехи е с импедансе Zj, а емкостна  св зь учитываетс  с помощью сосредоточенной емкости С.

Если дл  простоты вычислений Предположить помеху гармонической (нащ имер , с промшпенной частотой), то напр жение помехи на входе усилител  огфедёлитс  выражением (дл  известиого устройства);

«nS

IVS „( W«y)

где Rn оощ отивпение прдвод ацих

проводов;

RX входное сопротивление усилител ; Z|. емкостное сопротивление на

частоте помехи Шр. Простой расчет пЬказывает, что дп  предлагаемого магнитометра (в силу сикфютрии cxei«i) Un 0.

Таким , магнитометр не чувствителен к электрическому полю и вли нию провод щих масс, что позвол ет значительно повысить точность измерени  магнитного пол  и чувствительность магнитометра.

Claims (1)

1. ИНДОКЦИОННЫЙ МАГНИТОМЕТР, состоящий из рамочного первичного преобразователя в виде круглого или квадратного витка, предварительного силит ел я и блока регистрации, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерений за счет устранения влияния помех от электрического поля с масштабом неоднородности, большим размера, датчика, в него введены четыре согласующих трансформатора, а виток первичного Преобразователя выполнен в виде четырех равных секций, середины которых соединены меяоду собой радиальными проводниками с общей точкой в центре витка, между секциями включены первичные обмотки согласующих трансформаторов, при этом вторичные обмотки двух пар диаметрально противоположных согласующих трансформаторов соединены последовательно и согласно и включе-Ц ны между общей точкой в центре витка а также Инвертирующим и неинвертирующим входами предварительного усилителя, выход которого подключен к блоку регистрации.

   SU„„ 1071981