FI100037B - Laite magneettikentän, etenkin maan magneettikentän voimakkuuden ja su unnan määräämiseksi - Google Patents

Description

100037

Laite magneettikentän, etenkin maan magneettikentän voimakkuuden ja suunnan määrämiseksi

Keksintö kohdistuu patenttivaatimuksen 1 johdannon mukaiseen laitteeseen magneettikentän voimakkuuden ja suunnan määrämiseksi sekä tämän laitteen käyttöön.

Mainitunkaltainen laite tunnetaan esimerkiksi esitteen "An-wendungen der Magnetfeldsensoren KMZ 10", Technische Information Philips-VALVO 86 1105 (1986), 17 sivua, sivuilta 8-10: sen mukaan kahdella kelan sisälle suoraan kulmaan toisiinsa nähden sijoitetulla anturilla voidaan muodostaa kompassi, jossa molempia antureita voidaan vaihtokytkeä kelan avulla.

Kun nimittäin magnetoresistiivistä anturia käytetään magneettikentän voimakkuuden ja suunnan määräämiseksi, anturille on määriteltävä ensisijainen suunta siihen vaikuttavalla magneettisella apukentällä. Apukentän tehtävänä on estää Weiss'in alueiden epäsäännöllinen kääntyminen muuttuvien magneettikenttien vaikutuksen alaisena tai se aikaansaa ainakin anturin määrätyn magnetointitilan palauttamisen siihen vaikuttavan voimakkaan magneettisen häiriön poistumisen jälkeen.

Mainitusta esitteestä on tunnettua kehittää magneettinen apu-kenttä virrallisen kelan avulla. Lisäksi on tunnettua käyttää avainnetulla virralla syötettyä kelaa, kun on havaittava heikkoa kenttää, kuten esimerkiksi maan magneettikenttää, jolloin apukenttä kytketään pois havaintoajankohtana sen , välttämiseksi, että apukenttä pienentäisi anturin herkkyyttä.

Lisäksi voimakkaasti lämpötilasta riippuvan ja anturikappa-. leesta toiseen valmistuksesta johtuen vaihtelevan nollaarvo- siirtymän ("DC offset") vaikutus on tunnettua välttää anturin systemaattisella uudelleenmagnetoinnilla.

2 100037

Maan magneettikentän voimakkuuden ja suunnan täydellinen määrääminen tarkassa elektronisessa kompassissa vaatii kuitenkin kolme anturia, joilla on eri tasoissa olevat mittaussuunnat (vaakatason määrämiseksi tarvitaan lisäksi kallistuma- tai painovoima-anturit). Tähän ongelmaan mainittu esite antaa seuraavan ohjeen: "Kolmannessa suunnassa (kohtisuorassa XY-tasoon nähden) suoritettavia mittauksia varten on joka tapauksessa käytettävä toista kelaa. On nimittäin osoittautunut, että järjestelyillä, joissa on vain yksi kela kolmea suuntaa varten (ja siten kolmea anturia varten), ei saada tyydyttäviä ratkaisuja."

Useita suoria keloja (solenoideja) käytettäessä, kuten mainitussa esitteessä ehdotetaan, on nimittäin haitallista, että kelojen keskinäisessä järjestelyssä on tiettyjä rajoituksia: siten esimerkiksi kelojen välille on varattava suurehko väli tai jokaisen kelan vaihtokenttä on suojattava keskinäisten vaikutusten välttämiseksi.

Avointen kelojen käytön toisena haittana on, että ne kaikki säteilevät apukentän vapaasti päistään, mikä aiheuttaa sähkömagneettisen häiritsevyyden ongelmia ja häiviöitä suurtaajuus-suojauksessa, ts. suuremman tehontarpeen laitteen syötössä.

Kuitenkin on toivottavaa mitata kolmiulotteisen tilan magneettikentän kolme komponenttia samanaikaisesti sellaisten mittausvirheiden välttämiseksi, joita esiintyy nopeasti liikkuvan mittauspisteen (esim. ajoneuvossa) tai nopeasti muuttuvan magneettikentän tapauksessa, kun eri komponentit mitataan peräkkäin tai yhden komponentin mittaus tapahtuu muihin verrattuna selvällä aikaviivellä.

Keksinnön tehtävänä on kolmiulotteisen tilan magneettikentän kolmen komponentin samanaikaista havaitsemista varten kohdistaa samanaikaisesti samanlainen hyvin määritelty apukenttä ainakin kolmeen anturiin, ilman että tällöin saataisiin mainittuja yhtä useamman kelan käytön epäkohtia.

3 100037 Tämä tehtävä ratkaistaan keksinnön mukaan laitteella, jolla on patenttivaatimuksessa 1 esitetty tunnusmerkkien yhdistelmä. Keksinön mukaisen laitteen edullisia suoritusmuotoja ilmenee vastaavista epäitsenäisistä vaatimuksista ja sen käytön piirteet patenttivaatimuksessa 11 esitetyistä tunnusmerkeistä.

Keksinnön mukaisella laitteella on mahdollista mitata kolmiulotteisen tilan kolme komponenttia, paitsi samanaikaisesti myös käytännöllisesti katsoen samassa paikassa, koska laitteen mitat voidaan pitää oleellisesti pienempinä kuin varustettaessa tunnettu laite kolmella anturilla. Lisäksi saavutetaan se, että laitetta ei tarvitse käyttää määrätyssä asennossa (ts. ennakolta vaakasuoraan asetettuna). Näillä mahdollisuuksilla saadaan merkittäviä etuja, kun laitetta käytetään elektronisena kompassina nopeasti liikkuvissa ilma-, meri- tai maakulkuneuvoissa.

Apukentän kehittävän kelan keksinnön mukaisessa muodossa apu-kenttä on oleellisesti homogeeninen kelan sisällä ja nimenomaan myös anturien ja niiden liitäntöjen vastaanottamista varten olevissa pienissä syvennyksissä: tämä kenttä on tarpeeksi homogeeninen laitteen käyttämiseksi elektronisena kompassina. Tämän lisäksi apukentän voimakkuus toroidikelan sisällä on helppo laskea.

Apukentän homogeenisuuden parantamiseksi ja lisätilan saamiseksi anturien vastaanottamista varten, edelleen varmistaen, että kaikkiin antureihin vaikuttaa yhtä voimakas apukenttä, kappaleella voi olla muoto, joka on johdettu toroidista siten, että toroidin ajateltu keskiviiva on muotoiltu, samassa tasossa pysyen, suljetuksi viivaksi, jossa on kaarevuudeltaan erilaisia osia. Keskiviivassa voi olla esimerkiksi anturien kohdalla suoria osia ja ympyränkaaren muotoisia osia, jotka on yhdistetty toisiinsa vuorotellen.

Erikoisesti laitteen käyttämiselle elektronisena kompassina nopeasti liikkuvissa ilma-, meri- tai maakulkuneuvoissa on 100037 4 lisäksi edullista, että laitteen rakenne voi olla pienikokoinen ja anturien keskinäinen asento on muuttumaton.

Samoin kuin tunnetussa, johdannossa mainitussa laitteessa myös keksinnön mukaisessa laitteessa on mahdollista välttää anturien systemaattisella uudelleen magnetoinnilla lämpötilasta riippuva ja valmistuksesta johtuva nolla-arvosiirtymä ("DC-offset").

Lopuksi keksinnön mukaisella laitteella vältetään edellä mainitut kelan päiden olemassaoloon liittyvät haitat, nimittäin sähkömagnettiseen häiritsevyyteen ja tehohäviöihin liittyvät ongelmat.

Tässä viitataan vielä seuraaviin kirjallisuuskohtiin, jotka koskevat permalloysta ohutkalvotekniikalla valmistettuja mag-netoresistiivisiä antureita ja niiden käyttöä tietotekniikassa, mittaustekniikassa ja navigoinnissa: "Magnetoresistive Sensoren", Technische Information Philips-VALVO 840323 (1984), 8 sivua; "The permalloy magnetoresistive sensor -properties and applications", W. Kwiatowski ja S. Tumanski, J. Phys E. Sci. Instrum. 19 (1986) 502-515; "Magnetoresistive permalloy sensors and magnetometers", W. Kwiatowski ja S. Tumanski, Archiwum Elektrotechniki 32 (1983) 55-64.

Magnetoresistiivisten anturien periaatetta ja käyttöä koskevan teknillisen taustan osalta viitataan seuraaviin kirjallisuuskohtiin: "The magnetoresistive sensor - a sensitive device for detecting magnetic field variation", U. Dibbern ja A. Petersen, Eletronic Components and Applications, 5/3 (1983) 148-153; "Drehwinkelmessung mit Magnetfeldsensoren", G. Rei-niger, Elektronik 23 (1986) 129-136; "Magnetoresistive response of small permalloy features", S.K. Decker ja C. Tsang, IEEE Trans, on Magnetics, Mag-16/5 (1980) 643-645; "Magnetoresistance in laminated NiFe films", J.A.C. van Oyen et al., J. Appi. Phys. 53/3 (1982) 2596-2598.

5 100037

Seuraavassa selitetään keksinnön raukaisen laitteen suoritusmuotojen esimerkkejä lähemmin piirustuksiin viitaten. Piirustuksessa esittää: * kuvio 1 keksinnön mukaisen laitteen toteutuksen ensimmäisen esimerkin kaaviollista kuvantoa leikattuna pitkin sen keskitasoa, kuvio 2 kuvion 1 toteutuksen kaaviollista kuvantoa kuviossa 1 viivalla A-A merkityssä tasossa leikattuna, ja kuvio 3 keksinnön mukaisen laitteen totetuksen toisen esimerkin kaaviollista kuvantoa leikattuna pitkin sen keskitasoa.

Kuvioissa 1 ja 2, jotka havainnollistavat keksintöä kaaviollisella esitystavalla on esitetty keksinnön mukaisen laitteen ensimmäinen toteutus, jossa on oleellisesti toroidin muotoinen kappale 1. Tämän kappaleen materiaali voi olla mielivaltaista epämagneettista eristävää materiaalia, esimerkiksi muovia tai myös keramiikkaa. Muovia käytettäessä kappaleen 1 materiaalina käytetään edullisesti tunnetunlaista lasikuitu-vahvisteista muovia, kuten lasikuituvahvisteista epoksihart-sia.

Kuviossa 1 kappale 1 on esitetty leikattuna pitkin sen keskitasoa M (toroidin pyöreä keskiviiva), kuviossa 2 poikkileikkauksena kuviossa 1 viivalla A-A merkittyä tasoa pitkin. Kappale 1 muodostaa toroidikelan 2 sydämen, joka kela on käämitty oleellisesti, ts. myöhemmin selitettävin poikkeuksin, kappaleen 1 päälle säännöllisinä kierroksina. Kuviossa 1 kelasta 2 on esitetty vain joitakin kierroksia kaaviollisesti (erikoisesti suhteellista suuremmaksi mitoitettuna) poikkileikkauksena, kun taas kuviossa 2 kierroksia, joiden tulisi olla siinä näkyvissä ei ole ylipäänsä piirretty lainkaan, kuviossa 2 kierros olisi oikeassa mittakaavassa tuskin havaittavissa ja yksittäisen kierroksen ylimitoitettu esitys tai koko kelan oikea esitys vaikeuttaisi kuvion 2 ymmärtämistä.

6 100037 Käämin valmistamisen ja laitteen asentamisen helpottamiseksi kappale 1 muodostuu kahdesta osasta 3 ja 4. Nämä osat ovat edullisimmin yhtä suuria, niin että ne liittyvät yhteen kappaleen 1 halkaisijatasoa 5 pitkin. Toroidikappale 1 voi kuitenkin tarvittaessa muodostua myös useammasta kuin kahdesta osasta. Molempien osien 3 ja 4 kiinnitystä toisiinsa ei ole esitetty, se voi tapahtua esimerkiksi liimauksella ja/tai yhteiselle alustalle kiinnittämällä. Kuviossa 1 molempien osien 3 ja 4 välissä on esitetty pieni välimatka, tämä on kuitenkin vain piirustuksellinen toimenpide esityksen selvyyttä varten, molemmat osat 3 ja 4 ovat todellisuudessa toisissaan kiinni.

Kappaleessa 1 on kolme syvennystä 6, 7, 8, jotka ovat kukin magnetoresistiivisen anturin 6', 7', 8' vastaanottamista varten. Tällaiset magnetoresistiiviset anturit ovat pääasiassa suorakulmaisia ohuita pieniä levyjä, joilla jokaisella on mittaussuunta, joissa ne ovat magnetoresistiivisten ominai-suuksiensa vuoksi herkkiä kohdistetun magneettikentän kentän voimakkuudelle: anturi muuntaa tämän sen mittaussuuntaisen kentänvoimakkuuden komponentin sähköiseksi signaaliksi. Kuvioissa 1 ja 2 anturit 6', 7', 8' on esitetty selvän välimatkan päässä asianomaisen syvennyksen 6, 7, 8 seinämästä, tämä on kuitenkin vain piirustuksellinen toimenpide esityksen selvyyttä varten: todellisuudessa anturit täyttävät syvennykset, jotta tämä määräisi tarkasti anturien asennon ja ne on kiinnitetty syvennysten sisälle mielivaltaisella tavalla irrotta-mattomasti, esimerkiksi liimaamalla. Liima myös jäähdyttää antureita, koska se johtaa antureissa sähköisesti kehittynyttä lämpöä kappaleeseen 1.

Kelan 2 käämintää ei voida viedä anturien 6', 7', 8' kohdalla eteenpäin niin säännöllisesti kuin anturien välisellä alueella, ts. jokainen syvennyksen ja siihen liittyvän anturin kohta ohitetaan sopivalla tavalla, esimerkiksi jakamalla käämi tai muuttamalla käämin nousua. Nämä poikkeamat käämin säännöllisyydessä eivät kuitenkaan ole huomattavia, joten koko laite myös yhdessä syvennysten ja niissä olevien anturien kanssa on oleellisesti toroidimainen.

7 100037

Kappaleen 1 kahtiajako helpottaa oleellisesti kelan 2 käämitysten paikalleen asettamista. Sen päälle voi olla sovitettu apuvälineitä, kuten esimerkiksi muovia olevia ulokkeita, kiekkoja tai levyjä 10 tai ne voidaan valmistaa kelarunkoon kuuluviksi osiksi ja niitä voidaan käyttää koko toroidiko-koonpanon kiinnittämiseen alustalle.

Syvennykset on suunnattu kappaleessa 1 siten, että kolmen anturin mittaussuunnat 6', 7', 8' ovat keskenään ortogonaalisia. Siten havaitaan mitattavan kentänvoimakkuuden kolme keskenään ortogonaalista komponenttia, mikä mahdollistaa mitattavan magneettikentän voimakkuuden ja suunnan määräämisen.

Mittaustuloksen tarkkuuden ja luotettavuuden parantamiseksi kappaleeseen 1 voidaan sijoittaa ainakin yksi muu anturi 9' anturien 6', 7', 8' lisäksi vastaavaan syvennykseen. Lisäan-turien kulma-asento valitaan tällöin tavoiteltua päämäärää vastaavasti. Kuvioissa 1 ja 2 esitetyssä esimerkissä kappale 1 on varustettu neljännellä syvennyksellä 9, joka on neljännen magnetoresistiivisen anturin 9' sijoittamista varten. Tämän anturin 9' mittaussuunta eroaa periaatteessa anturien 6', 7', 8' mittaussuunnista. Jotta anturi 9' voisi täyttää tarkoituksensa samalla tavalla yhteistoiminnassa jokaisen kolmen muun anturin 6', 7', 8' kanssa, se on sovitettu edullisesti siten, että sen mittaussuunta on samassa kulmassa kuhunkin kolmeen muuhun keskenään ortogonaaliseen anturien 6', 7', 8' mittaussuuntaan nähden. Toisin sanoen, kun ajatellaan että anturien 6', 7' ja 8' mittaussuunnat muodostavat kuution särmät, anturin 9' mittaussuunta on tämän kuution lävistäjällä. Tässä esimerkissä anturilla 9', yleisessä tapauksessa muilla antureilla, havaittu mittausarvo on tarkoitettu yhdistettäväksi kolmella muulla anturilla 6', 7' ja 8' havaittuihin mittausarvoihin, kuten esimerkiksi edellä on mainittu, mittaustuloksen tarkkuuden ja luotettavuuden parantamiseksi.

8 100037

Kelan 2 tehtävänä on kehittää antureihin 6', 7', 8' ja 9' kohdistettava magneettinen apukenttä. Tämän apukentän tarkoitus on sinänsä tunnettu ja sitä on selitetty johdannossa.

Kuviossa 3, joka havainnollistaa keksintöä samoin kaaviollisella esitystavalla, on esitetty keksinnön mukaisen laitteen toinen toteutus, jossa on erimuotoinen kappale 31 kuin kuviossa 1 on esitetty. Tässä toteutuksessa kappaleen 31 muoto on johdettu toroidin muodosta toroidin ajateltua keskiviivaa muotoilemalla, jolloin tämä ajateltu keskiviiva pysyy aina samassa tasossa, muodostaa lisäksi suljetun viivan ja siinä on kaarevuudeltaan erilaisia osia (kaarevuudella nolla kyseiset osat ovat suoria). Kappaleella 31 on täten toroidiin nähden topologisesti samanarvoinen muoto, jota voidaan lyhyesti kutsua deformoiduksi renkaaksi. Kappale 31 voi muodostua kahdesta tai useammasta osasta, kuten kuvion 1 yhteydessä on selitetty.

Kuviossa 3 kappale 31 on esitetty esitystavaltaan kuviota 1 vastaavasti leikkauksena keskitasonsa kautta. Kappale 31 muodostaa sydämen kelalle 32, joka on käämitty oleellisesti, ts. kuvion 1 yhteydessä mainituin poikkeuksin, kappaleelle 31 säännöllisinä kierroksina. Kuviossa 3 tämä kela 32 on esitetty kaaviollisesti leikkauksena.

Kappaleessa 1 on viisi syvennystä 33, 34, 35, 36 ja 37, jotka kukin ovat ei-esitetyn jo kuvion 1 yhteydessä selitetyn tyyppisen magnetoresistiivisen anturin vastaanottamista varten. Syvennysten 33, 34, 35, 36 ja 37 kohdalla kappaleen 31 ajateltu keskiviiva on suoraviivainen, ts. jokainen syvennys on yhdessä kappaleen 31 viidestä oleellisesti sylinterimäisestä osasta. Näiden sylinterimäisten osien välissä kappaleen 31 ajateltu keskiviiva on kaareva. Ajateltua keskiviivaa pitkin on siis yhdistetty vuorotellen viisi suoraviivaista ja viisi niihin tangentiaalisesti liittyvää, oleellisesti ympyrän kaa-renmuotoista osaa suljetuksi jatkuvaksi käyräksi. Tämän ajatellun keskiviivan ympärille konstruoidulla kappaleella 31 on 9 100037 oleellisesti pyöreä poikkileikkaus ja se on siten kuvaannollisesti ilmaistuna deformoitu toroidi.

Kappaleen 1 tai 31 lujuuden lisäämiseksi syvennysten 6, 7, 8 ja 9 ja vastaavasti 33, 34, 35, 36 ja 37 kohdalla ja keskitasoon kiinteästi liitettyjen vastepintojen aikaansaamiseksi levyjen 10 tilalla voidaan käyttää suuntaissärmiön muotoisia vahvikkeita 38, 39, 40, 41 ja 42.

Kuten kuvion 1 kela 2, myös kela 32 on katkaistu syvennysten 33, 34, 35, 36 ja 37 kohdalla, ts. syvennyksen ja siihen liittyvän anturin kohta ohitetaan sopivalla tavalla, esimerkiksi jakamalla käämi tai muuttamalla kääminnän nousua. Myöskään tässä nämä syvennykset eivät ole merkittäviä käämin säännöllisyydelle.

Kappaleessa 31 syvennykset 33, 34, 35, 36 ja 37 on suunnattu eri tavoin eri mittaussuuntien saamiseksi viidelle anturille ja mittaustuloksen tarkkuuden ja luotettavuuden parantamiseksi tämän avulla, kuten edellä on selitetty kuvion 1 yhteydessä .

Kuvion 3 mukaisessa toteutuksessa voidaan esimerkiksi kolmeen syvennykseen 33, 34, 35 sijoittaa anturit, joilla on keskenään ortogonaaliset mittaussuunnat kuvion 1 antureiden 6', 7', 8' kaltaisesti ja kahteen syvennykseen 36, 37 voidaan sijoittaa kuvion 1 anturin 9' kaltaiset lisäanturit. Nämä viisi anturia esijännitetään yhdessä yhteisen kelan 32 magneettikentällä .

Selitetty ja kuvioissa 1-3 eri suoritusmuotoina esitetty lai-, te soveltuu erityisen hyvin maan magneettikentän voimakkuuden ja suunnan havaitsemiseen, esimerkiksi käytettäväksi magneettisessa pohjoisen etsivässä laitteessa ilma-, meri- tai maa-kulkuvälineessä. Koska laitteella havaitaan maan magneettikentän kaikki kolme komponenttia, kappaleen 1 asennusasento kulkuvälineessä tai kulkuvälineen kompassissa on mielivalta!- 10 100037 nen. Joka tapauksessa pohjoisen havaitsemisen tarkkuus paranee, kun valitaan asento, jossa mikään kolmesta komponentista ei ole jatkuvasti vallitsevana. Parhaana pidetyssä asennossa kappale 1 sijoitetaan magneettiseen pohjoisen havaitsevaan laitteeseen siten, että kappaleen 1 keskitaso M muodostaa kulman vaakatason kanssa. Tämä kulma määrätään sellaiseksi, että laitteen osoittaessa pohjoiseen, ainakin kaksi anturia antaa yhtä suuret signaalit, se on tällöin keskialueen maan- o tieteellisillä leveyksillä noin 20 .

Kuvioissa 1-3 esitetty laite soveltuu luonnollisesti myös muiden magneettikenttien kuin maan magneettikentän voimakkuuden ja suunnan havaitsemiseen, kun niiden kentänvoimakkuus on samaa suuruusluokkaa kuin maan magneettikenttä tai^poikkeaa siitä enintään kaksi kertaluokkaa, eli on 10 - 10 -kertaa maan magneettikentän voimakkuus.

Erään tällaisen laitteen konkreettisessa esimerkissä käytetään kaupallisesti saatavaa tyyppiä olevia magnetoresistiivi-siä antureita, joilla on nelikulmainen herkkä pinta, jonka sivun pituus on noin 1,6 mm. Anturit on upotettu muoviin ja ne ovat ulkoisesti suunnilleen nelikulmaisia pieniä levyjä, joiden sivun pituus on noin 5 mm ja korkeus noin 1,8 mm (tarkemmat tiedot sisältyvät johdannossa mainittuun julkaisuun). Näiden antureiden magneettisen apukentän on oltava noin 3 kA/m. Ehdoksi apukentän homogeenisuudelle kunkin anturin koko magneettisesti herkällä alueella voidaan määrätä, että apukentän poikittaiskomponentit, jotka syntyvät apukentän kenttäviivojen kaarevuudesta toroidinmuotoisesta tai toroidia vastaavassa kappaleessa, eivät saa herkän alueen missään kohdassa ylittää ennalta määrättyä murto-osaa apukentän pitkit-täiskomponentista kappaleen keskiviivalla. Anturien magneettisesti herkän alueen mitoista sekä poikittais- ja pitkit-täiskomponenttien valitusta suuremmasta sallitusta suhteesta, esimerkiksi 10 %, voidaan laskea pienin sallittu säde kappaleen asianomaisella kohdalla yksinkertaisilla geometrisillä ja trigonometrisillä toimenpiteillä.

Claims (13)

1. Laite magneettikentän voimakkuuden ja suunnan määräämiseksi, jossa on useita magnetoresistiivisiä antureita, jotka kukin liittyvät eri mittaussuuntaan, ja kela antureihin kohdistetun magneettisen apukentän kehittämiseksi, tunnettu epä-magneettista eristävää materiaalia olevasta ja muodoltaan toroidia topologisesti vastaavasta kappaleesta (1; 31), jolle on käämitty kela (2; 32) oleellisesti säännöllisinä kierroksina ja jossa on ainakin kolme syvennystä (6, 7, 8; 33, 34, 35. anturin (6', 7', 8') vastaanottamiseksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että kolmen anturin (6', 7', 8') mittaussuunnat on järjestetty keskenään ortogonaalisiksi.

3. Patenttivaatimuksen l mukainen laite, tunnettu siitä, että kappale (1; 31) on lasikuituvahvisteista muovia.

4. Patenttivaatimuksen l mukainen laite, tunnettu siitä, että kappale (1; 31) on keräämiä.

5. Patenttivaatimuksen l mukainen laite, tunnettu siitä, että kappale (1) on oleellisesti toroidin muotoinen.

6. Patenttivaatimuksen l mukainen laite, tunnettu siitä, että kappaleella (31) on muoto, joka on johdettu toroidista siten, että toroidin ajateltu keskiviiva on muotoiltu, samassa tasossa pysyen, suljetuksi viivaksi, jossa on kaarevuudeltaan erilaisia osia.

7. Patenttivaatimuksen l mukainen laite, tunnettu siitä, että kappaleessa (1; 31) on ainakin yksi muu syvennys (9; 36, 37. muun anturin (9') vastaanottamiseksi, jonka anturin mit-taussuunta eroaa mainittujen toisten kolmen anturin (6', 7', 8. mittaussuunnista. 12 100037

8. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että kappaleessa (1) on yksi muu syvennys (9) yhden muun anturin (9') vastaanottamiseksi, jonka anturin mittaussuunta on mainitun kolmen keskenään ortogonaalisen anturin (6', 7', 8') mittaussuuntiin nähden samassa kulmassa samoin kuin kuution lävistäjä sen särmiin.

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että kappale (l; 31) on muodostettu moniosaiseksi.

10. Patenttivaatimusten 5 ja 9 tai patenttivaatimusten 6 ja 9 mukainen laite, tunnettu siitä, että kappale (1) on muodostettu kaksiosaiseksi ja sen molemmat osat (3, 4) yhdistetään pitkin kappaleen (1) diametraalista symmetriatasoa (5).

11. Patenttivaatimuksen 1 mukaisen laitteen käyttö magneettikentän voimakkuuden ja suunnan määräämiseksi, tunnettu siitä, että määrätään sellaisen magneettikentän voimakkuus ja suunta, jonka kentänvoimakkuus on maan magneettikentän suuruusluokkaa tai enintään kaksi kertaluokkaa sen yläpuolella tai alapuolella.

11 100037

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen käyttö magneettisen pohjoisen havaitsevassa laitteessa, tunnettu siitä, että kappaleen (1; 31) keskitaso (M) on sovitettu laitteen sijoituspaikan maantieteellisestä leveysasteesta riippuvaan, keskialueen leveysasteilla noin 20°:n suuruiseen kulmaan vaakatasoon nähden.

13 100037