SU111530A1 - Gradiometer for measuring second derivatives of magnetic potential - Google Patents

Description

Известные градиентометры, основанные на индукционном принцине, имеют общий дл  всех недостаток, заключающийс  в том, что вращение индукционных катушек осуществл етс  вручную, а дл  нреобразовани  переменного тока в посто нный используетс  коллектор, что приводит к значительной погрещности измерений. Кроме того, приборы довольно громоздки.The known gradiometers, based on induction principle, have a common disadvantage for all that the rotation of the induction coils is carried out manually, and a collector is used to convert the alternating current to constant, which leads to a significant measurement error. In addition, the instruments are rather cumbersome.

Указанные модели в геофизической практике не используютс .These models are not used in geophysical practice.

Согласно изобретению, в качестве электромеханических преобразователей предлагаетс  использовать пьезоэлектрические вибраторы. Это позвол ет создать портативный, высокочувствительный , удобный в эксплуатаднн градиентометр.According to the invention, piezoelectric vibrators are proposed as electromechanical transducers. This allows a portable, highly sensitive, easy-to-use gradiometer to be created.

На чертеже показан градиентометр , состо щий из двух идентичных вибраторов /, представл ющих собой полые цилиндры, изготовленные из пьезоэлектрической керамики , с намотанными на них контурными катущками 2. При возбуждении в вибраторах ультразвуковыхThe drawing shows a gradiometer, consisting of two identical vibrators /, which are hollow cylinders made of piezoelectric ceramics, with contour rolls 2 wound on them. When excited in ultrasonic vibrators

радиальных колебаний периодически измен етс  площадь витков катущек , что приводит к по влению переменной э. д. с., пропорциональной составл ющей напр женности магнитного пол  вдоль оси катушек. Дл  возбуждени  колебаний на вибраторы подаетс  переменное напр жение от специального генератора 5.radial oscillations periodically change the area of the turns of the cutters, which leads to the appearance of the variable e. D. s., proportional to the component of the magnetic field strength along the axis of the coils. To excite oscillations, alternating voltage from a special generator 5 is applied to the vibrators.

При движении катущек навстречу одна к другой и удалении их на некоторое рассто ние на концах катущек возникает напр жение, пропорциональное какой-либо из производных магнитного потенциала. Измен   взаимную ориентацию осей катушек , можно измерить любую из дев ти производных магнитного потенциала . Дл  увеличени  измер емого напр жени  параллельпо катушкам включаютс  емкости и полученные таким образом контуры настраиваютс  в резонанс с частотой вибратора. Полученное на выходе «контуров напр жение подаетс  на резонансный усилитель 4, на выходе которого включаетс  измерительный прибор 5.When moving the coils towards each other and moving them away for some distance at the ends of the coils, a voltage appears that is proportional to any of the derivatives of the magnetic potential. By changing the mutual orientation of the axes of the coils, it is possible to measure any of the nine derivatives of the magnetic potential. In order to increase the measured voltage in parallel with the coils, capacitances are turned on and the circuits thus obtained are tuned to resonance with the frequency of the vibrator. The voltage received at the output of the circuits is supplied to a resonant amplifier 4, the output of which includes a measuring device 5.

Дл  увеличени  точности измерений и избавлени  от погрешностей, вносимых усилителем, можно также воспользоватьс  нулевым методом измерени , помеща  один из контуров внутрь колец Гельмгольца 6, используемых в качестве компенсатора . Знак производной может быть определен путем введени  в усилитель фазоизмерительного устройства или, при использовании нулевого метода, по знаку комненсирующего пол .To increase the accuracy of measurements and to eliminate the errors introduced by the amplifier, you can also use the zero measurement method by placing one of the contours inside the Helmholtz 6 rings used as a compensator. The sign of the derivative can be determined by introducing a phase-measuring device into the amplifier or, when using the zero method, by the sign of the field-matching field.

Предмет изобретени Subject invention

1. Градиентометр дл  измерени  вторых производных магнитного потенциала , содержащий генератор переменного напр жени , разнесенные один относительно другого датчики1. A gradiometer for measuring second derivatives of the magnetic potential, comprising an alternating voltage generator, spaced apart from one another.

магнитного потенциала, усилитель и электроизмерительный прибор, о тличающийс  тем, что, с целью повыщени  точности ц чувствительности устройства, в качестве датчиков магнитного потенциала в нем применены пьезоэлектрические вибраторы с наложенными на них контурными обмотками, включенными дифференциально и периодически измен ющими прц возбуждении вибраторов площадь своих витков2 . Градиентометр по п. 1, отличающийс  тем, что, с целью устранени  искажающего вли ни  Зсилител  на результаты измерени , один из датчиков снабжен компенсационной обмоткой, питаемой посто нным током так, чтобы на выходе усилител  сигнал отсутствовал.magnetic potential, an amplifier and an electrical measuring device, which is characterized by the fact that, in order to increase the accuracy and sensitivity of the device, as sensors of the magnetic potential, it used piezoelectric vibrators with contour windings superimposed on them, the excitation of vibrators differentially and periodically changing the vibrators turns2. The gradiometer according to claim 1, characterized in that, in order to eliminate Zsilitel’s distorting effect on the measurement results, one of the sensors is provided with a compensation winding fed with a direct current so that there is no signal at the amplifier output.