SU556397A1 - Устройство дл измерени магнитной восприимчивости вещества - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области измерени  магнитных свойств горных пород, почв, грунтов, непосредственно в исследуемой среде .

Известны устройства дл  измерени  магнитной восприимчивости веществ, содержащие магниточувствительный преобразователь и две одинаковые катушки, расположенные с противоположных сторон на равном рассто нии от него 1, 2. Катушки включены встречно так, что создаваемые ими в преобразователе магнитные пол  в отсутствие исследуемого вещества равны по величине, но противоположны по направлению , в результате чего выходной сигнал преобразовател  равен нулю. При измерени х в поле одной из катушек внос т исследуемое вещество , привод щее к нарущению симметрии и по влению сигнала на выходе преобразовател . Недостатками известных устройств  вл етс  низка  стабильность нул .

В наиболее близком к изобретению по технической сущности устройстве дл  измерени  магнитной восприимчивости 3 магниточувствительный преобразователь Холла помещен между двум  расположенными на общей оси идентичными катушками. Катущки питаютс  от источника переменного тока и включены встречно. Схема настроена так, что при внесении исследуемого вещества в поле одной

из катушек на выходе преобразовател  Холла по вл етс  полезный сигнал. Этот сигнал усиливаетс  избирательным усилителем и дважды детектируетс : сначала на частоте тока питани  преобразовател , а затем на частоте источника питани  катушек.

Недостатком этого устройства  вл етс  также низка  стабильность нул . Она вызвана тем, что магнитное поле в пространстве между катушками монотонно измен етс  от большого отрицательного до большого положительного значени , переход  через О в точке , где расположен магниточувствительный преобразователь. Поэтому при смещении преобразовател  в сторону одной из катушек, в результате изменени  температуры или временной деформации, возникает значительный дрейф нулевого сигнала устройства.

Целью изобретени   вл етс  повышение стабильности нул  устройства.

Эта цель достигаетс  тем, что одна из катушек вставлена во вторую так, что их оси и центры совпадают, а в их центре размещен преобразователь.

Такое выполнение устройства позвол ет получить в области, где распололсен магнито .чувствительный преобразователь, высокую однородность магнитного пол , создаваемого каждой катушкой, а при равенстве этих полей (в отсутствие исследуемого вещества) -

получить нулевое магнитное поле в окрестност х магниточувствительного преобразовател .

На фиг. 1 изображено предложенное устройство; на фиг. 2 показана структурна  схема прибора с его использованием дл  случа , когда в качестве магниточувствительного преобразовател  применен элемент Холла.

Устройство СОСТОИТ из двух катушек 1 и 2 (фиг. 1), одна из которых имеет в несколько раз меньшие размеры, чем друга , и вставлена в нее так, что их оси и центры совпадают. В центре катушек расположен магниточувствительный преобразователь 3, ось максимальной чувствительности которого направлена вдоль оси катушек. Катушки с преобразователем заключены в корпус 4 из магнитопрозрачного неэлектропроводного материала. Этот зонд ввод т в исследуемое веш ество 5.

При измерени х через катушки 1 и 2 пропускают низкочастотный ток такой величины и направлени , чтобы в отсутствие исследуемого вещества создаваемые ими в преобразователе магнитные пол  были равны по величине , но противоположны по направлению. В этом случае выходной сигнал преобразовател  3 равен 0. При введении зонда в исследуемое веш,ество магнитный поток, создаваем-ый наружной 1, увеличиваетс  в случае парамагнитного веш,ества и уменьшаетс  в случае диамагнитного. Поток внутренней ка-, тушки 2 практически не мен етс  из-за отдаленности ее от веш,ества. В результате на преобразователь воздействует разностное магнитное поле, величина индукции которого дл  слабомагнитных веш,еств пропорциональна магнитной восприимчивости.

Питание катушек низкочастотным током поЗвол ет исключить вли ние магнитного лол  Земли на результаты измерений.

В качестве магниточувствительного преобразовател  использован элемент Холла. В этом случае измерительный прибор (фиг. 2), кроме катушек 1, 2 и элемента Холла 3, содержит генератор высокочастотного питани  элемента Холла 6, генератор низкочастотного питани  катушек 7, усилитель высокой частоты 8, первый синхронный детектор 9, усилитель низкой частоты 10, второй синхронный детектор 11 и отсчетное устройство 12. Благодар  тому, что элемент Холла питаетс  током с частотой со, значительно превосход щей частоту Q магнитного -пол  в катушках , полезный сигнал на выходе элемента Холла состоит из комбинационных частот со± +Q. Паразитный сигнал, создаваемый посто нным магнитным полем Земли и температурным разбалансом элемента Холла, имеет частоту (0. Разделение полезного и паразитного сигналов После их усилени  осуществл етс  синхронным детектором 9, управл емым частотой (0. Полезный сигнал на его выходе имеет частоту Q, в то врем  как паразитные представл ют собой посто нные напр жени . Избирательный усилитель 10 пропускает лишь полезный сигнал, который затем детектируетс  с учетом знака магнитной восприимчивости и поступает на отсчетное устройство.

Дл  получени  высокой стабильности нул  катушки конструктивно выполнены исход  из услови  получени  максимальной однородности магнитного пол  в центральной области,

где расположен элемент Холла (например, в виде колец Гельмгольца). Обмотки обеих катушек , а также элемент Холла размещены на общем монолитном каркасе. Использование изобретени  позволит уменьшить Нестабильность нул , вызванную смешением магниточувствительного преобразовател  и деформацией катушек, на 2-3 пор дка по сравнению с указанным прототипом. По сравнению с игироко распространенными индукционными (или электромагнитными) каротажными устройствами дл  измерени  магнитной восприимчивости стабильность нул  также может быть -повышена, что позволит увеличить разрешающую способность каротажных устройств. Применение в качестве магниточувствительного преобразовател  элемента Холла в предложенном устройстве позволит использовать его дл  исследовани  сред с очень высокой электропроводностью

путем выбора инфранизких частот магнитного пол  в катушках.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  измерени  магнитной восприимчивости вещества, содержащее магниточувствительный преобразователь и две катушки , отличающеес  тем, что, с целью повьшшни  стабильности нул , одна из катущек

   вставлена во вторую так, что их оси и центры совпадают, а в центре размещен преобразователь .

   5