SU851293A1 - Coercitive spectrometer - Google Patents

Description

(54) КОЭРЦИТИВНЫЙ СПЕКТРОМЕТР(54) COERCITIVE SPECTROMETER

Изобретение относитс  к магнитным измерени м и предназначено дл  изу- i чени  процессов намагничивани  веществ , обладающих в той или иной 5 степени ферромагнитными свойствами, прежде всего горных пород.The invention relates to magnetic measurements and is intended to study the processes of magnetization of substances possessing ferromagnetic properties in varying degrees 5, primarily rocks.

Известен импульсный магнитометр, содержащий блок дл  перемещени  исследуемого образца по круговой 10 траектории, измерительную катушку (катушки) вблизи одной из точек этой траектории и усилитель 1.A pulsed magnetometer is known that contains a unit for moving the sample under test along a circular 10 path, a measuring coil (coils) near one of the points of this path, and an amplifier 1.

Недостатком данного магнитометра  вл етс  то, что он не позвол ет j осуществить непосредственное и непрерывное измерение и регистрацию величины скорости изменени  нормаль- , ной остаточной намагниченности rfDr/( в процессе непрерывного намагничи- 20 вани .The disadvantage of this magnetometer is that it does not allow j to directly and continuously measure and record the magnitude of the rate of change of the normal residual magnetization rfDr / (in the course of continuous magnetization).

Цель изобретени  - повышение быстродействи  спектрометра.The purpose of the invention is to increase the speed of the spectrometer.

Указанна  цель достигаетс  тем, что коэрцитивный спектрометр, содер- 25 жащий блок перемещени  образца по круговой траектории, систему измерительных обмоток, подключенных к первому входу усилител , ко второму входу которого подключен фотоэлектрический датчик опорного напр жени , снабжен измерителем напр женности магнитного пол , блоком намагничивани , соединенным с программным регул тором напр женности, дополнительной измерительной обмоткой, расположенной в зазоре блока намагничивани , магнитно-св занной с измерителем напр женности магнитного пол  и подключенной к третьему входу усилител , дифференциатором, вход которого подключен к первому выходу усилител , графопостроителем, первый и второй входкд которого подключены соответстВенно к выходу дифференциатора и второму выходу усилител ;This goal is achieved by the fact that a coercive spectrometer containing a sample moving unit along a circular trajectory, a system of measuring windings connected to the first input of the amplifier, to the second input of which a photoelectric reference voltage sensor is connected, is equipped with a magnetic field strength meter, magnetizing unit connected to a programmable voltage regulator, an additional measuring winding located in the gap of the magnetization unit magnetically coupled to the voltage meter spine of the magnetic field and connected to the third input of the amplifier, a differentiator, an input of which is connected to the first output amplifier, plotter, the first and second vhodkd which are respectively connected to the output of the differentiator and the second output amplifier;

На чертеже изображен предлагаеьшй спектрометр, общий вид..The drawing shows the proposed spectrometer, a general view ..

Коэрцитивный спектрометр содержит блок перемещени  образца, включающий держатель 1 дл  образцов (диск из диамагнетика), синхронный электродвигатель 2,систему измерительных обмоток 3 дл  измерени  остаточной намагниченности в многослойном магнитном (не показан ), усилитель 4, фотоэлектрический датчик 5 опорного напр жени , дифференциатор б, блок 7 намагннчивани , программный регул тор 8 напр женности намагничивающего пол , графопостроитель 9, измеритель 10 напр женности магнитного пол  и дополнительную измерительную обмотку 11 дл  измерени  индуцированной намагниченности. На чертеже также показаны отверсти  12 в держателе   образцов.The coercive spectrometer contains a sample transfer unit including a sample holder 1 (a disk made from a diamagnetic), a synchronous motor 2, a measuring winding system 3 for measuring residual magnetization in a multilayer magnetic (not shown), an amplifier 4, a photoelectric sensor 5 of the reference voltage, a differentiator b , magnetization unit 7, programmable voltage regulator 8 of the magnetizing field, plotter 9, magnetic field strength meter 10 and additional measuring winding 11 to measure ereni induced magnetization. The drawing also shows the holes 12 in the sample holder.

Спектрометр работает следующим образом.The spectrometer works as follows.

В одно из отверстий 12 держател  1 (диск из оргстекла толщиной 8 мм и диаметром 500 мм) устанавливаетс  изучаемый образец (при работе с весьма.слабомагнитными веществами заполн ютс  все три отверсти ). Держатель 1 приводитс  во вращение синхронным электродвигателем 2 (1800 об/мин). Программный регул то 8 осуществл ет плавный, линейный во времени рост напр женности магнитного пол , источником которого служит блок 7 намагничивани  (два соленоида либо электромагнит). При вращении держател  1 образец намагничиваетс , проход  часть траектории движени , расположенную в магнитном поле.A sample is placed in one of the holes 12 of the holder 1 (a disc made of plexiglas 8 mm thick and 500 mm in diameter) (when working with very weakly magnetic substances, all three holes are filled). The holder 1 is rotated by a synchronous motor 2 (1800 rpm). Software control 8 performs a smooth, linear in time increase in the magnetic field strength, the source of which is the magnetization unit 7 (two solenoids or an electromagnet). When the holder 1 rotates, the sample is magnetized, passing a part of the path of movement located in a magnetic field.

Намагниченный образец, перемеща  мимо системы обмоток 3, возбуждает в них ЭДС, пропорциональную величин остаточной намагниченности 1. Эта ЭДС усиливаетс  и детектируетс . На выходе усилител  4 возникает сигнал, пропорциональный I,, . Дифференциатор 6 осуществл ет дифференцирование зтого по , но поскольку скорость роста напр женности магнитного пол  посто нна (регулируетс  программным регул тором ) , .сигнал на выходе дифференциатора 6 пропорционален cfdf/rfW. Выход дифференциатора 6 подсоединен ко входу графопостроител  9, на другой вход которого подаетс  сигнал, пропорциональный напр женности магнитного пол  с измерител  10. Графопостроитель 9 регистрирует, таким образом, зависимость ГЗ(./Л1(Н) , т.е. коэрцитивный спектр нормальной остаточной намагниченности. Подача на вход графопостроител  сигнала непосредственно с выхода усилител  (мину  дифференциатор) обеспечивает регистрацию зависимости 1р (Н), т.е. интегральной кривой нормального остаточного намагничивани . Подключение ко входу усилител  вместо системы обмоток 3 обмотки 11 обеспечивает получение зависимости 1(Н), т.е. кривой технического намагничивани .The magnetized sample, moving past the system of windings 3, excites in them an emf proportional to the magnitude of the residual magnetization 1. This emf is amplified and detected. The output of amplifier 4 produces a signal proportional to I ,,. Differentiator 6 performs differentiation because of this, but since the growth rate of the magnetic field is constant (controlled by the software controller), the signal at the output of differentiator 6 is proportional to cfdf / rfW. The output of the differentiator 6 is connected to the input of the plotter 9, to another input of which a signal is applied that is proportional to the magnetic field strength from the meter 10. The plotter 9 thus records the GZ dependence (./ Л1 (Н), i.e. the coercive spectrum of the normal residual magnetization. The signal input to the plotter directly from the amplifier output (mine differentiator) ensures the registration of the dependence 1p (H), i.e., the integral curve of the normal residual magnetization. Eating instead of the system of windings 3, windings 11 provide the dependence 1 (H), i.e., the technical magnetization curve.

Очевидно, что способ поэтапного намагничивани  и точечна  система измерени  намагниченности в предлагаемом спектрометре сохран етс  (кс1ждый оборот держател  включаетObviously, the stepwise magnetization method and the point magnetization measurement system in the proposed spectrometer is preserved (the x1 every turn of the holder includes

один зтап намагничивани  и одну точку измерени ), но высока  частота повторени  циклов намагничиваниеизмерение (30 раз в секунду) делает процессы намагничивани  и измерени  практически непрерывшдми.One magnetization step and one measurement point), but the high repetition rate of the magnetization cycles, measuring (30 times per second) makes the magnetization and measurement processes almost continuous.

Дл  исключени  подмагничивани  .образца в момент измерени  1 пол ми рассеивани  источника магнитного пол  и дл  снижени  уровн  электромагнитных помех система измерительных обмоток 3 помещена в многослойный магнитный экран (наружные слои железо , внутренний пермаллой) (не показана).Система состоит из четырех пар одинаковых обмоток, установлен-ных по обе стороны от диска-держател  1 и включенных встречно-последовательно . Плоскости витков обмоток перпендикул рны плоскости диска (параллельны лини м намагничивающего пол ).To eliminate sample magnetisation at the time of measurement by 1 field of scattering of the source of a magnetic field and to reduce the level of electromagnetic interference, the system of measuring windings 3 is placed in a multilayer magnetic screen (outer layers of iron, internal permalloy) (not shown). The system consists of four pairs of identical windings mounted on both sides of the disc holder 1 and included in anti-successively. The winding planes of the windings are perpendicular to the disk plane (parallel to the lines of the magnetizing field).

Система обмоток 3 обеспечивает суммирование по амплитуде ЭДС от двух или трех образцов в случае их одновременной установки на держатель т.е. увеличение чувствительности спектрометра (образцу устанавливаютс  вдоль траектории движени  на рассто нии друг от друга, равном удвоенному рассто нию между парами катушек ) .. The system of windings 3 provides the summation over the amplitude of the EMF from two or three samples in the case of their simultaneous installation on the holder i.e. an increase in the sensitivity of the spectrometer (the sample is set along the path of movement at a distance from each other, equal to twice the distance between the pairs of coils) ..

Промежуток времени между намагничиванием и измерением (времени перемещени  образца от источника магнитного пол  до измерительных обмоток ) может регулироватьс  в пределах 0,1-0,005 с путем изменени  редукции числа оборотов электродвигател  и изменени  взаимного расположени  системы измерительных обмоток, а также источника магнитного пол . Это позвол ет использовать предлагаемый спектрометр дл  изучени  процессов магнитного последстви  в изучаемых образцах.The time interval between magnetization and measurement (the time taken to move the sample from the source of the magnetic field to the measuring windings) can be adjusted in the range of 0.1-0.005 s by changing the reduction of the motor speed and changing the relative position of the system of measuring windings, as well as the source of the magnetic field. This makes it possible to use the proposed spectrometer to study the processes of magnetic consequence in the samples under study.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Коэрцитивный спектрометр, содержащий блок перемещени  образца по круговой траектории, систему измерительных обмоток, подключенных к первому входу усилител , ко второму входукоторого подключен фотоэлектрический датчик опорного напр жени , отличающийс  тем, что, с целью повшоени  быстродействи , он снабжен измерителем напр женности магнитного пол , блоком намагничивани , соединенным с программным регул тором напр жеииости, дополнительной измерительной обмок й, расположенной в зазоре блока намагничивани , магнитно-св занной с измерителем напр женности магнитного пол  и подключенной к третьему входу усилител  дифференциатором.A coercive spectrometer containing a sample moving unit along a circular trajectory, a system of measuring windings connected to the first input of the amplifier, to the second input of which a photoelectric reference voltage sensor is connected, in order to increase its speed, it is equipped with a magnetic field strength meter, a unit magnetization, connected to a software voltage regulator, an additional measuring winding, located in the gap of the magnetization unit, magnetically connected with measuring erator magnetic field intensity and is connected to the third input of the differentiator amplifier. вход которого подключен к первому выходу усилител , графопостроителем, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходу дифференциатора и второму выходу усилител .the input of which is connected to the first output of the amplifier, the plotter, the first and second inputs of which are connected respectively to the output of the differentiator and the second output of the amplifier. 1212 Источники информации, прин тые во внимание при экспертиае 1. Дианов-Клоков В.И. Измеритель малой остаточной намагниченности , горных пород. Извести  АИ ССХР, Геофизическа  сери , 19ъи, W 1.Sources of information taken into account in the examination 1. Dianov-Klokov V.I. The measuring instrument of small residual magnetization, rocks. Lime AI SSKHR, Geophysical Seri, 19iu, W 1. toto