SU949603A1 - Magnetometer - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к магнитным измерени м и может быть использовано АЛЯ относительных измерений компонент земного магнитного пол , а также дл  регистрации вариаций компонент земного магнитного пол  с целью поиска магнитных предвестников землетр сений.The invention relates to magnetic measurements and can be used ALA relative measurements of the components of the earth's magnetic field, as well as to record variations of the components of the earth's magnetic field in order to search for magnetic precursors of earthquakes.

Известен кварцевый магнитометр, содержащий кварцевую магниточувствительную систему и отсчетное устройство в форме круга, св занное с поворотным магнитом плавной компенсации . Больша  часть вертикальной составл кадеймагнитного пол  компенсируетс  закручиванием кварцевой нити. Угол, отсчитываемый по кругу отсчетного устройства, служит мерой приращени  вертикальной составл ющей 1.A quartz magnetometer is known that contains a quartz magnetically sensitive system and a circular-shaped reading device associated with a smooth compensation rotary magnet. Most of the vertical component of the cademagnetic field is compensated by twisting the quartz filament. The angle, measured in a circle of the reading device, serves as a measure of the vertical increment of 1.

Недостатком указанного магнитометра  вл етс  значительный дрейф нуль-пункта, который возникает в результате закручивани  кварцевой нити и ударных нагрузок магнито-; чувствительной системы о демпфер.; О1-счетное устройство не обеспечиваетвысокой точности измерени , а диапазон измерени  сравнительно мал.The disadvantage of this magnetometer is a significant zero-point drift, which occurs as a result of the twisting of the quartz thread and the shock loads of the magnetic; sensitive system about the damper .; The O1-counting device does not provide high measurement accuracy, and the measurement range is relatively small.

I Известен также магнитометр, содержащий кварцевую магниточувствительную систему и отсчетное устройство , выполненное в форме круга с делени ми, св занного с компенсационным , поворотным магнитом f2.J.I Also known is a magnetometer containing a quartz magnetically sensitive system and a reading device, made in the form of a circle with divisions, associated with a compensation, rotating magnet f2.J.

Недостатком этого магнитометра  вл етс  низка  точность, малый диапазон измерени  и дрейф нуль-пункта магниточувствительной системы.The disadvantage of this magnetometer is low accuracy, small measurement range and zero-point drift of the magnetically sensitive system.

Наиболее близким техническим решением к изобретению  вл етс  магнитометр , содержащий кварцевую магниточувствительную систему, состо щую из кварцевой монтажной рамки, закрепленную на ней с помощью нитей подвеса посто нного магнита и зеркала, а также фотоэлектрический преобразователь , осветитель, оптически св занный через зеркало с входам фотоэлектрического преобразовател , выход которого подключен к регистратору , отсчетное устройство и корпус I3J.The closest technical solution to the invention is a magnetometer containing a quartz magnetically sensitive system consisting of a quartz mounting frame fixed on it with the help of a permanent magnet hanger and a mirror, and also a photoelectric converter, an illuminator optically connected through a mirror to the photoelectric inputs the converter, the output of which is connected to the recorder, the reading device and the I3J housing.

Недостатками такого магнитометра  вл ютс  низка  точность и малый диапазон измерений. Низка  точность измерений св зана с необходимостью этапонировки и дрейфом нул  нульпункта магнитометра.The disadvantages of such a magnetometer are low accuracy and small measurement range. The measurement accuracy is low due to the need for stagnation and zero point zero of the magnetometer.

Цель изобретени  - повышение точности и диапазона измерений.The purpose of the invention is to improve the accuracy and measurement range.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в магнитометр, содержащий кварцевую агниточувствительную систему , состо щую из кварцевой монтажной рамки, закрепленный на ней с помощью нитей подвеса посто нного магнита и зеркала, фотоэлектрический преобразователь, осветитель, оптически св занный через зеркало с входом фотоэлектрического преобразовател , выход которого подключен к регистратору, отсчотное устройство и корпус, в магниточувствительную систему дополнительно введены две кварцевые пружины, .кварцевые рычаг и стержень, причем кварцевый стержень. закреплен серединой на одной из ните подвеса и расположен перпендикул рно к ней, кварцевый рычаг.жестко соединен одним из концов с кварцевой монтажной рамкой, перва  кварцева  пружина расположена кварцевым рычагом и одним из концов кварцевого стержн , между вторым концом которого и отсчетным устройством расположена втора  кварцева  пружина.The goal is achieved by the fact that a magnetometer containing a quartz sensitivity-sensitive system consisting of a quartz mounting frame fixed to it with threads of a permanent magnet and a mirror, a photoelectric converter, an illuminator optically coupled through a mirror to the photoelectric converter's input, output which is connected to the recorder, the sampling device and the housing, two quartz springs, a quartz lever and a rod are additionally introduced into the magnetically sensitive system; tsevy rod. mounted on the middle of one thread of the suspension and perpendicular to it, the quartz lever is rigidly connected to one of the ends with a quartz mounting frame, the first quartz spring is located with a quartz lever and one of the ends of the quartz rod, between the second end of which and the reading device is located the second quartz spring.

На чертеже представлена схема магнитометра .The drawing shows a diagram of the magnetometer.

Магнитометр содержит кварцевую монтажную рамку 1, жестко св занную с Корпусом (не показан), на кварцевых нит х 2 и 3 подвеса закреплен симметрично относительно нитей подвеса посто нный магнит 4 с зеркалом 5, две кварцевые пружины 6 и 7, кварцевый рычаг 8 и стержень 9, осветитель 10, фотоэлектрический преобразователь 11, регистратор 12 и отсчетнее устройство 13. При этом перва  кварцева  пружина 6 расположена между кварцевым рычагом 8 и одним из коцов кварцевого стержн  9, середина которого закреплена на кварцевой нити 3 подвеса, а втора  кварцева  пружина 7 расположена между вторым концом кварцевого стержн  9 и отсчетным устройством 13. Упругие моме ты кварцевых пружин равны и противоположно направлены, что позвол ет взаимно компенсировать дрейф кульпункта магнитометра. Кварцевые ны Б и 7 выполн ют также роль демифт.; рующего устройства, поэтому глагинтометр не требует специального де.мпфирующего устройства дл  посто нного магнита 4.The magnetometer contains a quartz mounting frame 1 rigidly connected to a Case (not shown), a permanent magnet 4 with a mirror 5, two quartz springs 6 and 7, a quartz lever 8 and a rod are fixed symmetrically with respect to the suspension threads on quartz threads x 2 and 3. 9, the illuminator 10, the photoelectric converter 11, the recorder 12 and the reading device 13. In this case, the first quartz spring 6 is located between the quartz lever 8 and one of the ends of the quartz rod 9, the middle of which is fixed to the quartz suspension 3, and the second quartz the spring 7 is located between the second end of the quartz rod 9 and the reading device 13. The elastic moments of the quartz springs are equal and oppositely directed, which makes it possible to mutually compensate for the drift of the magnetometer's point of interest. Quartz crystals B and 7 also perform the role of de-rifling; therefore, the vagintometer does not require a special damping device for the permanent magnet 4.

Пpeдлaгae ий магнитометр мо.жатThe proposed magnetometer can be.

примен тьс  дл  относительных измерений как вертикальной, так и горизонтальных компонент магнитного пол  Земли, Дл  измерени  вертикальной компоненты нити подвеса расположены горизонтально, а дл  измерени  гори-эонтальных составл ющих - вертнка.лъно .used for relative measurements of both the vertical and horizontal components of the magnetic field of the Earth. To measure the vertical components of the suspension thread are arranged horizontally, and for measuring the horizontal components of the vertical components.

Принцип действи  магнитометра след ющий.The principle of operation of the magnetometer is as follows.

При изменении значени  измер емой компоненты магнитного пол  магнит 4 с зеркалом 5 отклон етс  на некоторы угол, пропорциональный изменению магнитного пол . При этом световой поток осветител  10, отраженный от зеркала 5 и сфокусированный на входе фотоэлектрического преобразовател  1 смещаетс  по его поверхности, в результате чего в в)xoднoй цепи измен етс  величина разностного электрического тока. Подключенный к выходу фотоэлектрического преобразовател  11 регистратор 12 записывает это изменение тока , которое пропорционально изменению измер емого магнитного пол .When the value of the measured component of the magnetic field changes, the magnet 4 with the mirror 5 deflects by some angle proportional to the change in the magnetic field. At the same time, the luminous flux of the illuminator 10, reflected from the mirror 5 and focused on the input of the photoelectric converter 1, is displaced along its surface, as a result of which the difference of the electric current changes in c) the single circuit. A recorder 12 connected to the output of the photoelectric converter 11 records this change in current, which is proportional to the change in the measured magnetic field.

Эталонирование магнитометра осуществл етс  следующим образом.The calibration of the magnetometer is carried out as follows.

Магнитометр размещают в магнитной эталонной установке, подключаьтт к регистратору 12 и вращением мирсромётрического винта отсчетного уст-ройства 13, св занного с кварцевой пружиной 7, вывод т индикг.тор регистратора .-в кулевое положение. При атом беретс  отсчет на устрсйстве 13-S и значение компоненты магнитного пол  эталонной установки . Затем .измен етс  значение компоненты магнитного пол  зтс лонной утановки до г, . При этом гн г 4 сThe magnetometer is placed in the magnetic reference installation, connected to the recorder 12 and by rotating the measuring screw of the reading device 13 connected to the quartz spring 7, the indicator of the recorder is outputted to the cool-down position. When an atom is taken, a readout is taken at device 13-S and the value of the component of the magnetic field of the reference installation. Then the value of the component of the magnetic field of the barrier set is changed to r,. In this case, Mr. g 4 with

-i зеркалом 5 отклон етс  от  -i mirror 5 deviates from

положени  на угол, пропорд;и 3 ме нен ию к омп о к Р i-; т- .-т г; : а следовательно, ,-i ки. ; ратора отклон с:,:-i ,т .левого ) положйт п  , position at an angle, propord; and 3 me nen yew omp о к Р i-; t-.-t g; : and, therefore, -i Ki. ; Rator deviation with:,: - i, t. Left) put n,

метрического ВЯПте metric vyapte

13 спсРг: г;рИ1 д  i.-; оратора .:: кулезое :4i.ivi .беретс  г/гсчет на .Отсюда определ ет  13 spsrg: g; rI1 d i.-; orator. :: kulezoe: 4i.ivi. is beets g / gkchet on. From here it defines

- -PL - -PL

устройства Одdevices od

; г--е т ри ч е с к о го; d - e r a c h o

13 в 13 in

iVK iVK

ra v-fMriX из ,::рг З ГЬ№Р, i 1 T-ira v-fMriX from, :: pg З ГЬ№Р, i 1 T-i

b -Saub-sau

деленis divided

Многократно определ етс  цен-л ,i.-. .ь-НИН С дл  раз.пкчных значений дт ::йнводитс  средн   цена делени  от счетного устройства в ra.vMax,The price, i.-. .-NIN C for the partial values of dt :: The average value of the division from the register in ra.vMax is entered,

Мг-гнитометр может прим-ен тьс  дл  о-гьосительных измерение роь;по HSHT магнитного пол  Земли, Раз-ос-: значений измер емо ; комггонекгсз на двук точках опредзлирсл ра фа рни Mg-gnitometr can be used to take about the measurement of the swarm; on the HSHT of the magnetic field of the Earth, Raz-os-: values measured by the em; comhgoneckgs on two points

СдЗ- ЫSdZ-S

Магнитометр может также по.: :-;n:ii: с  и дл  регистрации ззриацир псмлонакт Магнитного пс.г:  v. -:-/;-... точгсе с ца.:ью поиска :-: П:)г2 /зестнйкоа ; эилетр сений ,The magnetometer can also:.: -; n: ii: s and for registering a transient psmlonak Magnetic ps. G: v. -: - /; -... exact from ca.: new search: -: P:) r2 / zestnykoa; ailer sseny,

Claims (3)

При Maci.;iTEu записи ...- . :Р етс  следуюганм образомс Беретс  отсчет - S по микрометру отсчетного устройства 13. Этому отсчету соответствует ордината кривой вариаций компоненты - У.у на регистраторе 12. Вращением микрометрического винта задаетс  сдвиг записи вариаций на регистраторе 12 до У. При этом отсчет по микрометру отсчет ного устройства 13,будет - S-j . Масштаб записи определ етс  из выражени  {S,,)C д9 )( -. - гамм N, -- AV мм Дл  повьшени  точности определени  масштаба записи необходимо исклю чить линейные изменени  компоненты магнитного пол  в процессе определени  мас1итаба. С этой целью задают сдвиг записи на регистраторе в противоположную сторону и берут отсчеты -S} и -Vj. Совместна  обработка двух сдвигов исключает линейные изменени  компоненты магнитного пол   а врем  определени  масштаба. luS 1, 2 амм 5;uV) 1,2 мм Эти исследовани  показывают, что диапазон измерени  может быть расширен до 0-70 тыс. гамм при точности отсчета tl гзлгм, что, по крайней мере, на ор док выше точности известных мгггнитометров дл  относител ных измерений магнитного пол  Земли при том же диапазоне измерений. Предлагаемый магнитомет:: можно использовать в геофизической развед ке с целью поиска и разведки полезны ископаемых, а также на геодинамичес ких полигонах с целью поиска магнит ных предвестников землетр сений. Формула изобретени  Магнитометр, содержащий кварцевую магниточувствительную систему, состо щую из кварцевой монтажной рамки , закрепленных на ней с помощью нитей подвеса посто нного магнита и зеркала, фотоэлектрический преобразователь , осветитель, оптически св занный через зеркало с входом фотоэлектрического преобразовател , выход которого подключен к регистратору , отсчетное устройотво и корпус , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности и диапазона измерений, в магниточувствительную систему дополнительно введены две кварцевые пружины, кварцевые рычаг и стержень, причем кварцевый стержень закреплен серединой на одной из нитей подвеса и расположен перпендикул рно к ней, кварцевый рычаГ жестко соединен одним из концов с кварцевой монтажной рамкой, перва  кварцева  пружина расположена между кварцевым рычагом и одним из концов кварцевого стержн , между вторым концом которого и отсчё ным устройством расположена втора  кварцева  пружина. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Яновский Б.М. Земной магнетизм. Л., ЛГУ, 1963, т.2, с.332. With Maci.; ITEu records ...-. : The next sample is taken: Berets is read by S on the micrometer of the reading device 13. This reading corresponds to the ordinate of the component variation curve - U. on the recorder 12. Rotation of the micrometric screw sets the shift of the recording of variations on the recorder 12 to V. device 13, will be - Sj. The recording scale is determined from the expression {S ,,) C d9) (-. - gamma N, - AV mm. In order to increase the recording scale accuracy, it is necessary to exclude linear changes of the magnetic field component in the process of determining the masliteb. To do this, set the recording shift on the recorder in the opposite direction and take the samples -S} and -Vj. Combined processing of two shifts excludes linear changes of the magnetic field component and the time of scaling. luS 1, 2 amm 5; uV) 1.2 mm These studies show that the measuring range can be extended to 0-70 you . Gammas with precisely the reference tl gzlgm that, at least at higher precision op docking mgggnitometrov known in relative to the earth magnetic field measurements at the same measurement range. The proposed magnetometer :: can be used in geophysical prospecting for the purpose of searching and prospecting useful minerals, as well as at geodynamic landfills in order to search for magnetic precursors of earthquakes. Claims: Magnetometer comprising a quartz magnetically sensitive system consisting of a quartz mounting frame fixed on it with a fixed magnet and mirror suspension, a photoelectric converter, an illuminator optically coupled through a mirror to the input of the photoelectric converter, the output of which is connected to the recorder a readout device and a housing, characterized in that, in order to increase the accuracy and range of measurements, two kva are additionally introduced into the magnetically sensitive system front springs, quartz lever and rod, the quartz rod is fixed middle to one of the suspension threads and located perpendicular to it, the quartz lever is rigidly connected to one end of the quartz mounting frame, the first quartz spring is located between the quartz lever and one of the ends of the quartz rod , between the second end of which and the sampling device is located the second quartz spring. Sources of information taken into account in the examination 1. BM Yanovsky Terrestrial magnetism. L., LSU, 1963, v.2, p.332. 2.Бобров В.Н. Кварцевый 2-магнитометр . Геомагнетизм и аэрономи . 1968, т.8, 6, с.1094. 2. Bobrov V.N. Quartz 2-magnetometer. Geomagnetism and aeronomy. 1968, v. 8, 6, p. 1094. 3.Канониди Х.Д. и Бобров В.Н. Дистанционный магнитометр с видимой записью системы .Геомагнетизм и аэрономи . 1965, т.5, № 6, с.1132 (прототип).3. Canonidi H.D. and Bobrov V.N. Remote magnetometer with visible recording system. Geomagnetism and aeronomi. 1965, t.5, No. 6, p. 1132 (prototype). 1313