CS232695B1 - Zařízení pro kompenzaci zemského magnetického pole - Google Patents

Zařízení pro kompenzaci zemského magnetického pole Download PDF

Info

Publication number
CS232695B1
CS232695B1 CS836978A CS697883A CS232695B1 CS 232695 B1 CS232695 B1 CS 232695B1 CS 836978 A CS836978 A CS 836978A CS 697883 A CS697883 A CS 697883A CS 232695 B1 CS232695 B1 CS 232695B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
magnetic field
induction coils
skeleton
longitudinal beams
earth
Prior art date
Application number
CS836978A
Other languages
English (en)
Other versions
CS697883A1 (en
Inventor
Bohumil Pesina
Jan Halousek
Original Assignee
Bohumil Pesina
Jan Halousek
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bohumil Pesina, Jan Halousek filed Critical Bohumil Pesina
Priority to CS836978A priority Critical patent/CS232695B1/cs
Publication of CS697883A1 publication Critical patent/CS697883A1/cs
Publication of CS232695B1 publication Critical patent/CS232695B1/cs

Links

Landscapes

  • Measuring Magnetic Variables (AREA)

Abstract

Zařízení pro kompenzaci zemského magnetického pole, sestávající z paralelních dvojic indukčních cívek, zapojených na regulovaný zdroj stejnosměrného proudu ovládaný stabilizátorem kompenzovaného magnetického pole. Účelem vynálezu je geometricky přesná konstrukce polygonáliního skeletu indukčních cívek, která přitom umožňuje použít na výrobu skeletu teplotně, vlhkostně i magneticky inertních materiálů, byť obtížně obrobitelných. Účelu se dosahuje tím, že každá indukční cívka je uložena v příčných objímkách nastavitelně upevněných na patkách podélných nosníků a v drážkách vrcholových napínacích kladek, které jsou uspořádány na posuvných závěsech připevněných stavěcími šrouby k rohovým spojníkům, spojujícím podélné nosníky v saimoposný polygonální skelet. Vynález je využitelný v oboru petrofyziky v elektrotechnickém průmyslu při cejchování magnetometrů.

Description

Vynález se týiká zařízení pro- kompenzaci zemského magnetického pole, které sestává z paralelních dvojic idukoních cívek generujících magnetické polo, zapojených na regulovaný zdroj stejnosměrného proudu, který je ovládán stabilizátorem, kompenzovaného magnetického pole.
Požadavek kompenzace zemského miagnetidkého pole se vyskytuje v elektronové mikroskopii, elektronové spektrometrii, při testování magnetometrů apod. Specifické požadavky na kompenzaci zemského magnetického poje se vyskytují v oboru petroifyziky při paleoimagnetiokém zkoumání horninových vzoirlků pro zhodnocení jejich magnetické stability. Specifičnost požadavků spočívá v torní, že kompenzací se musí dosáhnout poměrně vysoké stability kompenzovaného magnetického pole, v němž magnetická indukce nepřekročí hodnotu 1 nT a v relativně velkém prostoru, jehož objem činí nejméně 10“3 m3. Velikost prostoru, ve kterém je v podstatě magnetické vakuum,, je určována metodikou zjišťování magnetické stabilizace horninového vzorku. Metodika je založena na experimentálním proměřování vektoru primární a indukované magnetizace statistického souboru vzorků, který se přitom demaignetizuije v oblasti magnetického vakua zvyšováním teploty vzorků až na 700 °C. Dosáhnout požadované stability magnetického vakua v takovém prostoru, který by umožnil ohřev celého souboru vzorků, je obtížné. Neosvědčil so způsob magnetostatlckého stínění pomocí vysoce permeabiliních materiálů, např. permalloyové slitiny.
Výroba velkorozměrových prvků z tohoto materiálu je nákladná a přitom se u nich projevují ve zvýšené míře nepříznivé magnetostrikční jevy. Mechanickým a tepelným namáháním těchto prvků vzniká v materiálu parazitní magnetizace narušující magnetické vakuum. Pro paleomagnetické vyšetřování horninových vzorků nelze využít ani elektromagnetického stínění poimo-cí dokonalého elektrického vodiče. I když se tímto způsobem dosahuje dosud nejstabilnějšího magnetického vakua, uplatnění způsobu vyžaduje náročné kryogenní zařízení pro udržování vodičů v supravodivém stavu, Provoz kryogenního zařízení je narušováni provozem ohřívacího zařízení. Z uvedených důvodů se v oboru paleciroagnetického vyšetřování horninových vzorků využívá soustavy Helmholtzových, Barkerových apod. indukčních cívek. Pro zajištění magnetického vakua v požadovaném objemu jsou nutné velkorozměrové indukční cívky, sestavené do polygonální soustavy se zastavěnými objemem 10 až 20 m3.
Poměr mezi objemem zastavěným indukčními cívkami a objemem kompenzovaného magnetického pole je závislý inia výrobní přesnosti indukčních cívek a jejich skeletu, na stálosti geometrie skeletu a jeho odolnosti vůči stárnutí, změnám okolní teploty, vlhkosti apod. Uvažují-li se ideální dimenze a ideální stálost indukčních cívek, činí při hodnotě kompenzovaného zemského magnetického pole 40 000 až 50 000 nT pro objem magnetického vakua 10-3 m3 jejich velikost 1,6 m. Připustí-li se v dimenzích indukčních cívek tolerance + 0,5 mm, je nutno pro požadovaný objem a stabilitu magnetického vakua aplikovat indukční cívky o velikosti až 3 m.
Jsou známá zařízení pro kompenzaci zemského magnetického pole, jejichž indukční cívky jsou v souvislém dotyku se skelety, zhotovenými z plastických hmot, ze dřeva nebo slitin nemagnetických kovů.
Nevýhodou známých zařízení jsou změny hodnot magnetického pole generovaného cívkami při konstantním napájecím proudu a prostorová dislokace objemu magnetického vakua. Tyto změny a dislokace jsou způsobovány rozměrovou nestálostí cívkových skeletů, reagujících roztažností a smršťováními na změny okolní teploty nebo vlhkosti, popřípadě i na vnitřní změny konzis-v tence materiálu. Vyloučení negativního působení okolí klimatizací laboratoře je nákladné a neřeší problém zcela uspokojivě. Nadto povaha užívaných materiálů a jim odpovídající způsoby obrábění neumožňují spolehlivě dodržet výrobní tolerance. Cívkový' skelet nemá ani na počátku zvolené geometrické dimenze.
Vzhledem k požadované velikosti objemu magnetického vakua a k nepřesnosti a nestabilitě skeletu, je třeba volit indukční cívky neúměrně velké. Ani velké cívky však neodstraňují dislokace prostoru magnetického vakua, které působí značné provozní komplikace a ztěžují práci se zařízením. ,
Uvedené nevýhody odstraňuje zařízení pro kompenzaci zemského magnetického pole podle vynálezu, jehož podstata .spočívá v tom, že každá indukční cívka je uložena ,v příčných objímkách nastavitelně: upevněných na patkách podélných nosníků a v drážkách vrcholových napínacích kladek, které jsou uspořádány na posuvných závěsech připevněných druhými stavěcími šrouby k rohovým spojníkům, spojujícím podélné nosníky v samoniosný polygonální skelet.
Navíjení indukčních cívek se usnadní, když příčné objímky jsou dělené a sestávají z vidlicového dílu a uzávěrového dílu.
Výhody zařízení podle vynálezu vyplývají z bodového uložeiní indukčních cívek na podélných nosnících skeletu a z miastavitelnosti příčných objímek a vrcholových napínacích kladek. Nastavitelné konstrukční prvky umožňují použít pro výrobu podélných nosníků a celého poiygonálního skeletu cívkové soustavy i těžko obrobitetného materiálu, avšak materiálu s nízkým teplotním součinitelem roztažností, napr. trubek z varného skla. Bodové uložení indukčních cívek navíc činí cívky méně závislé na dimenzionálních změnách podélných nosníků.
* 5
Vlivem teplotní dilatace dochází pouze k podélnému posunu indukčních cívek v příčných objímkách), a proto změny celkové délky se projevují pouze jejich deformací v drážkách vrcholových napínacích kladek. Bylo experimentálně prokázáno, že deformace indukčních cívek ve vrcholech polygonálního skeletu mají zanedbatelný vliv na hodnotu a variace generovaného magnetického polo. Příčné objímky nastavitelně upevněné na patkách podélných nosníků a posuvné závěsy vrcholových kladek umožňují při výrobě zařízení podle vynálezu napnout, usměrnit a adjustovat vinutí indukčních cívek s využitím přesné měřící techniky, např. laserových měřidel a dodrW žet tak požadované výrobní tolerance. Poměr velikosti idukčních cívek k velikosti užitného objemu se blíží ideálnímu, propočtenému stavu. Odolnost polygonálního skeletu indukčních cívek vůči změnám okolní teploty i vlhkosti a stabilita materiálu omezují deformace a dislokace prostoru magnetického vakua na minimum.
Příklad zařízení pro kompenzaci zemského magnetického poile podle vynálezu je znázorněn na přiložených výkresech, kde na obr. 1 je schematický nákres polygonálního skeletu s idukčními cívkami: v šikmém pohledu a schéma blokového zapojení celého zařízení, ina obr. 2 je detail A z obr. 1 podélného nosníku s patkami a příčnými objímkami indukčních cívek v šikmém pohledu a na obr. 3 je detail B z obr. 1 vrcholové napínací kladky s rohovým spojníkem podélných nosníků v podélném řezu.
Zařízení pro kompenzaci zemského magnetického pole podle, vynálezu sestává ze tří paralelních dvojic indukčních cívek 1 čtvercového tvaru, uspořádaných do Helmholtzova systému tak, že dvojice indukčních cívek jsou ma sebe kolmé, obr. 1. Všechny indukční cívky 1 jsou zapojeny na regulovaný zdroj 2 stejnosměrného proudu ovládaný stabilizátorem 3 kompenzovaného' magnetického pole,, spojeným s magnetometrem 4, umístěným v kompenzovaném magnetickém poli mezi indukčními cívkami 1. Každá indukční cívka 1 je uložena v příčných objímkách 5 a v drážkách 9 vrcholových napínacích kladek 10. Příčné objímky 5 jsou nastavitelně upevněny, např. přilepeny, po přesném zaměření indukčních cívek 1, k patkám 8 podélných nosníků 11. Mohou být buď celistvé, nebo s výhodou rychlejší montáže a přesnější adjustace indukčních cívek rozdělené na vidlicový díl 6 a uzávěrový díl 7, který je k vidlicovému dílu 6 přilepen až po navinutí a adjustaci indukčních cívek 1. Vrcholové napínací kladky 10 jsou posuvně upevněny pomocí prvých stavěčích šroubů 12 na posuvných závěsech 14, které jsou rovněž posuvně připevněny pomocí druhých stavěčích šroubů 13 k rohovým spojníkům 15. Každý rohový spojník 15 je opatřen nejméně dvěma čepy 16, u6 způsobenými pro zasunutí do podélných nosníků 11. Rohovými spojníky 15 jsou podélné nosníky 11 spojeny v samostatný polygonální skelet 17.
V konkrétním provedení je satmomosný polygonální skelet 17 zhotoven ze skleněných trubek, vyrobených z varného skla. Rozměrové nepřesnosti skeletu 17, které by mohly ovlivnit funkci indukčních cívek 1, jsou anuiovány příčnými objímkami 5 a vrcholovými napínacími kladkami 10. Před navíjením indukčních cívek 1 se vrcholové napínací kladky 10 přesně zaměří a nastaví do polohy vrcholů polygonálního skeletu 17.
K vyrovnání podélných -nerovností se použije prvého stavěcího vroubu 12 a k vyrovnání výškových, popřípadě stranových nerovností se použije druhého stavěcího šroubu 13. Pro přesné ustavení vrcholových napínacích kladek 19 lze využít buď laserových měřidel, nebo pomocné ocelové struny a konvenčních optických měřidel. Podle adjustované polohy vrcholových napínacích kladek 10 se. upevňují na patky 8 podélných «aosniků 11 vidlicové díly 6 příčných objímek 5. Na takto upravený polygonální skelet 17 se navíjejí indukční cívky 1, které se ukládají do vidlicových dílů 6 příčných objímek 5 a do drážek 9 vrcholových napínacích kladek 10.
Do drážek 9 je výhodné vložit ohebnou podkaukn, na obr. nezakrestenou, která se po navinutí indukčních cívek 1 odstraní. Ve vrcholech polygonálního skeletu 17 tím vzniknou dilatační prostory, do kterých se deformují působením okolní teploty indukční cívky 1. Po navinutí indukčních cívek 1 se k vidlicovým dílům 6 příčných objímek 5 připevní uzávěrové díly 7. Indukční cívky 1 se zapojí na regulovaný zdroj 2 stejnosměrného proudu a mezi ně s,e instaluje magnetometr 4 spojený se stabilizátorem kompenzovaného magnetického pole, ovládajícím regulovaný zdroj 2.
Po zapojení zařízení podle vynálezu do činnosti jsou indukční cívky 1 napájeny právě takovým proudem, ktorý je nutný pro generování kompenzačního magnetického pole, kompenzujícího zemské magnetické po'le. Změny zemského 'magnetického pole,, popřípadě i změny generovaného magnetického pole registruje magnetomietr 4 a vyrovnává stabilizátor 3. Změny magnetického pole generovaného indukčními cívkami 1 jsou minimální, neboť změny okolní vlhkosti a teploty utají na polygonální skelet 17 zanedbatelný vliv. Pokud působí na indukční cívky 1, projevuje so jejich účinek pouze deformacemi v prostoru vrcholových napínacích kladek 10 a tyto deformace nemají podstatný vliv ani na změny homogenity koímp-enzovanélio magnetického pole, anil na prostorové posuny objemu magnetického vakua mezi indukčními cívkami 1.
Zařízení podle vynálezu je možno použít
232G95 nejen v oboru petnofyziky při paleomagnetickém zkoumání horninových vzorků, tj. především pro demagnetaci vzorků, ale i v elektrotechnice, např. pro cejchování magnetometrů.

Claims (2)

  1. pSedmet
    1, Zařízení proi kompenzaci zemského magnetického pole, sestávající z paralelních dvojic indukčních cívek generujících kompenzační magnetické pole, zapojených na regulovaný zdroj stejnosměrného proudu ovládaný stabilizátorem kompenzovaného magnetického pole, vyznačené tím, že každá indukční cívka (1) je uložena v příčných objímkách (5) nastavitelně upevněných na patkách (8) podélných nosníků (11) a v
    VYNALEZU drážkách (9) vrcholových napínacích kladek (10), které jsou uspořádány na posuvných závěsech (14) připevněných druhými stavěcími šrouby (13) k rohovým spojníkům (15), spojujícím podélné nosníky (11) v samonosný polygonální skelet (17).
  2. 2, Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že příčné objímky (5J jsou dělené a sestávají z vidlicového dílu (6) a uzávěrového dílu (7).
CS836978A 1983-09-24 1983-09-24 Zařízení pro kompenzaci zemského magnetického pole CS232695B1 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS836978A CS232695B1 (cs) 1983-09-24 1983-09-24 Zařízení pro kompenzaci zemského magnetického pole

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS836978A CS232695B1 (cs) 1983-09-24 1983-09-24 Zařízení pro kompenzaci zemského magnetického pole

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS697883A1 CS697883A1 (en) 1984-06-18
CS232695B1 true CS232695B1 (cs) 1985-02-14

Family

ID=5418052

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS836978A CS232695B1 (cs) 1983-09-24 1983-09-24 Zařízení pro kompenzaci zemského magnetického pole

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS232695B1 (cs)

Also Published As

Publication number Publication date
CS697883A1 (en) 1984-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4652826A (en) Apparatus and process for generating a homogeneous magnetic field
US4931760A (en) Uniform magnetic field generator
Aydin et al. Rotational single sheet tester for multiaxial magneto-mechanical effects in steel sheets
US6707359B2 (en) Superconductive magnet device
US11551843B2 (en) Method for magnetizing a superconductor bulk magnet, with generating an auxiliary magnetic field in the superconductor bore
JP3122215B2 (ja) 細長い体部の線膨脹量を測定する方法と装置
CN116466271B (zh) 用于加速器磁铁磁场分布测量的全自动点测系统和方法
CN1269453C (zh) 运行磁共振设备的方法和磁共振设备
CS232695B1 (cs) Zařízení pro kompenzaci zemského magnetického pole
US4683434A (en) Method for homogenizing the field of a magnetic coil and apparatus therefor
GB2348959A (en) NMR apparatus with adjustable shim stacks
Bavendiek et al. Magnetic anisotropy under arbitrary excitation in finite element models
WO2008126895A1 (ja) 超伝導磁石装置、磁気共鳴撮像装置、及び、磁場不均一補償方法
JPS61201146A (ja) 熱機械的分析装置
Caiazza et al. Magnetic measurement systems for Elettra 2.0
JP4413083B2 (ja) 電子部品実装装置
McIver et al. End-compensated magnetostatic cavity for polarized H3e neutron spin filters
JP2008522704A (ja) 磁気共鳴イメージング装置、主磁石の磁界ドリフトを補償するための方法及びコンピュータプログラム
US3711766A (en) Method and apparatus for use in measuring resultant tension forces in steel strip by sequentially establishing flux paths across said strip
JPH11281554A (ja) 材料試験機
CN106653347A (zh) 一种引线出头定位装置
JPH04141145A (ja) Mr装置の磁場補正装置
Karn et al. Magnetic measurements of the prototype dipole for the IR-FEL at the Thomas Jefferson National Accelerator Facility
CN114814679B (zh) 一种应力自动施加下软磁材料磁性实时检测装置
Stork et al. High temperature mechanical field-cycling setup