DE1049112B - Verfahren zur periodischen Messung der Staerke eines magnetischen Feldes - Google Patents

Verfahren zur periodischen Messung der Staerke eines magnetischen Feldes

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DE1049112B DEV9135A DEV0009135A DE1049112B DE 1049112 B DE1049112 B DE 1049112B DE V9135 A DEV9135 A DE V9135A DE V0009135 A DEV0009135 A DE V0009135A DE 1049112 B DE1049112 B DE 1049112B
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Description

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Magnetometer, welche von der Präzession eines Atomkernes im magnetischen Erdfeld Gebrauch machen, so daß das magnetische Erdfeld gemessen werden kann und sich Störungen desselben, z. B. für geophysikalische Zwecke und für die Feststellung von Fremdkörpern, anzeigen lassen.
Die Erfindung benutzt das bekannte Prinzip der gyromagnetischen Präzession, und zwar der freien gyromagnetischen Präzession in magnetischen FeI-dem. In der Fachliteratur werden Verfahren und Einrichtungen zur Messung der Stärke eines magnetischen Feldes, beispielsweise des magnetischen Erdfeldes, beschrieben, bei welchen die Frequenz der Präzession von bekannten Atomteilen mit gyroskopischem und magnetischem Moment gemessen wird. Solche Atomkerne zeigen in dem zu messenden •magnetischen Feld eine Präzession, so daß durch die Messung der Präzessionsfrequenz auf die Stärke des magnetischen Feldes geschlossen werden kann. Die Kerne, die beispielsweise Protonen in Wasser sein können, werden zunächst in einem magnetischen Feld polarisiert, welches viel stärker ist als das zu messende Feld und mit diesem einen Winkel ein schließt. Die Kerne werden somit in der Richtung dieses starken magnetischen Feldes polarisiert, dessen Richtung beispielsweise senkrecht zu dem zu messenden Feld sein kann. Nach der Polarisation dei Kerne wird das starke magnetische Feld schnell zum Verschwinden gebracht, und die polarisierten Kerne beginnen dann sofort um die Achse des zu messenden magnetischen Feldes zu präzedieren. Die Präzessionsgeschwindigkeit hängt von der besonderen Art des Kernes ab und ferner von der Stärke des zu messenden magnetischen Feldes. Dieser Zusammenhang ist durch die bekannte gyromagnetische Formel ω = γ Η gegeben, in welcher ω die Winkelgeschwindigkeit der Präzession ist, γ das gyromagnetische Verhältnis der Kerne und H die Feldstärke des zu messenden Feldes. Das gyromagnetische Verhältnis der Kerne ist bekannt, und nach Bestimmung der Winkelgeschwindig keit oder Frequenz der Präzession läßt sich also die gesuchte Feldstärke leicht berechnen.
Die Präzessionsfrequenz läßt sich durch Ankopplung einer Empfängerspule an die die Kerne enthaltende Substanz bestimmen, da nämlich die magnetischen Momente der präzedierenden Kerne einen Wechselstrom von der Präzessionsfrequenz in der Empfängerspule induzieren. Dieses, induzierte Signal, das außerordentlich klein ist, wird zunächst verstärkt und dann einem elektronischen Frequenzmesser, z. B. einem elektronischen Zähler, zugeführt.
Das Verfahren und die zugehörige Einrichtung sind zwar sehr gut zur Feldstärkemessung an be-
zur periodischen Messung der Stärke
eines magnetischen Feldes
Anmelder:
Fa. Varian Associates,
Palo Alto, Calif. (V. St. A.)
Vertreter: Dr.-Ing. W. Reichel, Patentanwalt,
Frankfurt/M.-Eschersheim, Lichtenbergstr. 7
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 1. Juli 1954
Martin Everett Packard, Menlo Park, Calif. (V. St. Α.), ist als Erfinder genannt worden
stimmten festen Punkten innerhalb des Feldes und ferner auch bei einer verhältnismäßig geringen Geschwindigkeit der Meßeinrichtung innerhalb des Feldes geeignet. Das Verfahren ist aber für die Ausführung periodischer und kurzzeitiger magnetischer Messungen, wenn die Apparatur schnell innerhalb des Feldes bewegt wird, weniger gut brauchbar. Dies letztere ist z. B. der Fall, wenn die Apparatur in einem schnell fliegenden Flugzeug zur Erdfeldmessung benutzt werden soll, und zwar hauptsächlich deshalb, weil die aufeinanderfolgenden Ablesungen dann an relativ weit voneinander entfernten Punkten vorgenommen wird.
Ein Hauptzweck der Erfindung besteht darin, das Verfahren für periodische Feldstärkemessungen bei schneller Bewegung innerhalb des zu messenden Feldes brauchbar zu machen.
Gemäß der Erfindung werden mehrere Magnetometer in dem zu messenden Feld gleichzeitig benutzt und derart betrieben, daß sich stets ein Magnetometer in dem Vorbereitungszustand und ein anderes Magnetometer im Meßzustand befindet. Dabei findet jeweils in einem Magnetometer die Polarisierung der Atomkerne statt, während im anderen die Präzessionsfrequenz der betreffenden Atomkerne gemessen wird.
Es empfiehlt sich dabei, die Materialien in den einzelnen Magnetometern gegenüber dem polarisierenden Feld der anderen Magnetometer abzu-
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schirmen, damit das starke magnetische Feld des Gleichstromversorgungsgerät 13 über die Ruheeinen Magnetometers die Präzessionsbewegung in kontakte 14 und über eine Dämpfungsschaltung 15 an dem durch das andere Magnetometer zu messenden die in Reihe geschalteten Polarisationsspulen im Meß-Felde nicht beeinflußt. kopf 1 angeschlossen. Somit fließt ein Gleichstrom In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der 5 durch diese Spulen und es entsteht ein starkes polari-Erfindung schematisch dargestellt. sierendes Feld senkrecht zu dem zu messenden magne-Fig. 1 zeigt, teilweise als Blockschaltbild, eine tischen Feld. Die Protonen im Wasser werden somit Anordnung und Schaltung der Meßeinrichtung; in dieser Richtung polarisiert. 3 Sekunden nach der Fig. 2 zeigt zwei Magnetometereinheiten oder Meß - Schließung der Kontakte 14 wird durch den Zeitköpfe in den beiden Tragflächenenden eines Flugzeugs io schalter 11 das Relais 12 betätigt, die Kontakte 14 und in schematischer Darstellung die Verbindung werden geöffnet und die Arbeitskontakte 16 gedieser Meßköpfe mit einem gemeinsamen Schaltpult; schlossen. Das Stromversorgungsgerät 13 wird da-Fig. 3 ist eine schematische Darstellung der An- durch von dem Meßkopf 1 abgetrennt und an die Ordnung der polarisierenden Spulen zu dem die be- Polarisationsspulen im Meßkopf 2 angeschlossen. Der treffenden Atomkerne enthaltenden Probekörper, 15 Gleichstrom durchfließt sodann diese letzteren Spulen wobei die Anordnung der Polarisationsspule so und erzeugt im Meßkopf 2 das Polarisationsfeld. Die gewählt ist, daß das starke polarisierende Feld im Dämpfungsschaltung besteht aus einem nicht linearen wesentlichen auf den Raum beschränkt wird, der Widerstand 24 in Reihe mit einem i?C-Glied 25, 26 zwischen den äußeren Polarisationsspulen liegt; und dient dazu, nach der Einschaltung der Polari-Fig. 4 ist ein genaueres Schaltbild eines Teils des 20 sationsspulen etwaige Schwingungen schnell abzuin Fig. 3 dargestellten Systems; dämpfen.
Fig. 5 ist ein Einzelschaltbild bestimmter Bestand- Nach der Öffnung der zum Meßkopf 1 führenden teile der Schaltung nach Fig. 4; Kontakte 14 beginnen die Protonen in dem magne-Fig. 6 ist ein Schaltbild anderer Bestandteile der tischen zu messenden Feld ihre Präzessionsbewegung Fig. 4. . 25 auszuführen, und zwar mit einer von der gesuchten In Fig. 1 sind mit 1 und 2 zwei Magnetometer oder Feldstärke abhängigen Geschwindigkeit. Diese Pro-Meßköpfe bezeichnet. Beide Meßköpfe sind gleich- tonen erzeugen dabei ein Wechselfeld, das einen artig ausgebildet, und ihre Bestandteile sind daher Wechselstrom in der Spule 5 induziert. Dieser wird im einen Meßkopf mit ungestrichenen und im zweiten im Vorverstärker 17 verstärkt und gelangt dann über mit gestrichenen Bezugszeichen versehen. Die beiden 30 den Arbeitskontakt 18 des Relais 12 zu einem Ver-Meßköpfe enthalten je eine gewisse Menge eines stärker 19. Von dort wird das verstärkte Wechsel-Materials mit Atomteilen, welche ein gyroskopisches Stromsignal an einen Frequenzzähler 21 weiter-Moment und ein magnetisches Moment besitzen und gegeben. Der Zeitschalter 11 liefert Auslöseimpulse an welches im vorliegenden Fall aus Wasser und den Zähler 21, so· daß dieser die Frequenz des in der Protonen bestehen möge. Dieses Wasser befindet sich 35 Spule 5 induzierten Hochfrequenzsignals genau in einem durch einen Stopfen 4 verschlossenen Glas- messen kann. Die resultierende Frequenz kann dann rohr 3 von etwa 500 cm3 Inhalt. Ein anderes ge im Registriergerät 22 aufgezeichnet und aus diesen eignetes Material würde Ethylalkohol und Mangan- Aufzeichnungen die gesuchte Feldstärke leicht be-Milfat sein. rechnet werden. Man kann auch Umformungs-Das Glasrohr 3 befindet sich innerhalb einer 40 einrichtungen benutzen, so daß die gesuchte Feld-Empfängerspule 5. Das Glasrohr und die Spule 5 stärke oder die Änderungen der Feldstärke unmittelsind zwischen zwei äußeren Wicklungen 6 und 7 und bar registriert werden und somit die Berechnung zwischen zwei inneren Wicklungen 8 und 9 einer erspart werden kann. An der Ausgangsseite des Ver-Polarisationsspule angeordnet, wobei diese vier stärkers 19 liegt noch ein Oszillograph 23, der einen Wicklungen in Serie geschaltet sind. Der Grund für 45 Synchronimpuls vom Zeitschalter 11 empfängt und diese besondere Wicklungsanordnung wird weiter die induzierten Empfängers ignale zur Anzeige bringt, unten erläutert. Für den Augenblick soll nur fest- Während die Präzessionsfrequenz im Meßkopf 1 gehalten werden, daß die Polarisationsspule bei registriert wird, werden die Protonen im Meßkopf 2 Erregung ein starkes magnetisches Feld in der polarisiert. Wenn das Relais 12 abfällt, wird die Zwischenebene der Fig. 1, d.h. senkrecht zur Achse 50 Empfängerspule 5' des Meßkopfs 2 an das Frequenzder Empfängerspule 5 erzeugt. zählsystem angeschlossen und das Stromversorgungs-Die Meßköpfe 1 und 2 befinden sich in einem be- gerät 13 wieder an die Polarisationsspulen im Meßstimmten Abstand voneinander, der beispielsweise kopf 1 geschaltet. Sodann präzedieren die Kerne oder etwa 3 m oder etwa 30 m betragen kann, und die Protonen im Meßkopf 2 in dem zu messenden magne-Meßköpfe sind beide so angeordnet, daß das zu 55 tischen Feld, und ihre Präzessionsfrequenz wird messende magnetische Feld mit dem polarisierenden registriert, während die Kerne oder Protonen im Feld einen Winkel einschließt. Bei der Ausführungs- Meßkopf 1 wieder polarisiert werden, form nach Fig. 1 möge das zu messende magnetische Die Meßköpfe 1 und 2 arbeiten also dauernd, aber Feld senkrecht zur Zeichenebene stehen. mit gegenseitiger Phasenversetzung, so daß die Kerne Im Betrieb wird ein Zeitschalter 11 dazu benutzt, 60 im einen Meßkopf polarisiert werden und im anderen von dem einen Meßkopf auf den anderen umzuschalten ihre Präzessionsbewegung ausführen und umgekehrt, und außerdem dazu, den Zähler anzustoßen, so daß Das zu untersuchende magnetische Feld wird somit die Präzessionsfrequenz genau gemessen werden kann. mit der doppelten Geschwindigkeit gemessen, als es Dieser Zeitschalter kann ein von einem Motor ange- mit einem einzigen periodisch betätigten Magnetotriebener Nockenscheibenschalter oder auch ein rein 65 meter der Fall sein würde. Die erfindungsgemäße elektronischer Zeitschalter sein. Dieser Zeitschalter 11 Einrichtung ermöglicht also eine schnelle periodische erregt periodisch ein Relais 12, und es sei ange- Messung des betreffenden Feldes und eignet sich nommen, daß dieses Relais jeweils 3 Sekunden lang somit insbesondere für den Fall der Feldstärkeerregt und jeweils 3 Sekunden lang stromlos sein messung, bei denen die Meßapparatur sich sehr möge. Im stromlosen Zustand des Relais 12 ist das 70 schnell in dem Felde bewegt, wie es beispielsweise bei
Erdfeldmessungen von einem Flugzeug aus der Fall ist. Die erfindungsgemäße Einrichtung eignet sich ferner für schnelle periodische Messungen an festen Punkten in einem magnetischen Felde, beispielsweise im Erdfeld, durch welche Anomalien in dem Felde festgestellt werden sollen, die von der schnellen Bewegung eines Fremdkörpers in diesem Felde beispielsweise eines Fahrzeugs oder eines Schiffes oder einer einen magnetischen Körper tragenden Person herrühren.
In Fig. 2 sind zwei Meßköpfe 1 und 2 in den Tragflächenspitzen eines Flugzeugs dargestellt. Diese Meßköpfe sind an ein gemeinsames Schaltpult im Flugzeugrumpf angeschlossen. Dies stellt jedoch nur eine besondere Ausführungsform dar, da man die Meßköpfe auch an anderen Stellen des Flugzeugs oder in einem oder mehreren Schleppkörpern des Flugzeugs anbringen kann.
Es war zunächst angenommen worden, daß das Polarisationsintervall und das Präzessionsintervall je 3 Sekunden umfassen mögen. Je nach dem verwendeten gyromagnetischen Material könnten aber auch andere Interval längen beispielsweise Vio Sekunde für jedes Intervall und möglicherweise auch noch kürzere Zeiten benutzt werden.
Da die Polarisation in dem einen und die Präzessionsfrequenzmessung in dem anderen Meßkopf gleichzeitig stattfinden, darf das polarisierende Feld des einen Meßkopfes die Messung im anderen nicht beeinflussen. Jede Beeinflussung der zu messenden Feldstärke durch das Polarisationsfeld würde die Präzessionsfrequenz verändern und eine genaue Feldmessung unmöglich machen. Man muß daher jeden Meßkopf gegen das vom anderen erzeugte Polarisationsfeld sorgfältig abschirmen. Zu diesem Zweck kann man ein Spulengebilde benutzen, das aus zwei einander umschließenden, annähernd schalenförmigen Wicklungssystemen besteht. Bei diesen Systemen ist auf Grund der gegensinnigen Wicklungsart das magnetische Feld außerhalb des Gebildes praktisch gleich Null. Ein solches Gebilde kann beispielsweise die Form eines hohlen metallischen stromführenden Körpers von elliptischer Gestalt aufweisen. Man kann auch mehrere getrennte und in Serie geschaltete Spulen benutzen, welche so angeordnet werden, daß sie zusammen eine elliptische Hülle bilden. Bei der hier dargestellten Ausführungsform besteht die Polarisationsspule jedes Meßkopfes aus zwei Paaren von Helmholtzspulen, nämlich aus einem inneren Spulenpaar 8, 9 von kleinerem Durchmesser und einem äußeren Spulenpaar 6, 7 von größerem Durchmesser (Fig. 3). Die Spulenebenen liegen parallel zueinander, und der Radius der kleineren Spulen ist gleich dem Abstand der zugehörigen Spulenebenen voneinander, während der Radius der größeren Spulen ebenfalls gleich dem Abstand der zugehörigen Spulenebenen voneinander ist. Dies ist das Charakteristikum von sogenannten Helmholtzspulen. Bekanntlich ergibt sich bei dieser Anordnung unter sonst gleichen Verhältnissen eine optimale Intensität des magnetischen Feldes im Spulenmittelpunkt.
Durch die inneren Spulen 8 und 9 wird ein Feld in umgekehrter Richtung erzeugt wie durch die Spulen 6 und 7, wobei dies letztere Feld ungefähr halb so stark ist wie das von den inneren Spulen erzeugte Feld. Bei dieser Spulenanordnung ist das äußere magnetische Feld der vier Spulen außerordentlich schwach, so daß diese Spulenform eine vereinfachte Ausführung des obenerwähnten abschirmenden Spulengebildes darstellt. Der Hauptteil des inneren Feldes durchsetzt den Raum zwischen den beiden Spulenpaaren, und das schwache äußere Feld nimmt mit der siebenten Potenz des Abstandes vom Mittelpunkt der Spulenanordnung ab. Da dieses äußere Feld also sehr stark mit der Entfernung abnimmt, ist jeder Meßkopf von dem anderen praktisch unbeeinflußt.
In Fig; 4 bis 6 ist eine bevorzugte Ausführungsform des Zählsystems 21 und der zugehörigen Eiii- richtungen dargestellt. Der Zeitschalter 11 enthält drei motorisch angetriebene Nockenscheiben 27 bis 29. Mittels der Nockenscheibe 27 wird das Relais 12 stromführend oder stromlos gemacht. Die verstärkten Hochfrequenzsignale des Verstärkers 19 (Fig. 1 und 4) werden einer Umformungsstufe 31 zugeleitet, in welcher Rechteckimpulse hergestellt werden.
Das Ausgangssignal der Stufe gelangt dann zu einem binären elektronischen Zählsystem, das aus einer Kette von dreizehn unter sich gleichen Zweierschaltungen 36 besteht, die insgesamt 8192 = 213 Zählstellungen einnehmen können. Die letzte dieser Zweierschaltungen der Kette ist in Fig. 5 im einzelnen dargestellt. Im folgenden wird dieses Zählersystem kurz mit 8192-System bezeichnet, ebenso wie ein anderer binärer Zähler mit dem Zählvolumen 64 als 64-System benannt wird. Die Zweierschaltungen sind in an sich bekannter Weise ausgeführt, und zwar nach Art eines Multivibrators mit zwei Trioden 32 und 33, wobei die Zweierschaltung symmetrisch an eine Quelle von Auslöseimpulsen angekoppelt ist und abwechselnd mittels der aufeinanderfolgenden, von der Stufe 31 übertragenen Impulse von dem einen Zustand in den anderen umgelegt werden kann. Mittels der zwei Dioden 34 und 35 ist die Schaltung eingangsseitig symmetrisch an die Stufe 31 angekoppelt. Das 8192-System arbeitet derart, daß, wenn die Rückstellleitung durch die Nockenscheibe 28 geschlossen wird, was kurz nach der Erregung oder Stromlosmachung des Relais 12 geschieht, der erste von der Stufe 31 übertragene Impuls nach der Schließung der Rückstelleitung über das 8192-System an die Verriegehingsstufe 37 gelangt. Die Verriegelungsstufe 37, die aus der Pentode 38 besteht, wird durch den ersten seitens des 8192-Systems gelieferten Impuls eingetastet und überträgt somit die Hochfrequenzimpulse (in diesem Falle von einer Frequenz von 100 kHz) von dem stabilisierten Frequenzerzeuger 39 zu dem 64-System und der zugehörigen Analogieschaltung 41. Die Verriegelungsstufe 37 erlaubt den Durchtritt der Impulse vom Normalfrequenzerzeuger 39 so lange, bis das 8192-System den 4097-ten Impuls empfängt. Zu diesem Zeitpunkt wird die Pentode 38 verriegelt, und der Zufluß von Impulsen an das 64-System findet sein Ende.
Die 64-Schaltung 41 besteht aus sechs hintereinandergeschalteten Zweierschaltungen, von denen die erste Schaltung 42 in Fig. 6 dargestellt ist. Die Ausgangsspannung jeder Zweierschaltung ist an ein besonderes dieser Schaltung zugeordnetes Relais geführt, wobei die Arbeitskontakte der sechs Relais in einem Analogiekreis liegen, der eine Mehrzahl von in Serie geschalteten Widerständen 43 und zugehörige als Batterien dargestellte Energiequellen enthält.
Wenn die Impulse des Normalfrequenzerzeugers von dem 64-System empfangen werden, werden die zugehörigen Relais sehr schnell wiederholt stromführend und stromlos, bis die Verriegelungsstufe den Impulsfluß unterbricht. Bei dem letzten Impuls bleiben die verschiedenen Relais der Kette teils stromführend und teils stromlos, und zwar je nach der

Claims (12)

Gesamtzahl der von dem 64-System empfangenen Impulse. Die jeweilige Einstellung der Relais führt zu einer Ausgangsspannung der Analogieschaltung, deren Amplitude eindeutig mit der Ordnungszahl des letzten empfangenen Impulses zusammenhängt. Diese Ausgangsspannung wird auf einen Verstärker 44 übertragen und sodann auf das Registriergerät 22, in welchem die Amplitude dieser Spannung aufgezeichnet wird. Die 64-Schaltung wird vor der nächsten Magnetometerablesung zurückgestellt, wenn die Nockenscheibe 29 kurzzeitig den Rückstellungskreis in der Kette von Zweierschaltungen öffnet. Außer auf die beschriebene Anordnung mit zwei Meßköpfen könnte die Erfindung auch auf drei oder mehr geeignet synchronisierte und geeignet in der Phase versetzte Meßköpfe angewendet werden. Die in der Zeichnung dargestellten Meßköpfe benutzen ein gemeinsames Stromversorgungsgerät und gemeinsame Empfangs- sowie Aufzeichnungssysteme, jedoch könnten die verschiedenen Magnetometer auch eigene Stromversorgungsgeräte und Empfangs- sowie Aufzeichnungssysteme besitzen, und es könnte als gemeinsame Einrichtung lediglich ein Gerät zur Sicherstellung des phasenversetzten Arbeitens verwendet werden. Ferner könnte man zur magnetischen Abschirmung auch andere Hilfsmittel als das beschriebene Abschirmsystem oder andere Hilfsmittel zusätzlich zu diesem Abschirmsystem verwenden. Neben der Verwendung getrennter Polarisationsspulen und Empfängerspulen könnte man auch in bekannter Weise eine einzige Spule für beide Zwecke verwenden. Beispielsweise könnten die Spulen 8' und 9' in Fig. 1 außer zur Erzeugung des polarisierenden Feldes auch als Empfängerspule dienen, wobei dann die Spulen 8' und 9' nach Abtrennung vom Stromversorgungsgerät 13 an den Vorverstärker 17 anzuschließen wären. Pate νraxshkcche: 40
1. Verfahren zur periodischen Messung der Stärke eines magnetischen Feldes durch Bestimmung der Frequenz der gyromagnetische!! Präzession von Atomteilen, bei dem das Magnetometer vor der Messung der zu bestimmenden Feldstärke durch ein vorgegebenes Magnetfeld polarisiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Magnetometer in dem zu messenden Feld gleichzeitig benutzt und derart betrieben werden, daß sich stets ein Magnetometer in dem Vorbereitungszustand und ein anderes Magnetometer im Meßzustand befindet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aufzeichnungsgerät der Reihe nach von einem auf ein anderes Magnetometer umgeschaltet wird.
3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialien in den Magnetometern nacheinander polarisiert und ihre Präzessionsfrequenzen nacheinander zur Feldstärkemessung angezeigt werden.
4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Polarisation und die Frequenzmessung periodisch erfolgen.
5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, gekennzeichnet durch seine Anwendung zur Messung der Stärke des magnetischen Erdfeldes von einem Flugzeug aus.
6. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Magnetometer (1, 2) ein Material (3) mit Atomkernen mit gyromagnetischen Eigenschaften enthält, vermöge dearer diese Atom teile in dem zu messenden Magnetfeld präzedieren, nachdem S1Ie zuvor unter einem Winkel zu diesem Feld polarisiert wurden.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das polarisierende Feld stärker ist als das zu messende Feld.
8. Einrichtung nach Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialien in den einzelnen Magnetometern gegenüber den polarisierenden Feldern der anderen Magnetometer abgeschirmt sind.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abschirmung Hilfsspulen angeordnet sind, welche das polarisierende Feld außerhalb der Umgebung des zu polarisierenden Materials kompensieren, so daß keine Störung benachbarter Magnetometer eintritt.
10. Einrichtung nach Ansprüchen 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Frequenzmessung ein elektronischer Zähler vorgesehen ist.
11. Einrichtung nach Ansprüchen 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gleichstromquelle nacheinander von der Polarisationsspule des einen Magnetometers auf diejenige des nächsten umschaltbar ist.
12. Einrichtung nach Ansprüchen 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzmesser nacheinander von einem Magnetometer auf das nächste umschaltbar ist.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
© 80S 730/118 1.59
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GB (1) GB806702A (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1281558B (de) * 1959-11-30 1968-10-31 Mini Of Mines And Technical Su Einrichtung zum Messen der Frequenz des Ausgangssignals eines Protonen-Praezessions-Magnetometers
DE1623382B1 (de) * 1966-02-04 1971-12-23 Commissariat Energie Atomique Vorrichtung und anordnung zur kompensation magnetischer eigen störfelder für ein von einem fahrzeug getragenes magnetometer

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2999203A (en) * 1955-10-31 1961-09-05 California Research Corp Nuclear magnetism logging method and apparatus
US3030571A (en) * 1957-01-08 1962-04-17 Lockheed Aircraft Corp Method and apparatus for detecting magnetic field gradients
US3030572A (en) * 1957-05-15 1962-04-17 Varian Associates Signal generator
GB945541A (en) * 1959-03-16 1964-01-02 Elliott Brothers London Ltd Improvements in or relating to magnetometers
US3526002A (en) * 1960-03-31 1970-08-25 Ramond C Waddel Magnebuoy
US3173081A (en) * 1960-11-05 1965-03-09 Barringer Research Ltd Atomic precession magnetometer
US3312832A (en) * 1961-10-25 1967-04-04 Varian Associates High speed npnp and mpnp multivibrators
US3215904A (en) * 1961-12-22 1965-11-02 Wayne E Burt Mine counter measure ships degaussing status indicator
FR84811E (fr) * 1963-09-04 1965-04-23 Commissariat Energie Atomique Perfectionnements aux méthodes de mesure des champs magnétiques faibles par induction nucléaire
FR1430874A (fr) * 1963-12-12 1966-03-11 Commissariat Energie Atomique Magnétomètre à résonances magnétiques
US3490032A (en) * 1966-12-08 1970-01-13 Gulf Research Development Co Method and apparatus utilizing a pair of spaced magnetometers for making magnetic surveys
US3886440A (en) * 1973-10-23 1975-05-27 Geometrics Proton precession magnetometer sensor
US4093910A (en) * 1977-02-22 1978-06-06 Varian Associates, Inc. Nuclear magnetic resonance pick-up circuit for control of resonance conditions
FR2475281A1 (fr) * 1980-02-05 1981-08-07 Radiologie Cie Gle Aimant sans circuit magnetique, a haute homogeneite, notamment pour imagerie par resonance magnetique nucleaire
US4590427A (en) * 1983-03-28 1986-05-20 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Nuclear magnetic resonance apparatus having semitoroidal rf coil for use in topical NMR and NMR imaging
US4721914A (en) * 1984-05-01 1988-01-26 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Apparatus for unilateral generation of a homogeneous magnetic field
US4752738A (en) * 1985-08-14 1988-06-21 Picker International, Inc. Three dimensional localized coil for magnetic resonance imaging
GB8827271D0 (en) * 1988-11-22 1988-12-29 Oxford Magnet Tech Magnetic field generating assembly
FR2702279B1 (fr) * 1993-03-05 1995-04-07 Commissariat Energie Atomique Magnétomètre différentiel à résonance.
CN111796331B (zh) * 2020-08-24 2021-07-02 吉林大学 面向浅层地下水和烃类物质的地面磁共振探测装置及方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USRE23769E (en) * 1954-01-12 Method and means for correlating

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1281558B (de) * 1959-11-30 1968-10-31 Mini Of Mines And Technical Su Einrichtung zum Messen der Frequenz des Ausgangssignals eines Protonen-Praezessions-Magnetometers
DE1281558C2 (de) * 1959-11-30 1974-10-17 Mini Of Mines And Technical Su Einrichtung zum Messen der Frequenz des Ausgangssignals eines Protonen-Praezessions-Magnetometers
DE1623382B1 (de) * 1966-02-04 1971-12-23 Commissariat Energie Atomique Vorrichtung und anordnung zur kompensation magnetischer eigen störfelder für ein von einem fahrzeug getragenes magnetometer

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CH358939A (de) 1961-12-15
GB806702A (en) 1958-12-31
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