DE3904936B3

DE3904936B3 - Magnetic immunization method for e.g. ships, involves measuring gradient of magnetic field by sensor to determine position of magnetic abnormality, and changing current flowing in loops based on measured values of sensor

Info

Publication number: DE3904936B3
Application number: DE3904936A
Authority: DE
Inventors: Jean-Jacques Periou
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1988-02-19
Filing date: 1989-02-17
Publication date: 2008-01-10
Anticipated expiration: 2009-02-18
Also published as: IT8967056A0; GB8903299D0; PT89740A; FR2928743A1

Abstract

The method involves assigning conductive loops (110) to a measuring sensor (111). The sensor is arranged in proximity to the loops. A gradient of a magnetic field is measured by the sensor to determine a position of magnetic abnormality. Current flowing in the loops is changed based on the measured values of the sensor to compensate the abnormality, where the current is proportional to a signal change of the sensor to compensate the signal change by regeneration. Strength of the current is determined in a phase of a calibration to compensate a magnetic force.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur magnetischen Immunisierung, insbesondere von Schiffen bzw. Wasserfahrzeugen oder Schiffsaufbauten, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The Invention relates to a method for magnetic immunization, in particular of ships, vessels or superstructures, according to the generic term of claim 1

Jeder Gegenstand, der Teile aus ferromagnetischem Material enthält, meistens also Stahl, verändert örtlich das Erdmagnetfeld, in welchem er sich befindet. Die Anwesenheit dieses Objektes kann so zu verschiedenen Zwecken festgestellt werden, beispielsweise zum Zünden einer Mine, die zu seiner Zerstörung bestimmt ist. Ein besonders zu erwähnender Anwendungsfall ist die Bekämpfung von Unterseebooten.Everyone An article containing parts of ferromagnetic material, mostly So steel, locally changed that Earth's magnetic field in which it is located. The presence of this Object can be determined for various purposes, for example to ignite a mine leading to its destruction is determined. A particularly to be mentioned application is the fight of submarines.

Zur Verteidigung gegen Vorrichtungen, die diese Erscheinung ausnutzen, können die zu schützenden Gegenstände mit einem System zur sogenannten magnetischen Immunisierung ausgestattet werden; ein solches System vermindert die durch das Objekt verursachte Störung des Erdmagnetfeldes, die auch als "magnetische Signatur" bezeichnet wird. Auch diese Technik wird besonders für den Schutz von Schiffen angewendet, insbesondere Kriegsschiffen wie Minensuchboote und Unterseeboote; in der folgenden Beschreibung wird von derartigen Schiffstypen ausgegangen, wenngleich die Erfindung auf jegliche Art von Objekten anwendbar ist.to Defense against devices that exploit this phenomenon, can with the objects to be protected equipped with a system known as magnetic immunization become; such a system diminishes those caused by the object disorder Earth's magnetic field, which is also called "magnetic signature". Also this technique will especially for the protection of ships applied, in particular warships such as minesweepers and submarines; in the following description is assumed by such ship types, although the invention applicable to any kind of objects.

Aus der DE 35 31 602 A1 ist ein gattungsgemäßes Verfahren bekannt, bei dem ein Geschütz durch darum herum angeordnete Magnetspulen magnetisch immunisiert wird. Jede Spule wird von einem eigenen steuerbaren Verstärker angesteuert, der seinerseits durch einen zentralen Rechner gesteuert wird, der ortsabhängige Daten berücksichtigt. Andere herkömmliche Systeme zur magnetischen Immunisierung bestehen aus einer bestimmten Anzahl von elektrischen Stromkreisen, die das Schiff umgebende Schleifen bilden und worin Gleichströme vorbestimmter Stärke zirkulieren. Die Stromstärke in jeder Immunisierungsschleife wird in einer festen Immunisierungsstation bestimmt, in welcher die magnetische Signatur des Schiffes gemessen wird. Man bestimmt dann durch Berechnung die Stromwerte in den Schleifen, die erforderlich sind, um die magnetische Störung zu minimieren. Die Signatur wird erneut gemessen, wenn die Ströme den so bestimmten Wert erreicht haben, und nach einer bestimmten Anzahl von Iterationsvorgängen gelangt man zu einem zufriedenstellenden Ergebnis.From the DE 35 31 602 A1 a generic method is known in which a gun is magnetically immunized by around it arranged magnetic coils. Each coil is controlled by its own controllable amplifier, which in turn is controlled by a central computer that takes into account location-dependent data. Other conventional magnetic immunization systems consist of a certain number of electrical circuits which form loops surrounding the ship and in which direct currents of predetermined magnitude circulate. The current in each immunization loop is determined in a fixed immunization station in which the magnetic signature of the vessel is measured. One then determines by computation the current values in the loops that are required to minimize the magnetic disturbance. The signature is measured again when the currents have reached the value thus determined, and after a certain number of iteration operations, a satisfactory result is achieved.

Die Qualität dieses Ergebnisses ist sehr hoch, jedoch ist die feste Station eine Anlage von großen Ausmaßen, die eine schwere Ausrüstung erfordert, und die für die magnetische Immunisierung als solche notwendigen Arbeitsschritte nehmen eine beträchtliche Zeit in Anspruch.The quality this result is very high, but the fixed station is one Plant of large proportions, the one heavy equipment requires, and for the magnetic immunization as such necessary steps take a considerable Time to complete.

Die so bestimmte Immunisierung ändert sich mit der Zeit, insbesondere weil das örtliche Magnetfeld, dem das Schiff ausgesetzt ist, ein induzierendes Feld ist, das die Magnetisierung der ferromagnetischen Teile verändert. Der bekannte Hysteresiseffekt dieser Werkstoffe führt zu nicht vorhersehbaren Änderungen der Magnetisierung des Schiffes und somit zu Änderungen der magnetischen Signatur. Diese Änderungen können die magnetische Signatur nur vergrößern, da sie zuvor auf einen Minimalwert gebracht wurde.The so certain immunization changes with time, especially because the local magnetic field, the Ship is exposed, an inducing field is that the magnetization the ferromagnetic parts changed. The well-known hysteresis effect of these materials does not lead to foreseeable changes the magnetization of the ship and thus changes in the magnetic Signature. These changes can The magnetic signature only enlarge, as it was previously on one Minimum value was brought.

Die Änderungen des lokalen Magnetfeldes rühren insbesondere von Schiffsbewegungen her, denn das Erdmagnetfeld ist in Stärke und Richtung je nach Position an der Erdoberfläche verschieden. Da ein Wasserfahrzeug die primäre Aufgabe hat, zu einem beliebigen Punkt des Ozeans hin beweglich zu sein, muß die Qualität der magnetischen Immunisierung vorzugsweise jederzeit überprüft werden können, um sie zu korrigieren, wenn ihre Verschlechterung unzulässig groß ist.The changes of the local magnetic field especially from ship movements ago, because the earth's magnetic field in strength and direction differ depending on the position on the earth's surface. As a watercraft the primary Task, moving to any point in the ocean to be, the quality of the magnetic Immunization preferably can be checked at any time to correct it, if their deterioration is inadmissible is great.

Diese Kontrolle und Neueinstellung der Immunisierung kann mittels einer mobilen Station erfolgen, die von einem Begleitboot mitgeführt wird. Diese Prozedur ist aber sehr umständlich und nur dann möglich, wenn eine relativ lange Zeitspanne ohne Alarm zur Verfügung steht. Sie ist daher nicht sehr oft anwendbar, und sie ist noch schwieriger durchzuführen, wenn sich das Schiff im Operationsfeld befindet, obwohl gerade dort die größten Gefahren drohen.These Control and readjustment of the immunization can be done by means of a mobile station carried by a companion boat. This procedure is very cumbersome and only possible if one Relatively long time without alarm is available. It is not very often applicable, and it is even more difficult to perform if the ship is in the operating field, although there are the biggest dangers threatening.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur magnetischen Immunisierung, bei welchem die örtlichen Veränderungen der Immunisation gegenüber den auf einer festen Station eingestellten Werten mittels Gradient-Meßgeräten gemessen werden, die eine präzise Lokalisierung der Quelle dieser lokalen Veränderungen ermöglichen, um die Stromstärkeänderungen für die Schleifen zu bestimmen, welche diesen Änderungen am nächsten liegen, um eine korrekte Immunisierung wiederherzustellen.task The invention is the provision of a method for magnetic Immunization in which the local changes of immunization the values set on a fixed station are measured by means of gradient meters be that precise Localization of the source of these local changes allow around the amperage changes for the Determine which loops are closest to those changes, to restore proper immunization.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem gattungsgemäßen Verfahren durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Einzelheiten einer Ausführungsform der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und aus der Zeichnung, auf die Bezug genommen wird. In der Zeichnung zeigen:This object is achieved in a generic method by the measures specified in the characterizing part of claim 1. Advantageous developments are in the Subclaims specified. Details of an embodiment of the invention will become apparent from the following description and from the drawings, to which reference is made. In the drawing show:

1 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung, die auf zwei Schleifen begrenzt ist; 1 a schematic view of an apparatus which is limited to two loops;

2 eine schematische Ansicht einer Schliefe und einer Vorrichtung zu ihrer Speisung; 2 a schematic view of a sluice and a device for its supply;

3 eine schematische Ansicht eines Schiffes, welches mit der Gesamtheit von Immunisierungsschleifen ausgestattet ist; und 3 a schematic view of a ship, which is equipped with the set of immunization loops; and

4 ein Schema einer Vorrichtung, die in Digitaltechnik ausgeführt ist. 4 a schematic of a device that is implemented in digital technology.

Wie schematisch in 1 gezeigt ist, ist ein Schiff 10 mit einer bestimmten Anzahl von Immunisierungsschleifen ausgestattet. Zur Vereinfachung der Figur sind nur zwei Schleifen 110, 120 gezeigt, die in einer Vertikalebene yOz liegen und deren Auswirkung entlang der Rollachse Ox gerichtet ist. Das Schiff umfaßt natürlich eine große Anzahl von Schleifen, die über die gesamte Länge des Rumpfes verteilt sind, um die Magnetisierung nicht nur entlang der Rollachse Ox, sondern auch der Hochachse Oz und der Nickachse Oy zu kompensieren. Diese Schleifen sind über die gesamte Länge des Rumpfes verteilt, um den Einfluß des Schiffes zu kompensieren; ihre genaue Lage wird so bestimmt, daß bestimmte Schleifen die starken magnetischen Störquellen umgeben, beispielsweise die Antriebsmotoren.As schematically in 1 shown is a ship 10 equipped with a certain number of immunization loops. To simplify the figure are only two loops 110 . 120 shown lying in a vertical plane yOz and the effect of which is directed along the roll axis Ox. Of course, the ship comprises a large number of loops distributed over the entire length of the hull in order to compensate for the magnetization not only along the roll axis Ox, but also the yaw axis Oz and the pitch axis Oy. These loops are distributed over the entire length of the hull to compensate for the influence of the ship; their exact location is determined so that certain loops surround the strong sources of magnetic interference, such as the drive motors.

Die Ströme, welche in diesen Schleifen zirkulieren, werden auf einer Meßstation kalibriert, die an einer festen Station gelegen ist, und werden anschließend während der gesamten Dauer der Schiffsoperationen bis zur nächsten Kalibrierung beibehalten.The currents which circulate in these loops become on a measuring station calibrated, which is located at a fixed station, and will subsequently while the total duration of the ship's operations until the next calibration maintained.

Wie oben bereits erläutert wurde, ändert sich aber die Magnetisierung der verschiedenen Teile des Schiffes in unvorhersehbarer Weise, und die anfängliche Kalibrierung für diese Ströme bleibt nicht gültig. Man stellt fest, daß diese Magnetisierungsänderungen meistens in Form von magnetischen Anomalien lokalisiert sind, die sich im allgemeinen in der Nähe von großen magnetisierbaren Teilen wie Antriebsmotoren befinden.As already explained above was, changes but the magnetization of the different parts of the ship in an unpredictable way, and the initial calibration for this streams does not stay valid. One notes that these magnetization changes mostly localized in the form of magnetic anomalies that generally close of big ones magnetizable parts such as drive motors are located.

Es ist also nicht nötig, den Strom in allen Schleifen zu verändern, sondern nur in denjenigen, die am nächsten bei diesen magnetischen Anomalien liegen. Die Erkenntnis dieses Sachverhalts ist besonders wichtig, weil die Wirkungen dieser verschiedenen Schleifen natürlich auf die anderen Schleifen zurückwirken. Aus diesem Grunde ist auch die anfängliche Prozedur zur Immunisierung auf der festen Basis eine besonders langwierige und komplizierte Prozedur. Wenn es also ausreicht, die Lage einer magnetischen Anomalie genau zu bestimmen, so wird ein Abgleich des Stromes nur in der Schleife vorgenommen, die dieser magnetischen Anomalie am nächsten liegt, bis ein einwandfreier Zustand wiederhergestellt ist, ohne auf die anderen Schleifen einzuwirken.It is not necessary to change the current in all loops, but only in those the closest lie with these magnetic anomalies. The realization of this Facts are particularly important because the effects of these different Loops, of course to act on the other loops. For this reason, the initial procedure for immunization is also on the firm basis a particularly lengthy and complicated Procedure. So, if it is enough, the location of a magnetic anomaly to determine exactly, then an adjustment of the current is only in the Loop closest to this magnetic anomaly, until a perfect condition is restored, without the to influence other loops.

Die Sonden, welche das Magnetfeld messen, sind natürlich nicht nur für das Erdmagnetfeld und für die verschiedenen Einflüsse der ferromagnetischen Massen des Schiffes empfindlich, sondern auch für den Einfluß, den alle Immunisierungsschleifen des Schiffes ausüben.The Of course, probes that measure the magnetic field are not just for the Earth's magnetic field and for the different influences the ferromagnetic masses of the ship sensitive, but also for the influence that all Exercise immunization loops of the ship.

Es kommt dann in Betracht, um diejenige Schleife zu bestimmen, auf welche eingewirkt werden muß, ein Magnetmeßgerät beispielsweise in den Mittelpunkt jeder Schleife zu legen und so auf die Schleife einzuwirken oder auf mehrere Schleifen einzuwirken, damit das entsprechende Magnetmeßgerät die stärkste Abweichung gegenüber dem Sollwert anzeigt, der während der anfänglichen Kalibrierung Gültigkeit hatte.It then comes into consideration to determine that loop which must be acted upon Magnetic meter, for example to put in the center of each loop and so on the loop act on or affect several loops, so the corresponding Magnetic meter the strongest deviation across from indicates the setpoint during the the initial one Calibration validity would have.

Diese Lösung ist aber im allgemeinen nicht praktikabel, denn – wie oben bereits erwähnt wurde – die Schleifen wurden dort in Stellung gebracht, wo ihre Wirkung am meisten benötigt wird, nämlich im wesentlichen um die großen ferromagnetischen Teile herum. Das Volumen im Inneren dieser Schleifen wird dann aber von diesen Teilen eingenommen, so daß es nicht möglich ist, ein Magnetmeßgerät dort anzubringen; selbst wenn eine solche Anordnung möglich wäre, würde die magnetische Masse die Empfindlichkeit des Magnetmeßgerätes für die verschiedenen Störungen erheblich vermindern. Da also die Meßsonde in Entfernung von der Schleife angeordnet werden muß, ist diese Sonde dann zu empfindlich gegenüber dem Feld, das von den anderen Schleifen ausgeht.These solution but is not practical in general, because - as already mentioned above - the loops have been positioned where their effect is most needed, namely essentially around the big ones ferromagnetic parts around. The volume inside these loops But then it is taken over by these parts, so that it is not possible is to install a magnetic measuring device there; even if such an arrangement were possible, the magnetic mass would be the Sensitivity of the magnetic measuring device for the various disorders significantly reduce. So since the probe in distance from the Loop must be arranged then this probe is too sensitive to the field, that of the others Grinds out.

Erfindungsgemäß wird, um im höchstmöglichen Maße die Auswirkung der anderen Schleifen zu vermeiden, als Meßsonde ein Gradienten-Meßgerät für das Magnetfeld verwendet. Das Magnetfeld nimmt nämlich mit 1/r³ ab, während der Gradient des Magnetfeldes mit 1/r⁴ abnimmt. Dieser Umstand erleichtert die Individualisierung einer magnetischen Anomalie.According to the invention, in order to avoid the effect of the other loops as much as possible, a gradient measuring device for the magnetic field is used as the measuring probe. The magnetic field decreases with 1 / r ³ , while the gradient of the magnetic field decreases with 1 / r ⁴ . This circumstance facilitates the Indi vidualization of a magnetic anomaly.

Es wird nun auf 1 Bezug genommen. Unter Berücksichtigung des Raumbedarfs im Inneren des Schiffsrumpfes werden Gradienten-Meßgeräte 111 und 121 möglichst nahe an den Schleifen 110, 120 angeordnet.It will be up now 1 Referenced. Taking into account the space required inside the hull, gradient gauges are used 111 and 121 as close to the loops as possible 110 . 120 arranged.

Die von diesen Gradienten-Meßgeräten abgegebenen Signale werden an eine elektronische Schaltung 11 angelegt, welche die Gradientenänderungen des Magnetfeldes entlang der Achse Ox an der Stelle dieser Gradienten-Meßgeräte gegenüber den Sollwerten bei der anfänglichen Kalibrierung bestimmt. Die elektronische Schaltung 11 bestimmt in Abhängigkeit von diesen Abweichungen die Stromänderungen, die in den Schleifen 110 und 120 benötigt werden, um zur Anfangssituation zurückzukehren, bei welcher die Gradienten im wesentlichen denselben Wert aufweisen wie bei der Kalibrierung.The signals emitted by these gradient meters are sent to an electronic circuit 11 which determines the gradient changes of the magnetic field along the axis Ox at the location of these gradient meters with respect to the set points in the initial calibration. The electronic circuit 11 determines, depending on these deviations, the current changes in the loops 110 and 120 be needed to return to the initial situation, in which the gradients have substantially the same value as in the calibration.

Die erfindungsgemäße Verwendung von Gradienten-Meßgeräten ermöglicht eine Entkopplung der verschiedenen Auswirkungen auf die Spulen bzw. Schleifen, so daß die durch die Elektronikschaltung 11 bestimmten Rückwirkungen für jede Gruppe aus Schleife und Gradienten-Meßgerät voneinander unabhängig sind. Dieses Ergebnis wird durch die Empfindlichkeitsabhän gigkeit von der Entfernung bei diesen Gradienten-Meßgeräten ermöglicht, und man stellt eine Konvergenz des Gesamtsystems fest, um zu einer korrekten globalen Immunisierung zu gelangen, ohne daß die verschiedenen Auswirkungen der Schleifen einander stören und die Gefahr besteht, daß eine Divergenz der Gesamtheit auftritt.The use of gradient measuring devices according to the invention makes it possible to decouple the various effects on the coils or loops so that the signals transmitted through the electronic circuit 11 certain feedbacks are independent for each group of loop and gradient meter. This result is made possible by the sensitivity dependency of the distance in these gradient meters, and a convergence of the overall system is determined in order to arrive at a correct global immunization, without the various effects of the loops interfering with each other and the danger that a divergence of the whole occurs.

In 2 ist sehr schematisch eine Gruppe aus Schleife 110 und Gradienten-Meßgerät 111 gezeigt, mit zugeordneten Schaltungen, die zu dem elektronischen System bzw. der Elektronikschaltung 11 gehören.In 2 is very schematically a group of loop 110 and gradient meter 111 shown with associated circuits connected to the electronic system or the electronic circuit 11 belong.

Das Gradienten-Meßgerät 111 mißt den Wert des Gradienten und gibt diesen Meßwert an den Eingang + eines Differenzverstärkers 112 mit hoher Verstärkung, an dessen invertierenden Eingang eine Sollwertspannung V_g angelegt ist, die dem Gradientenwert entspricht, welcher bei der Kalibrierung bestimmt wurde. Solange der Meßwert ungefähr gleich V_g ist, verschwindet das Ausgangssignal des Verstärkers 112. Dieses Signal wird an den invertierenden Eingang eines Leistungsverstärkers 113 angelegt, der eine relativ geringe Verstärkung aufweist und dessen nichtinvertierender Eingang mit einer Sollwertspannung V_I verbunden ist. Diese Sollwertspannung V_I ist so gewählt, daß der Leistungsverstärker, wenn sein invertierender Eingang auf 0 liegt, einen Strom I abgibt, der an die Schleife 110 abgegeben wird und dessen Größe gleich derjenigen ist, die bei der Kalibrierungssequenz bestimmt wurde.The gradient meter 111 measures the value of the gradient and gives this measured value to the input + of a differential amplifier 112 with high gain, at whose inverting input a setpoint voltage V _{g is} applied, which corresponds to the gradient value, which was determined during the calibration. As long as the measured value is approximately equal to V _g , the output signal of the amplifier disappears 112 , This signal is applied to the inverting input of a power amplifier 113 is applied, which has a relatively low gain and whose non-inverting input is connected to a setpoint voltage V _I. This setpoint voltage V _I is chosen so that, when its inverting input is at 0, the power amplifier outputs a current I which is applied to the loop 110 and whose magnitude is equal to that determined in the calibration sequence.

Wenn sich der Wert des Gradienten ändert, ändert sich entsprechend auch die Spannung am Ausgang des Verstärkers 112, jedoch in wesentlich stärkerem Ausmaß. Unter der Wirkung dieser Spannungsänderungen gibt der Leistungsverstärker 113 einen zusätzlichen Strom i ab, der dem Strom I überlagert ist. Die Wirkung dieses Stromes i in der Schleife 110 ist der Wirkung der magnetischen Anomalie entgegengesetzt, welche den Gradienten verändert hat, der durch das Gradienten-Meßgerät 111 gemessen wurde. Das Ausgangssignal dieses Meß gerätes strebt also gegen den Sollwert V_g zurück. Man erkennt also die Wirkung eines Servomechanismus bzw. einer Regelschleife, die danach strebt, den Strom i so einzustellen, daß der Gradient auf dem Sollwert gehalten wird, unter Berücksichtigung eines kleinen Fehlersignals, das auftreten muß, um den Strom i aufrechtzuerhalten.As the value of the gradient changes, so does the voltage at the output of the amplifier 112 but to a much greater extent. Under the effect of these voltage changes gives the power amplifier 113 an additional current i, which is superimposed on the current I. The effect of this current i in the loop 110 is opposite to the effect of the magnetic anomaly which has changed the gradient passing through the gradient meter 111 was measured. The output of this measuring device thus strives against the setpoint V _g back. Thus, one recognizes the effect of a servomechanism that seeks to adjust the current i to maintain the gradient at the set point, taking into account a small error signal that must occur to maintain the current i.

In 3 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei welchem das Schiff ein Minensuchboot ist, das mit einer kompletten Gruppe von Immunisierungsschleifen ausgestattet ist, wozu sieben querverlaufende Schleifen 110, vier waagerechte Schleifen 210 und zwei vertikale Schleifen 310 gehören. Jeder dieser Schleifen ist ein Gradienten-Meßgerät zugeordnet, welches den Gradienten in der Achse eines Koordinatensystems Oxyz mißt, die der Normalen auf die Senkrechte der betrachteten Schleife entspricht. Es sind also sieben Gradienten-Meßgeräte 111 den Schleifen 110 zugeordnet, um den Gradienten entlang der Achse Ox zu messen, vier Gradienten-Meßgeräte 211, welche den Schleifen 210 zugeordnet sind und die Gradienten entlang der Achse Oz messen, und zwei Gradienten-Meßgeräte 311, die den Schleifen 310 zugeordnet sind und die Gradienten entlang der Achse Oy messen.In 3 an embodiment is shown in which the ship is a minesweeper equipped with a complete set of immunization loops, including seven transverse loops 110 , four horizontal loops 210 and two vertical loops 310 belong. Each of these loops is associated with a gradient meter, which measures the gradient in the axis of a coordinate system Oxyz, which corresponds to the normal to the vertical of the considered loop. So there are seven gradient meters 111 the loops 110 assigned to measure the gradient along the axis Ox, four gradient gauges 211 which the loops 210 and measuring the gradients along the axis Oz, and two gradient meters 311 that the loops 310 are assigned and measure the gradients along the axis Oy.

Die oben beschriebenen Vorrichtungen können auch in Digitaltechnik ausgeführt werden, was der derzeitigen Tendenz entspricht. Es können dann zur Speisung der Immunisierungsschleifen Stromgeneratoren mit digitaler Steuerung verwendet werden. Ein solches System ermöglicht auch eine Verbesserung der Immunisierungsergebnisse, indem einerseits der Zwang entfällt, die Gradienten-Meßgeräte nahe den zugeordneten Schleifen anzuordnen, wobei diese Gradienten-Meßgeräte von den Schleifen sogar vollständig gelöst werden können, und andererseits durch Berücksichtigung der Wechselwirkungen der Schleifen aufeinander.The Devices described above can also be used in digital technology accomplished which corresponds to the current trend. It can then for feeding the immunization loops power generators with digital Control can be used. Such a system also allows an improvement of the immunization results, on the one hand the compulsion is eliminated, near the gradient meters to arrange the associated loops, these gradient meters of the Even grinding completely solved can be and on the other hand by consideration the interactions of the loops on each other.

Zu diesem Zweck wird beispielsweise das in 4 gezeigte System verwendet, bei welchem eine Menge von Gradienten- Meßgeräten über das zu immunisierende Schiff verteilt wird, so daß die Meßgeräte bevorzugt in der Nähe von solchen Stellen gelegen sind, an denen die Gefahr einer lokalisierten Magnetisierung am größten ist. Die von diesen Gradienten-Meßgeräten G₁ bis G_N abgegebenen Signale werden an einen Multiplexer 41 angelegt, der auch die Funktion des Analog/Digital-Umsetzers erfüllt. Bekanntlich sind Gradienten-Meßgeräte allgemein aus zwei Feldsonden gebildet, die auf derselben Achse liegen und deren Signaldifferenz gemessen wird. Ein solches Gradienten-Meßgerät ist somit imstande, ohne jede weitere Komplikation den Meßwert des Feldes an der Stelle anzuzeigen, an welcher der Gradient gemessen wird. Diese Feldmeßwerte H₁ bis H_N werden an den Multiplexer 41 gleichfalls angelegt.For this purpose, for example, the in 4 in which a set of gradient gauges are distributed over the vessel to be immunized so that the gauges are preferably located near those locations where the risk of localized magnetization is greatest. The signals delivered by these gradient meters G ₁ to G _N are sent to a multiplexer 41 which also fulfills the function of the analog / digital converter. As is known, gradient meters are generally formed from two field probes which lie on the same axis and whose signal difference is measured. Such a gradient measuring device is thus capable of indicating, without any further complication, the measured value of the field at the point at which the gradient is measured. These field measurements H ₁ to H _N are sent to the multiplexer 41 also created.

Die Digitalsignale, welche die N Feldwerte und die N Gradientenwerte darstellen, werden anschließend an eine Recheneinheit 42 angelegt, welche den Ort und die Größe einer eventuellen magnetischen Anomalie oder mehrerer solcher Anomalien bestimmt. Aus diesen Ergebnissen bestimmt dann dieselbe Recheneinheit die Stromwerte, die für die verschiedenen Magnetspulen gelten müssen Diese Werte werden dann in einen Demultiplexer 43 eingegeben, der sie trennt und einer Gruppe von Stromversorgungen 44.1 bis 44.M zuführt, welche die Schleifen 11.1 bis 11.M speisen. Bei dieser Ausführungsform müssen keineswegs ebenso viele Gradienten-Meßgeräte wie Schleifen vorhanden sein, denn die Meßgeräte können von den Schleifen losgelöst sein.The digital signals representing the N field values and the N gradient values are then sent to a computing unit 42 created, which determines the location and size of any magnetic anomaly or more such anomalies. From these results, the same unit of calculation then determines the current values that must apply to the different solenoids. These values then become a demultiplexer 43 entered, which separates them and a group of power supplies 44.1 to 44.m which feeds the loops 11.1 to 11.M Food. In this embodiment, by no means must there be as many gradient measuring instruments as there are loops, because the measuring instruments can be detached from the loops.

Das Verfahren wird dann wie folgt durchgeführt:

– Die Werte der Gradienten werden durch den Rechner fortwährend mit den Anfangswerten verglichen, die bei der ursprünglichen Immunisierungsprozedur abgespeichert wurden.
– Sobald ein Gradient sich in signifikanter Weise geändert hat, bestimmt der Rechner aus einem mathematischen Modell des Magnetfeldes den Ort und die Größe der magnetischen Anomalie, die der Ursprung für diese Veränderung ist. Diese Berechnung erstreckt sich zunächst auf die Daten, welche das Gradienten-Meßgerät liefert, dessen Federsignal des größte ist, und anschließend auf diejenigen Daten, die von den anderen Gradienten-Meßgeräten geliefert werden, bei denen die Meßwerte signifikant sind. Anschließend wird ein Mittelungsverfahren und gegebenenfalls ein Iterationsverfahren auf die Gesamtheit von Ergebnissen angewendet, wodurch eine hochgenaue Lokalisierung der magnetischen Anomalie ermöglicht wird.

The procedure is then carried out as follows:

The values of the gradients are continually compared by the computer with the initial values stored in the original immunization procedure.
Once a gradient has significantly changed, the computer determines from a mathematical model of the magnetic field the location and magnitude of the magnetic anomaly that is the source of this change. This calculation first extends to the data provided by the gradient meter whose spring signal is the largest and then to those data provided by the other gradient meters where the measurements are significant. Subsequently, an averaging method and, if necessary, an iterative method is applied to the set of results, thereby enabling highly accurate localization of the magnetic anomaly.

Nachdem diese Anomalie markiert ist, schreitet der Rechner zur Berechnung der Ströme, die in die Schleifen eingeleitet werden müssen, um die Anomalie zu korrigieren. Zu diesem Zweck bestimmt er die Schleife, die der Anomalie am nächsten liegt, und berechnet die nötigen Änderungen der Stromgröße in dieser Schleife. Wenn die Anomalie in vergleichbarer Entfernung von zwei Schleifen liegt, berechnet er eine Stromverteilung für diese beiden Schleifen.After this If this anomaly is marked, the calculator will proceed to the calculation the streams, which must be introduced into the loops to correct the anomaly. For this purpose, he determines the loop closest to the anomaly, and calculates the necessary changes the current size in this loop. If the anomaly at comparable distance of two loops is, it calculates a current distribution for these two loops.

Da ein mathematisches Modell eine solche Anomalie niemals genau darstellen kann, verbleibt nach dem Aufbau dieser Ströme in den Schleifen eine bestimmte, im allgemeinen kleine Abweichung der Gradientenwerte von den ursprünglichen Werten. Der Rechner führt dann eine Iteration dieser Berechnungen durch, und wenn diese Iteration gegen eine nicht mehr verkleinerbare Abweichung der Gradienten konvergiert, so bestimmt der Rechner eventuell leichte Korrekturen für die Ströme anderer Schleifen, in dem Bestreben, diese Abweichung im höchstmöglichen Maße zu verkleinern.There a mathematical model never accurately represents such an anomaly can remain, after the construction of these currents in the loops a certain, generally small deviation of the gradient values from the original ones Values. The calculator leads then an iteration of these calculations through, and if that iteration converges to a no longer scalable deviation of the gradients, so the calculator may determine slight corrections for the streams of others Loops, in an effort to maximize this deviation Dimensions too out.

Eine magnetische Anomalie kann beispielsweise durch einen magnetischen Dipol mit dem Moment M nachgebildet werden. Das Magnetfeld und der Gradient in der Richtung Ox sind dann durch folgende Beziehungen gegeben:

A magnetic anomaly can be simulated, for example, by a magnetic dipole with the moment M. The magnetic field and the gradient in the direction Ox are then given by the following relationships:

Hieraus kann die Abszisse x der Lage des Dipols durch folgende Formel abgeleitet werden:

From this, the abscissa x of the position of the dipole can be derived by the following formula:

Eine gleiche Berechnung erfolgt für die anderen Achsen und liefert die Werte y und z.A same calculation is made for the other axes and returns the values y and z.

Da man nun die Raumkoordinaten des Ortes der Anomalie kennt, können leicht die drei Schleifen bestimmt werden, die in den drei Richtungen des Koordinatensystems orientiert sind und dieser Anomalie am nächsten liegen.There Now you know the space coordinates of the place of anomaly, can easily the three loops are determined in the three directions of the Coordinate system and are closest to this anomaly.

Zur Kompensation der magnetischen Anomalie müssen lediglich die Schleifen von einem solchen Strom durchflossen werden, daß die Schleifen magnetische Momente aufweisen, die gleich -Mx, -My bzw. -Mz sind.to Compensation of the magnetic anomaly only need the loops flows through by a current such that the loops magnetic Have moments equal to -Mx, -My and -Mz, respectively.

Die Ströme werden also durch Berechnung von Mx, My und Mz aus den Formeln (1) und den Werten x, y, z gewonnen, wenn weiterhin die elementaren Formeln für elektromagnetische Phänomene auf die Schleifen angewendet werden. Wenn in erster Näherung A_B die äquivalente Oberfläche der Wicklung ist, welche die entlang der Achse Ox gerichtete Schleife bildet, so ist die Stromänderung, durch welche die Anomalie kompensiert wird, gleich –Mx/A_B.The currents are thus obtained by calculating Mx, My and Mz from the formulas (1) and the values x, y, z, if the elementary formulas for electromagnetic phenomena continue to be applied to the loops. If, in the first approximation, A _{B is} the equivalent surface of the winding forming the loop oriented along the axis Ox, then the current change by which the anomaly is compensated is equal to -Mx / A _B.

Das Modell zur Nachbildung der Anomalien kann natürlich beliebig verfeinert werden, um eine verbesserte Kompensation zu erzielen.The Model for simulating the anomalies can, of course, be refined as desired, to achieve an improved compensation.

Claims

Method for magnetic immunization, in particular for ships (10), in which a set of conductive loops ( 110 . 120 ) in which currents flow whose intensity is determined in a phase of the calibration in order to compensate for the magnetic influence at that time, characterized in that each loop ( 110 ) a sensor ( 111 ), which is located as close as possible to this loop and measures the gradient of the magnetic field in place to determine the position of at least one magnetic anomaly which disturbs this compensation at a later time, and in at least one loop (US Pat. 110 ), which is closest to this anomaly, is varied in response to the readings of the probes to compensate for this anomaly.

Method according to claim 1, characterized in that the current in the gradient measuring device ( 111 ) associated loop ( 110 ) is changed in proportion to the signal change of this gradient meter to correct the change by feedback.

Method according to claim 1, characterized in that each sensor ( 111 ) measures both the magnetic field and the gradient of the magnetic field in its place and that computing means ( 42 ) are provided to determine by means of a mathematical model the magnetic moments of the magnetic anomaly and the current in the respective loop ( 110 ) in such a way as to compensate for the magnetic moments of this anomaly.

Method according to claim 3, characterized in that the number of sensors ( 111 - 121 ) and their places not with the number and locations of loops ( 110 . 120 ) are linked.

Method according to one of Claims 3 and 4, characterized in that first the current in that loop ( 110 ) which is closest to the anomaly in order to minimize the influence of this anomaly, and then the current is determined in loops sequentially farther away from the anomaly to optimize the compensation.

Method according to one of claims 3 to 5, characterized that this Model is a dipole model.

Method according to one of Claims 3 to 6, characterized in that the calculating means ( 42 ) work digitally.

Method according to one of claims 1 to 7, characterized that the Measurements and compensations in three mutually perpendicular axes respectively.