NO115447B - - Google Patents

Description

Magnetometer med magnetisk resonans.

Den foreliggende oppfinnelse har til formål forbedringer ved magnetometre med magnetisk resonans beskrevet i hovedpatentet.

Oppfinnelsen omfatter spesielt et magnetometer til måling av styrken av magnetiske felter, spesielt svake magnetiske felter (mindre enn 1 Gauss) og deres variasjoner ombord på bevegelige gjenstander (fly, luftskip, raketter osv.).

Man kjenner for tiden forskjellige typer magnetometre som setter igang magnetisk resonans. Slike anordninger er basert på måling av precesjonsfrekvensen, den såkalte Larmor frekvens, for det magnetiske moment, i alminnelighet kjernemoment, av en spesiell subato-mær partikkel i alminnelighet av en atom-kjerne og spesielt av en proton, i det magnetiske felt som skal måles, idet denne frekvens er proporsjonal med styrken av det magnetiske felt hvori den nevnte subatomære partikkel er

anbragt.

Hvis man med H betegner styrken (i gauss) av det magnetiske felt som skal måles og hvori den subatomære partikkel er anbragt, y det gyromagnetiske forhold for partikkelen (eksi-stensen av et forhold y som er vel definert betyr at det kinetiske moment eller spinnet, og føl-gelig det magnetiske moment for partikkelen ikke er null) og F0 precesjonsfrekvensen eller Larmor frekvensen ( i Hz) har man

2jtF0 =YH (1)

Det gyromagnetiske forhold y (i Gauss-<1>■ sek—<1>) er kjent med meget stor nøyaktighet for mange atomer. Spesielt er det gyromagnetiske forhold for proton i avoksygenert vann kjent med en presisjon på IO-'<1>, og den er lik 26751,3 Gauss—<L>•sek—1.

Den elektromagnetiske stråling med frekvensen F er sirkulært polarisert, resonansen - opptrer som en rotasjon av det samlede magne tiske moment om retningen av det magnetiske felt. Det roterende felt for den elektromagnetiske stråling detekteres ved hjelp av minst en spole anbragt omkring de subatomære partikler, i denne spole frembringer det roterende felt en elektrisk vekselspenning. Herav følger at hvis spolen befinner seg ombord 1 en bevegelig gjenstand som har en viss momentan vinkelhastighet co med rotasjon omkring retningen av det magnetiske felt, drives spolen selv til å utføre denne vinkelhastighet, og frekvensen av den vekselspenning som er frembragt i spolen på grunn av resonansen, vil ikke lengere være gitt av formelen (1) ovenfor, som tilsvarer den absolutte rotasjon av det samlede magnetiske moment i forhold til et fast referansesystem, men vil tilsvare den relative rotasjon av dette moment i forhold til et referansesystem som er bundet til den bevegelige gjenstand og følgelig til spolen. Med andre ord vil man etter loven om sammensetning av vinkelhastigheter ha, når man kaller f frekvensen for rotasjon med den momentane vinkelhastighet co:

Hvis man spesielt ønsker å måle med stor nøyaktighet et svakt magnetisk felt, som f. eks. det jordmagnetiske felt og dets variasjoner, med et magnetometer med magnetisk resonans og dets variasjon, med et magnetometer av den tidligere type, blir målingen feilaktig, fordi man neglisjerer innflytelsen av co ved å anvende formel (1), co kan anta forholdsvis betydelige verdier og være meget variabel, når målingen utføres ombord i et fly, et luftskip eller rakett som kan dreie seg om aksen for det magnetiske felt. Det er meget vanskelig om ikke umulig å utføre korreksjonen av co nettopp på grunn av den variable verdi av co. Herav følger meget generende feil for verdien av H og spesielt for variasjonene av denne.

Studier av magnetismen og geofysiske un-dersøkelser etter mineralske substanser og basert på variasjonene av H risikerer derfor å bli feilaktig hvis man ser bort fra innflytelsen av co.

Det er i hovedpatentet beskrevet et magnetometer som retter på de nevnte ulemper, idet dette magnetometer omfatter subatomære partikler med magnetiske og kinetiske momenter som ikke er null, midler som egner seg til å frembringe og detektere den magnetiske resonans og midler til måling av frekvensen av det signal som er detektert på denne måte, og magnetometeret er spesielt kjennetegnet ved at for det første omfatter det partikler hvis resonans detekteres, av to typer som har forskjellige verdier for forholdet mellom de nevnte momenter og for det annet omfatter det midler til måling' av den algebraiske differans mellom de tilsvarende magnetiske resonnansfrekvenser, idet hver av disse frekvenser påvirkes av for-tegnet for forholdet mellom de tilsvarende momenter.

Hvis man derfor kaller f og f" på den ene side og y' og y" på den annen side verdiene for f og y for de to partikkeltyper som f. eks. kan bestå av protoner for hvilke y' er positiv og kjerner av fluor for hvilke y" også er positiv, men mindre enn y', vil likningen (2) skrives på følgende måte for de to kjerner:

Hvis man med f" betegner differansen mellom frekvensene f og f" har man likningen: 2nf" ' = 2jtf" = (Y' h- y")H = GH (5), idet man med G betegner differansen y' -r- y" og antar at y' er større enn y". Verdiene av y' og y" er kjent med en stor nøyaktighet, og det gjelder også G.

Likningen (5) erstatter følgelig likning (1) med den fordel at frekvensen f" er nøyaktig proporsjonal med H, selv hvis magnetometret drives til rotasjon om retningen av H med en hastighet co.

Hvis y' og y" ikfce nar samme fortegn, idet y' f. eks. er positiv og y" er negativ, er likningen (3) riktig, mens likningene (4) og (5) erstattes med følgende likninger:

idet man i alle tilfeller med G angir den algebraiske differanse mellom de to gyromagnetiske forhold.

Som subatomære partikler som passer til å sette oppfinnelsen ut i livet ifølge hovedpatentet, kan man angi følgende par:

protoner og f luorkj erner,

protoner og fosforkjerner,

protoner og helium 3 kjerner

(alle disse kjerner har positive gyromagnetiske forhold unntatt helium 3 som har et negativt gyromagnetisk forhold).

Det er også angitt i hovedpatentet at i de foretrukne utførelsesformer (dette er spesielt tilfelle for de to første par) kan man benytte fremgangsmåten med dynamisk polarisasjon ved elektronisk pumping, en framgangsmåte som er omhandlet i det franske patent nr. 1 174 136, innlevert 6. april 1957, dvs. væskeprøver som omfatter i en oppløsning et oppløsningsmiddel som inneholder de nevnte kjerner (protoner, fluorkjerner, fosforkjerner) et paramagnetisk radikal som omfatter en ikke paret elektron, idet metningen av en elektronisk resonansstråle øker styrken av kjernesignalet.

Forsåvidt angår hver av sondene i magnetometret, så er de med fordel realisert i hovedpatentet i form av spinnoscillatorer av den type som er beskrevet i det franske patent nr. 1 351 587 av 28. desember 1962.

I hovedpatentet var de to sonder eller måle-hoder for magnetometret anordnet ved siden av hverandre og innbyrdes festet til hverandre.

Patenthaveren fant nu ut at ved å anbringe de to sonder ikke lengre ved siden av hverandre, men i en viss innbyrdes avstand, spesielt den ene bak den annen, i det vertikale symmetriplan for den gjenstand, f. eks. et fly som bærer magnetometret, vil det være mulig å kompensere for forstyrrelsene av målingen av styrken av det jordmagnetiske felt, og dette skyldes ikke bare «den gyroskopiske effekt» som frembringes ved rotasjonen av flyet, men også «permanente» magnetiske «snyltefelter» som frembringes av de permanente magnetiseringer og matestrøm-mene for utstyret ombord i flyet, idet styrken av dette snyltefeltet varierer fra det ene punkt i flyet til det annet.

Oppfinnelsen består i at de to sonder hvis aktive substanser omfatter subatomære partikler med forskjellige gyromagnetiske forhold er anbragt på to steder som har tilnærmet samme verdi for produktet av styrken på et sted av det permanente magnetiske snyltefelt og det gyromagnetiske forhold for partiklene i sonden som er anbragt på dette sted.

Oppfinnelsen omfatter spesielt men ikke bare, anvendelsen i magnetometre som er be-stemt til å måle variasjoner fra ombord i et fly, av det jordmagnetiske felt, dvs. magneto-variometre.

Magnetometret vil bedre forståes ved hjelp den følgende beskrivelse sammen ved vedlig-gende tegningersom selvfølgelig bare angir eksempler. Fig. 1 viser skjematisk og i sideoppriss med delvis snitt et fly hvori er anbragt et magnetometer som skal realisere forbedringene ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 viser spesielt et blokkdiagram av et magnetomter forsynt med forbedringene ifølge oppfinnelsen.

Når man skal anbringe et magnetometer med magnetisk resonans og som skal kompensere for både virkningene av flyets eller en annen bevegelig gjenstands rotasjon og hvori magnetometret er anbragt, og permanente magnetiske snyltefelter som frembringes i flyet eller den bevegelige gjenstand, går man frem på følgende eller en lignende måte.

Man viser først til fig. 1. På denne er skjematisk vist et fly med sin nese N, sin kropp F, sine vinger L, sine ror G på den bakre bære-flate E og sin hale Q. Man vet at den største del av apparatene ombord (motorer, elektrisk og elektronisk utstyr, lagerrom, reservoarer etc.) og som krever en permanent magnetisk kompen-sasjon, inneholdes i et tilnærmet kuleformet område R som befinnerseg foran i flyet, idet sentret for dette området R faller tilnærmet sammen med barysentret M for de magnetiske masser i flyet. Apparatene i dette området på-virker en målesonde anbragt i B i en avstand d fra dette barysenter M mere enn en målesonde anbragt ved A i en ytterligere avstand a fra barysentret M. På figuren er det sørget for at A befinner seg i halen Q for flyet, mens B befinner seg mellom denne hale og området R, idet disse to steder A og B forøvrig utgjør foretrukne steder for de to sonder.

Hvis man anbringer sondene slik som angitt ved A og B, og hvis man, anvender den nevnte formel (5) har man

2jtf" = (y* - y")H;hvis H er den samme i A og i B. Men hvis, som man kan anta, styrken av det magnetiske felt i A og B omfatter to ledd, dvs. et første felles ledd H0 lik det «jord»magnetiske felt som skal måles, og som neppe varierer mellom A og B, og et annet ledd hA i punktet A og hR i punktet B, og som skyldes permanente magnetiske for- ;styrrelser som frembringes i flyet og spesielt kommer fra kretser og annet i utstyret for området B blir formel (5): 2* f" = y' (H0 + ShA) y" (H0+ 2hB) (6)

idet man setter S = ± 1 og antar at y' er det gyromagnetiske forhold for atomkjernene i den sonde som er plasert i punktet A og y" er det gyromagnetiske forhold for atomkjernen i den sonden som er plasert i punktet B.

Formelen (6) kan også skrives

2jt f"'<=>(Y' - Y")H0+ 2(y 'hAY"hR) (7) Formelen (7) omfatter i forhold til formel (5) et korreksjonsledd

(Y'hA - Y"<h>n)

Overensstemmende med oppfinnelsen valgte man punktene A og B for at denne korreksjon skulle bli null, dvs. for at man skulle få

Y'hA - y"hB(8) dvs. man valgte stedene for de to sonder hvis aktive substanser omfatter subatomære partikler (spesielt atomkjerner) med forskjellige gyromagnetiske forhold for at man i disse to stillinger skulle ha tilnærmet samme verdi for produktet av styrken av det permanente magnetiske snyltefelt i en stilling og det gyromagnetiske forhold for partiklene (eller kjernene) i den sonde som er plasert i denne stilling.

Man vil først bemerke at man i et punkt som f. eks. A, hvor styrken av det magnetiske snyltefelt er det svakeste, anbringer den sonde hvis atomkjerner har det høyeste gyromagnetiske forhold.

Det er dessuten en fordel selv om den ikke er uunnværlig, å plasere den sonde hvis gyromagnetiske forhold er det høyeste nær halen

(i punktet A) og den annen sonde i nærheten

av denne ved B i en avstand a som er liten i forhold til avstanden d slik at Hnblir tilnærmet den samme i begge disse to punkter.

Man vil også bemerke at den riktige funk-sjon av magnetometret forutsetter at forholdet hA/hB(som bør forbli lik forholdet y"/y') for~blir uforanderlig, slik at det magnetiske barysenter M (nær sentret for området R) forblir invariant. Man har effektivt konstatert at på de vanlige fly forskyver dette barysenter seg meget lite.

På fig. 2 er vist en utførelsesform for magnetometret som er skikket til å sette oppfinnelsen overensstemmende med den i hovedpatentet beskrevne type ut i livet og anvende den elektroniske pumping ifølge det franske patent nr.

1 174 136, innlevert 6. april 1957.

Det magnetometer som er vist på fig. 2, omfatter to magnetiske resonansgeneratorer 1 a anbragt i A og 1 b anbragt i B og innrettet til å frembringe to spenninger med frekvensene

f og f" som er lik Larmor frekvensen for to

subatomære partikler, spesielt to atomkjerner med forskjellige gyromagnetiske forhold y' og y".

Hver av de magnetiske resonansgenerato-rene la og lb omfatter en beholder 2a, 2b

som inneslutter en oppløsning 3 a, 3 b som omfatter for det første et oppløsningsmiddel hvori atomkjernene befinner seg (forskjellige for de to beholdere) med magnetisk moment og kinetisk moment forskjellig fra null, og følgelig med

vel definert gyromagnetisk forhold, og for det annet oppløst i oppløsningsmidlet et fritt paramagnetisk radikal med hyperfin struktur (dvs. en resonansfrekvens i et magnetisk felt null) som er forholdsvis stor og en dipolær kobling mellom spinnene for de ikke parede elektroner i det frie radikal og spinnene for atomkjernene i oppløsningsmidlet, idet metningen av en elektronisk resonansstråle fra en slik radikal, på grunn av Overhauser-Abragam effekten, øker styrken av signalet med Larmor frekvens fra atomkjernene.

Som eksempel kan beholderen 2a inneholde

en oppløsning 3 a på 200 cm<3>med vann som inneholder en oppløsning med 0,5 g perok-sylaminsulfat (SO:!)2NOK2hvis resonansfrekvens ved felt null er av størrelsesordenen 56 MHz, mens beholderen 2 b inneholder en oppløsning 3 b på 200 cm3 méd C^ K^ CF.^)^ under formen meta; mettet i peroksylaminsulfatet.

De to beholdere 2 a, 2 b er anbragt i en

viss avstand a (fortrinnsvis liten) fra hverandre, idet denne avstand fortrinnsvis er regulerbar, f. eks. ved forskyvning av minst en av beholderne på en skinne 2, og den elektroniske resonansstråle på 56 MHz (S03),NOK2, Fremy, som

inneholdes i hver av beholderne, er mettet ved hjelp av en spole 4 a, 4 b anbragt i den nevnte beholder og matet gjennom en koak-sialkabel 5 fra en høyfrekvensgenerator eller oscillator 6 som levere en sinusformet spenning med frekvens lik 56 MHz, idet den effekt som forbrukes av oscillatoren, f. eks. er av stør-relsesordenen watt.

På grunn av metningen av den elektroniske stråle på 56 MHz fra (S03)2NOK2, får det

magnetiske resonanssignal fra protonene i opp-løsningen 3 a for det første og fluorkjernene i oppløsningen 3 b for det annet i det magnetiske felt H som eksisterer i området 7, som inntas av beholderne 2 a, 2 b, en styrke som er øket på grunn av Overhauser-Abragam effekten.

Signalet med Lamor frekvensen i hver av beholderne 2 a, og 2 b detekteres ved hj elp av en montasje av typen spinnoscillator.

Hver av disse montasjer omfatter to spoler

8 a og 8 b og 9 a og 9 b som omgir beholderen, og som kan ha f. eks. henholdsvis 6 000 og 200 vindinger. Mellom de ytre spoler 8 a, 8 b og 9 a, 9 b på den ene side og de indre spoler 4 a, 4 b på den annen side er anordnet en elektrisk skjerm( ikke vist) av kjent type, som er prak-tisk talt ugj ennomtrengelig for den elektromagnetiske stråling på 56 MHz, men gj ennomtrengelig for den magnetiske resonansstråling med frekvensene henholdsvis

For å gjøre tegningen klarere er spolene 8 a, 8 b og 9 a, 9 b vist adskilt fra beholderen.

Mellom klemmene for hver av spolene 8 a,

8 b er montert en kondensator 10 a, 10 b, idet sammenstillingen 8 a—10 a, 8 b—10 b danner en •avstemt resonanskrets på Larmor frekvensen henholdsvis f og f".

Hver spole 8 a, 8 b er forbundet med en lineær forsterker lia, 11b uten faseforvreng-ning, idet denne forsterker fortrinnsvis er en selektiv forsterker for et smalt båndpass sentret på henholdsvis f og f". I dette tilfelle er selek-tiviteten for resonanskretsen (hvis overspen-ningsfaktor eller kvalitetsfaktor kan være av størrelsesordenen 4 til 6 for å redusere igang-setting av frekvenstrekking) og forsterkeren eliminerer en stor del av bakgrunnsstø<y>en og øker følgelig signal/støy forholdet.

Forsterkeren lia, 11b som kan ha en for-sterkning av størrelsesordenen 70 decibel, avgir et signal over en motstand 13 a, 13 b (som har stor ohmsk motstand i forhold til selvinduk-sjonsmotstanden i 9 a, 9 b, f. eks. av størrelses-ordenen 100 000 ohm) til spolene 9a, 9b. Midt-punktene av spolene 8 a, 8 b og 9 a, 9 b og forsterkeren lia, 11b for hver vei er satt til massen.

Aksene for spolene 8 a, 8 b og 9 a, 9 b er innbyrdes loddrette, slik at man får en elektrisk avkobling mellom hvert par spoler 8a—9a og 3 b—9 a. Restkoblingen gjøres minimal ved hjelp av utjevningspotensiometere 14 a, 14 b på 25 000 ohm. Under disse koblingsforhold kan bare cj erneresonansfenomenet koble spolene 8 a—9 a?å den ene side og 8 b—9 b på den annen side. Når spolene 8a, 8b er setet for en kjerne-mduksjons vekselstrøms elektromotorisk kraft ned Larmor frekvens som tilsvarer det magnetiske felt H (lik H0 + hA eller HH + hB) med let gyromagnetiske forhold henholdsvis y' og /', blir denne elektromotoriske kraft forsterket red hjelp av forsterkeren lia, 11b, derpå på-trykt spolen 9 a, 9 b hvorved det elektromagnetiske felt sikrer opprettholdelsen av denne elektromotoriske kraft, hvilket sørger for opprettholdelsen av oscillasjonene. Man kan si at sammenstillingen 8 a—11 a—9 a med beholderen 2 a Då den ene side og 8 b—11 b—9 b med beholderen 1 b på den annen side danner en virkelig kvan-teoscillator som tilsvarer en klassisk reaksjons->scillator i hvilken kjerneresonanskurven spil-er rollen som kurve for den oscillerende krets i ie klassiske oscillatorer. Koblingen finner sted ned Larmor frekvens, oscillatoren oscillerer med ienne frekvens.

Sett under ett vil hvis man antar at H = O, Ingen strøm gå i forsterkeren 11 a, 11 b på grunn

iv avkoblingen mellom spolene 8 a—9 a, 8 b—9 b.

Derimot vil, når H er forskjellig fra null, de magnetiske momenter for hydrogenkjernen i oppløsningen 3 a og fluorkjernene i oppløsnin-gen 3 b undergå en precesjon med Larmor frekvensen, og hver generator eller kjerneoscilla-tor la, lb spesielt hver forsterker 11 a,. 11b, avgi en spenning med frekvens lik den nevnte Larmor frekvens dvs. f for lia og f" for 11b.

En blander 15 mottar spenningene med frekvenser f og f" som avgis ved utgangene 12 a og 12 b, og den leverer på sin utgang 24

et signal som representerer frekvensene f, f",

f + f" og f -f- f". Et båndpassfilter 16 lar (når y' og y" er positive, slik som i det valgte eksempel) bare frekvens f -4- f" på hvilket, båndpass filtret er sentrert, passere.

I henhold til formel 5, er frekvensen f" for den spenning som kommer fra filtret 16, nøyaktig proporsjonal med styrken H0 av det magnetiske felt som skal måles i området 7 og uavhengig av co. Dessuten er, overensstemmende med oppfinnelsen når betingelsen 8 er tilfreds-stillet f" uavhengig av de permanente magnetiske snyltefelter hA ved A og hBved B.

Frekvensen f" måles i en frekvensmåler 17 av kjent type, og verdien av denne frekvens registreres ved hjelp av en registrerlngsanord-ning 18.

I det valgte eksempel og i tilfellet av at man måler styrken H (av størrelsesordenen 0,5 Gauss) av det jordmagnetiske felt er frekvensen: f = ca. 2 100 Hz, f" — ca. 1 975 Hz og f" = ca. 125 Hz. . I en variant av montasjen på fig. 2 kan beholderen 2 a inneholde en oppløsning av (S03)2NOK2mettet med natriummetafosfat, idet den annen partikkel da er fosfor. Bare av-stemningsfrekvensene f" og f" er da forskjellige.

Målingen av frekvensen er som i hovedpatentet, forholdsvis vanskelig hvis man vil oppnå stor presisjon, da denne frekvens er forholdsvis lav (det dreier seg om frekvensdifferansen f" = f' -f- f" som er av størrelsesordene 125 Hz for det jordmagnetiske felt på våre breddegra-der, når atomkjernene er protoner og fluor-kjeerner).

Til å måle en så liten frekvens er det spesielt fordelaktig å benytte en frekvensmåler for lave frekvenser.

Selv om man har vist oppfinnelsen i tilfellet av at man setter den ut i livet med to spinnoscillatorer, spesielt med sammenstillingen av på den ene side protoner og sammenstillingen av fosforkjerner eller fluorkjerner på den annen side, kan oppfinnelsen også anvendes med de samme sammenstillinger av partikler med andre typer magnetiske resonansgeneratorer, f. eks. med generatorer av masertypen beskrevet i fransk patent nr. 1 117 112 innlevert 1. juni 1957 eller generatorer med fri precesjon beskrevet i det franske patent nr. 1 221 637 innlevert 23. desember 1958, idet disse generatorer med for del anvender Overhauser-Abragam effekten.

På den annen side er det som eksempel på oppløsning med fritt paramagnetisk radikal (dvs. med ikke paret elektron) som brukes i beholderne 2a og 2b angitt en oppløsning av (S03)3NOK2. Istedenfor en slik oppløsning vil man kunne bruke oppløsninger av difenylpro-pylhydrazyl eller et fritt radikal som inneholder en radikal nitroksydgruppe hvis kvelstoffatom bare er bundet til to kullstoffatomer som hver er forbundet med tre andre kullstoffatomer (av den type som er beskrevet i belgisk patent nr. 514 472). Selvfølgelig varierer frekvensen for den elektroniske resonansstråle som er på 56 MHz i tilfellet med (SO^NOK , fra det ene frie magnetiske radikal til det annet.

Endelig består i det tilfellet da en av sam-menstillingene av subatomære partikler omfatter en sammenstilling av helium 3 kjerner, ge-neratoren med den Larmor frekvens som tilsvarer disse kjerner, med fordel av en generator av den optiske pumpetype beskrevet av L. D. Schearer i «Advances in Quantum Electronics» på side 239 til 251 (utgiver J. R. Singer — Colum-bia University Press, New York og London, 1961).

Man skaffer seg således et magnetisk resonansmagnetometer som i forhold til magnetometre av den kjente type, har mange fordeler spesielt følgende: For det første er dets målinger uavhengige av rotasjoner av magnetometret i forhold til retningen av det magnetiske felt som skal måles.

Dets målinger er også uavhengig av permanente magnetiske snyltefelter som frembringes av permanente magnetiseringer og mate-strømmer for utstyret ombord på flyet.

Målingene er absolutte hvis man også ved hjelp av kjente klassiske midler kompenserer for de andre forstyrrelser ombord på flyet (felter som induseres av det jordmagnetiske felt i ferromagnetiske materialer, overgangsfelter som kommer tilsyne ved lukningen eller åpningen av en elektrisk strømkrets ombord på flyet, og felter som induseres av hvirvelstrømmer).

Magnetometret gjør det mulig automatisk å registrere variasjoner i den absolutte verdi av det jordmagnetiske felt.

Claims (2)

1. Magnetisk resonansmagnetometer ifølge patent nr. 110 748, hvir i tillegg til gjennom-føring av kompensasjonen av «den gyroskopiske effekt» som frembringes ved rotasjonen av det fly eller annen bevegelig gjenstand som trans-porterer magnetometret, også det «permanente» magnetiske felt som frembringes ved permanente magnetiseringer og matestrømmer for utstyret ombord i flyet kompenseres, idet dette magnetometer omfatter to sonder inneholdende subatomære partikler av en spesiell art med magnetisk moment og kinetisk moment forskjellig fra null, idet disse arter med partikler har forskjellig gyromagnetisk forhold, midler egnet til å frembringe og detektere den magnetiske resonans av disse partikkelarter, midler til å måle de to magnetiske resonansfrekvenser for de partikkelarter og midler til å måle den algebraiske differanse mellom de to magnetiske resonansfrekvenser, karakterisert ved at de to sonder er anbrakt på to steder som har tilnærmet samme verdi for produktet av styrken på et sted av det permanente magnetiske snyltefelt og det gyromagnetiske forhold for sonden som er anbrakt på dette sted.

2. Magnetometer ifølge krav 1 og anbrakt i et fly, karakterisert ved at sonden med partikler med det høyeste gyromagnetiske forhold er anbrakt i flyets hale, mens den annen sonde er anbrakt i liten avstand fra den første sonde mellom denne og barysentret for de magnetiske masser på flyet.