NO151176B - Gressklipper med motordreven kniv. - Google Patents

Description

Fremgangsmåte og innretning for måling av svake magnetiske felter,

særlig jordmagnetiske felter, ved kjerneinduksjon.

Oppfinnelsen angår forbedringer ved

fremgangsmåter og innretninger for måling av styrken av svake magnetiske felter

(under ca. 10 gauss), spesielt jordmagnetiske felter (og disses variasjoner) ved

hjelp av kjerneinduksjon av den i hovedpatentet angitte art. Ifølge dette gjøres det

bruk av en flytende »prøve» som inneholder, oppløst i et oppløsningsmiddel, atomkjerner som har et kinetisk moment (eller

spinn) og et magnetisk moment som er forskjellig fra null, et paramagnetisk stoff

som har hyperfin struktur og som — når

en elektronisk resonanslinje av dette stoff

mettes ved hjelp av et elektromagnetisk

felt — frembringer den såkalte Overhauser-Abragam-effekt.

Oppfinnelsens formål er i første rekke

. å øke såvel hurtigheten, dvs. gjentagelsesfrekvensen av målingene av magnetiske

felters styrke, som også følsomheten og

nøyaktigheten av slike målinger.

Hovedpatentet angår en fremgangsmåte og en innretning for måling av styrken av svake magnetiske felter (på under

ca. 10 gauss) under anvendelse av en «ma-terialprøve» som inneholder atomkjerner

med magnetisk og kinetisk moment som er

forskjellige fra null, ved hjelp av kjerneinduksjon — dvs. ved å påtrykke et magnetisk hjelpefelt som forløper praktisk talt

vinkelrett på det magnetfelt som skal må-

les, slik at de magnetiske momenter av atomkjernene i «prøven» orienteres i retningen av resultantmagnetfeltet (av hjelpefeltet og av feltet som skal måles), hvoretter man plutselig undertrykker hjelpef eltet, slik at de nevnte atomkjerners magnetiske momenter kan utføre en fri presesjonsbevegelse omkring magnetfeltet, som skal måles, med en frekvens — såkalt Larmorfrekvens — som er nøyaktig proporsjonal ved dette magnetfelts styrke; ved måling av frekvensen av den elektromotoriske kraft som utvikles (i en spole som omgir den nevnte «prøve» og hvis akse for-løper vinkelrett på feltet som skal måles) ved hjelp av feltet som roterer (med Larmorfrekvens), og som er tilknyttet til den nevnte presesjon av det magnetiske moment, kan man finne ut styrken av magnetfeltet som skal måles (den nevnte spole tjener dessuten generelt, ved hjelp av en passende kommuteringsinnretning, til å fremkalle hjelpef eltet), når spolen mates ved en likerettet strøm;

I hovedpatentet besto, for det ene, «prøven» av et oppløsningsmiddel, som hadde atomkjerner med magnetisk og kinetisk moment forskjellige fra null, i hvilket oppløsningsmiddel det var løst opp et paramagnetisk stoff (f.eks. kalium-nitrosodisulfonat) av hyperfin struktur som var i stand til å fremkalle Overhauser-Abragam-effekten, og som ble utsatt for et radio-elektrisk felt av elektronisk resonansfrekvens, for å mette en av de elektroniske resonanslinjer hos stoffet som har en hyperfin struktur, —

og for det annet hadde det magnetiske hjelpef elt en størrelsesorden så lite over styrken av det magnetfelt som skulle måles (eksempelvis var hjelpefeltets styrke ca. 5 ganger større enn styrken av feltet som skulle måles, mens man før — hvor det ikke ble anvendt noe tilsatt paramagnetisk stoff — benyttet et hjelpef elt hvis styrke var hundre eller flere hundre ganger større enn styrken av feltet som skulle måles).

Fremgangsmåten og innretningen iføl-ge hovedpatentet er i hovedsaken karakterisert derved, at man, istedet som før å la påtrykningen av hjelpemagnetfeltet vare i minst 2 sekunder, bare foretar denne på-trykning meget kortvarig, nemlig i varig-hetsordenen av Larmorperioden (dvs. det resiproke av Larmorfrekvensen), nemlig en 0,5/1000 sekund i jordfeltet, helst i et tidsrom som er bare såvidt over en fjerdedel av denne periode, når det anvendes hydro-genkjerner (protoner).

Ved å forkorte hjelpefeltets påtryk-ninesperiode til bare en brøkdel av et tu-sendels sekund (altså ikke av størrelses-ordenen 1 sekund) oppnådde man ifølge hovedpatentet å nedsette varigheten av hver enkeltmåling av det magnetiske felt. altså å øke gjenta<g>elsesfrekvens av disse måleoperasioner, til nesten den dobbelte (perioden for fri presesjon, i hvilken man bestemte presesjonsfrekvensen, var i de tidligere fremgangsmåter av størrelsesordenen 2—3 sekunder).

Forøvrig er det å bemerke at i hovedpatentet ble frekvensen av den fri presesjon målt ved hjelp av en frekvensmåler, som innbefattet anordninger som frem-bragte et rektangulært signal, hvis varighet var lik et forut bestemt, helt antall av Larmorperioder, og en telleinnretning som var innrettet for telling av urverkspulser (som levertes med konstant gjentagelses-frekvens) under varigheten av et signal, og antallet av disse pulser er omvendt proporsjonal med styrken av det magnetiske felt som skal måles.

Ennvidere beskriver hovedpatentet en helt elektronisk utførelsesform av kommu-teringsinnretningen, som forbandt spolen som omgir «prøven», avvekslende med en generator som leverer likestrøm for frem-bringelse av hjelpef eltet og med den til frekvensmåleren knyttede forsterker, for å bestemme den fri presesjonsfrekvens, altså en ultrahurtig virkende kommuteringsanordning, som øket gjentagelsesfrekvensen av målingene.

Den foreliggende oppfinnelse skaffer en ytterligere økning av gjentagelsesfrekvensen av måleoperasj onene derved at perioden for fri presesjon nedsettes, spesielt tidsintervallet som atskiller avslutningen av den periode i hvilken den fri presesjons frekvens bestemmes og begynnelsen av den periode i hvilken hjelpef eltet påtrykkes for den følgende måling av magnetfeltet. Inntil nå har det vært nødvendig å avvente at de magnetiske momenter ved fri presesjon under innflytelsen av denne presesjons utdøen, kom praktisk talt i linje med magnetfeltet, som skal måles, før hjelpefeltet ble påtrykket, hvis man skulle være sikker på at det ble utviklet (i spolen som omgir «prøven») en tilstrekkelig sterk elektromotorisk kraft, ved den fri presesjon av magnetiske momenter av atomkjernene ved magnetisk moment og kinetisk moment forskjellige fra null, for amplituden av denne elektromotoriske kraft var — hvis i hjelpefeltets påtrykkingsøyeblikk de magnetiske momenter ennå ikke hadde hatt tid til atter å komme i linje med feltet som skal måles — avhengig av disse momenters posisjon på presesjonskonusen, så amplituden kunne variere opp til den dobbelte, hvilket er utilstrekkelig hvis det skal oppnås en nøyaktig og følsom måling. Man var derfor nødt til å vente i flere sekunder (f.eks. 2—3 sekunder) før hjelpefeltet ble påtrykket på nytt. Selv med de forbedringer som hovedpatentet skaffet, krevet derfor hver enkelt måling en varighet på 2—3 sekunder, til tross for at varigheten av selve påtrykkingen av hjelpefeltet var blitt nedsatt til ca. 1 millisekund.

Den foreliggende oppfinnelses fremgangsmåte består i hovedsaken deri at man systematisk begynner påtrykkingen av hjelpemagnetf eltet ved hver måleoperasjon av magnetfeltet, etter at frekvensen av den forutgående måleoperasjons presesjonssignal er blitt bestemt, når de magnetiske momenter av atomkjernene hos «prø-ven» — hvis magnetiske og kinetiske momenter er forskjellige fra null — før de atter er kommet i linje med magnetfeltet som skal måles, inntar en nøye bestemt og konstant stilling på preses jonskonusen, dvs. ved en viss fasevinkel av den elektromotoriske kraft som induseres ved prese-sjonen av disse magnetiske momenter, hvilken stilling og vinkel svarer praktisk talt til den maksimale amplitude av presesjonssignalet.

Innretningen i henhold til oppfinnelsen er kjennetegnet ved at den innbefatter anordninger for å utlede rektangulære signaler hvis varighet er lik et forut valgte hele Larmorperioder, som fremkommer i frekvensmåleren, en puls som er synkron med en av signalets fronter (den forreste eller fortrinnsvis den bakre), altså opptrer ved begynnelsen eller fortrinnsvis ved slutten av dette signal, anordninger som forsinker denne puls med en konstant men regulerbar forsinkelse (som eventuelt er kortvarigere enn en Larmorperiode), samt anordninger som, ved hjelp av den forsinkede puls, kopler ut likestrømmen som frembringer et hjelpemagnetf elt i spolen som omgir «prøven».

Mere spesielt kan innretningen innbe-fatte en differensierende strømkrets som ved slutten av det nevnte rektangulære signal utleder en puls, samt en forsinkende strømkrets, fortrinnsvis av monostabil mul-tivibratortype, som forsinker den nevnte puls med en konstant, men regulerbar verdi, hvilken forsinkede puls tilføres til den ovennevnte kommuteringsanordning, for å forbinde den nevnte spole med likestrøms-generatoren.

Oppfinnelsen omfatter også anvendelse i magnetmetere som er beregnet på å måle jordmagnetiske felter og disses variasjoner, f.eks. for malmletingsformål.

På tegningene viser fig. 1 skjematisk en innretning i henhold til oppfinnelsen. Fig. 2 viser en foretrukken utførelse av anordningene i frekvensmåleren, for ut-ledning av det rektangulære signal, og pulsen styrer kommuteringsanordningen; disse deler befinner seg innenfor det rektangel som er vist med strekede linjer i fig. 1. Fig. 3 viser formene av bølger og pulser som benyttes i de forskjellige enheter i fig. 1 og 2. Fig. 4, 5 og 6 viser former av bølger og pulser som benyttes hvis man: — i en innretning i henhold til hovedpatentet lar de magnetiske momenter få komme i linje med feltet, som skal måles, før begynnelsen av hver ny måleoperasjon (fig. 4), — i en innretning i henhold til hovedpatentet ikke avventer at de magnetiske momenter får komme i linje med feltet som skal måles, men påbegynner den nye måleoperasjon når de magnetiske momenter befinner seg i en vilkårlig posisjon på presesjonskonusen (fig. 5), — hvis man anvender forbedringene i henhold til den foreliggende oppfinnelse, dvs. ikke avventer at de magnetiske momenter kommer i linje med feltet som skal måles, men begynner hver ny måleopera-

sjon når de magnetiske momenter befinner seg i en forut bestemt, alltid den samme, posisjon på presesjonskonusen (fig. 6).

Fig. 1 viser, i form av et blokkskjema, et magnetometer med kjerneinduksjon i henhold til hovedpatentet, i hvilket forbedringene i henhold til nærværende tilleggs-patent kan anvendes.

Anordningen innbefatter en beholder 1 som inneholder en prøve eller oppløsning

2, som består av et oppløsningsmiddel (spesielt vann) som inneholder atomkjerner (spesielt protoner) med magnetisk moment og kinetisk moment som er forskjellige fra null, samt et paramagnetisk stoff som har hyperfin struktur av den fikserte eller bundne type som frembyr en atskil-lelse (mellom energinivåer) forskjellig fra null i det magnetiske felt på null (spesielt kalium-nitrosodisulfonat i en konsentra-sjon av 1/1000 mol-gram pr. liter); videre en spole 3 som består av et meget lavt antall vindinger (f.eks. en eller to vindinger) som stikker inn i «prøven» 2, hvilken spole tilføres høyfrekvent spenning ved en frekvens som svarer til den elektroniske resonansfrekvens av det paramagnetiske stoff i feltet som skal måles (spesielt ca. 55 MHz når det benyttes en vandig oppløsning av kaliumnitrosodisulfonat plassert i det jordmagnetiske felt), fra en høyfrekvensgene-rator 4, som arbeider ved den nevnte høy-frekvens (spesielt 55 MHz), en varierbar kondensator 5 som tjener til å regulere re-sonanskretsens 3,5 frekvens til overens-stemmelse med den nevnte elektroniske høye resonansfrekvens; — og videre en spole 6 med et stort antall vindinger (f.eks. tusen vindinger) som omgir beholderen 1 og er plassert slik at dens akse står vinkelrett på spolens 3 akse og på retningen av magnetfeltet som skal måles; — samt en kommuteringsanordning ved hvis hjelp en koaksialkabel 8, som er forbundet med spolens 6 klemmer, kan forbindes avvekslende med en ledning 9, som mates fra en likestrømsgenerator 10 (som da ved hjelp av spolen kan frembringe hjelpef eltet praktisk talt vinkelrett på retningen av magnetfeltet som skal måles), og med en koaksialkabel 11, som kan til-føre . en for-forsterker 12 den elektromotoriske kraft med den kjerneresonansfre-kvens (eller Larmorfrekvens, som er nøy-aktig proporsjonal med styrken av magnetfeltet som skal måles) som fremkalles i spolen 6 ved den fri presesjon av de nevnte atomkjerner etter plutselig undertrykkelse av hjelpef eltet (med uttrykket «plutselig undertrykkelse» menes her en undertryk-

keise som finner sted i løpet av et tidsrom som er kortvarigere enn varigheten av Larmorperioden i feltet som skal måles, f.eks. ca. 0,5 millisekund for det tilfelle at man måler det jordmagnetiske felt ved å benytte protoner som atomkjerner); — samt en frekvensmåler 13, som gjennom en ledning 14 tilføres den i 12 for-sterkede elektromotoriske kraft, hvilken frekvensmåler er innrettet til å avlevere et rektangulært signal, et såkalt «for-telle-signal», hvis varighet er lik et forut bestemt, helt antall Larmorperioder (dette antall kan forøvrig være regulerbart i visse magnetometere som har flere forskjellige nøyaktighetstrinn, idet presisjonen tiltar med økning av det nevnte antall), samt en telleinnretning som kan telle antall av ur-pulser som sendes ut med en konstant frekvens fra et ur (som er inkorporert i tel-leren) under varigheten av det nevnte «for-tellesignal», idet antallet av tellede urpul-ser er proporsjonalt med varigheten av «for-tellesignalet», altså omvendt proporsjonal med Larmorfrekvensen og følgelig også med styrken av magnetfeltet som skal måles; — samt anordninger for programme-ring av kommutatoren 7.

I de utførelsesformer som er beskrevet i hovedpatentet, ble kommutatorrnnretnin-gen styrt slik at i en forut bestemt tidsperiode (av størrelsesordenen millisekund) ble ledningen 9 satt i forbindelse med koaksialkabelen 8, og deretter, likeledes i en konstant tidsperiode, av størrelsesorde-nen 2—3 sekunder eller mere, ble koaksialkabelen 8 satt i forbindelse med koaksialkabelen 11; denne siste tidsperiode måtte være tilstrekkelig langvarig til at atomkjernenes magnetiske momenter atter fikk komme i linje med magnetfeltet som skulle måles.

I henhold til den foreliggende oppfinnelse derimot, begynner man systematisk påtrykkingen av det magnetiske hjelpef elt (dvs. matingen av spolen 6 ved å forbinde den med generatoren 10), for hver måleoperasjon av magnetfeltet, etter at frekvensen av presesjonssignalet fra den forutgående måleoperasjon er blitt bestemt (ved hjelp av frekvensmåleren 13), når de magnetiske momenter av atomkjernene i væsken 2 inntar — og før enn de atter er kommet i linje med magnetfeltet som skal måles — en ganske bestemt og konstant posisjon på presesjonskonusen, dvs. ved en viss fasevinkel av den elektromotoriske kraft som er blitt indusert i spolen 6 ved de magnetiske momenters presesjon, hvilken posisjon resp. vinkel svarer praktisk talt til den maksimale amplitude av presesjonssignalet.

Innretningen (B) som benyttes i henhold til den foreliggende oppfinnelse, og av

hvilken en foretrukken utførelsesform er

vist i detalj, på fig. 2, innbefatter anordninger 15, 16 som fra det rektangulære for-tellesignal a — hvis varighet er lik et forut bestemt antall av Larmorperioder — i frekvensmåleren 13 gir en puls b som er synkron med begynnelsen eller, fortrinnsvis, avslutningen av fortellesignalet a, anordninger 17 som forsinker pulsen b en kortvarig, konstant, men regulerbar stund,

(som kan være kortvarigere enn en Larmor-periode), samt anordninger 18, 19 ved hvis lijelp man ved å innvirke (ved hjelp av en puls g) på kommuteringsanordningen og den forsinkede puls c, den likestrøm som i spolen 6 frembringer hjelpemagnetfeltet. Ennvidere benyttes det med fordel anordninger 20 som styrer begynnelsen av arbeidet, dvs. av den første påtrykking av likestrøm, som ved hjelp av spolen 6 frembringer hjelpemagnetf eltet.

Spesielt kan innretningen B inneholde et separatortrinn 15 av katodefølger- eller emitterfølger emettodyn-typen, som om-danner signalet a til et signal / av helt bestemt polaritet, form og amplitude, samt en differensierende strømkrets 16 (f.eks. av kondensator- eller motstandstype) som ved slutten av det i separatoren 15 til / om-dannede signal a frembringer en puls b og en forsinkerkrets 17, fortrinnsvis av typen monostabil multivibrator eller univibrator, . som settes i gang for å gå fra dens første, stabile tilstand til den andre, instabile tilstand ved hjelp av en puls b fra differen-siatorkretsen 16 eller en puls d fra innretningen 20 ved igangsettingen av opera-sjonen, under påvirkning av en egnet styring, hvilken krets forblir i nevnte andre tilstand i et kort, konstant, men regulerbart tidsrom før den går tilbake til første tilstand, hvorved forsinkelseskretsen 17 skaffer herved et forsinket spenningstrinn eller puls c som — etter vending av polari-teten i en strømkrets 18 — blir som puls e ført til inngangskretsen i kommutatoren

19, som ved hjelp av pulsen — g — styrer

kommutatoren 7, slik at spolen 6 forbindes med generatoren 10.

Fig. 2 viser, som eksempel, en utførel-sesform av innretningen B.

Det rektangulære for-telle-signal a, som f.eks. utgjøres av et negativt signal på -7 volt, hvis varighet er bestemt ved den ønskede varighet av tellingen av ur-pulsene, påvirker basisdelen 21 av en transistor 22 (f.eks. av typen SFT 228), som er montert på en emitterfølger (en monter-ing som er ekvivalent med monteringen av transistorer eller katodefølgere for trio-dene). Transistorens 22 kollektor 23 holdes på -12 volt, mens emitteren er forbundet med massen via en motstand 25 (på 820 ohm). Det fås på denne måte hos emitteren 24 et signal som etter å ha passert gjennom dioden 26, fordeles i strømkretsen 16 til kondensatoren 27 (på 0,22 mikrofarad) og motstanden 28 (også 1,2 kilo-ohm).

Den positive puls (b i fig. 1) som svarer til for-tellingssignalet a, innvirker på kol-lektoren 29 i en transistor 30 (som med transistoren 31 er montert som en monostabil mul ti vibrator eller uni-vibrator). Transistoren 30 (som f.eks. kan være av typen OC 170) er i sin blokkerte posisjon også i sin mettede stilling. Denne svingning bevirker blokkering av den tilsvar-ende transistor 31. I løpet av en forøvrig meget kortvarig periode, som kan være av størrelsesordenen brøkdeler av et millisekund — bestemt ved reguleringsverdien av den innstillbare motstand 32 (maksimal verdi 22 kilo-ohm) i serie med den faste motstand 33 (også på 22 kilo-ohm) samt verdien av den faste kondensator 34 (på 0,5 mikrofarad) — svinger transistoren 31 pånytt og kommer i mettet tilstand; sam-tidig går transistoren 30 tilbake til sin opp-rinnelige, dvs. blokkerte stilling.

Transistorens 30 kollektor 29 er forbundet med en -24 volts klemme via motstanden 28 (på 1,3 kilo-ohm), mens transistorens 31 kollektor er forbundet med klemmen -24 volt gjennom en motstand 35 (på 1 kilo-ohm). De to emittere 36 og 37 i transistorene 30 resp. 31 mates fra en transistor 38, hvis formål er å påskynne tran-sistorenes 30 og 31 nedsvingningshastighet.

Den monostabile multivibrator eller univibrator 17 avleverer et negativt, rektangulært signal (c i fig. 1) på mellom -24 og -18 volt, som innvirker på basisen 39 av en transistor 40 via en motstand 61 (på 10 kilo-ohm), og transistoren 40 bevirker at det av den monostabile multivibrator le-verte signal vendes om, så det dannes et positivt signal (signalet e i fig. 1).

Transistorens 40 kollektor 41 er forbundet med en -20 eller -24 volts klemme via to i serie anbragte motstander 42 og 43 (på resp. 2,2 og 2,7 kilo-ohm). Et rektangulært signal, på mellom -10 volt og 0 volt, er disponibelt ved 44, i forbindelses-punktet mellom motstandene 42 og 43 (dette er signalet e i fig. 1).

Dette positive signal føres til inngan-gen til kommutatoren 19, spesielt for å styre starten av påtrykkingen av likespen-ningen som tilføres til hjelpefeltets spole 6. Det ved punktet 44 erholdte rektangulære signal kan nyttes til å utføre to funksjoner, derved at det til to, ikke viste, monostabile multivibratorer sendes: en positiv puls som svarer til begynnelsen av dette rektangulære signal, gjennom en kondensator 45 og en diode 46, til en første, monostabil multivibrator, som styrer et rele i kommuteringsanordningen 7, og en negativ puls, svarende til enden av det nevnte rektangulære signal, som gjennom kondensatoren 47 ledes til en annen monostabil multivibrator, som frembringer en puls g (fig. 1), som styrer pulsen av hjelpef eltet h (som omtales nærmere i forbindelse med fig. 3).

Ennvidere er det anvendt en manuell anordning 20, som innbefatter en kondensator 48 (på 0,1 mikrofarad) hvis ene klemme er forbundet med basis 49 i transistoren 30, og hvis annen klemme, som normalt er forbundet med jord via en motstand 50, kan — ved at den manuelle bryter 51 anvendes — gis et potensial på -17 volt ved punktet 52, som via to like store motstander 53 (på 10 kilo-ohm) er forbundet for det ene med jord og for det annet med en -34 volts kontaktklemme. Når bryteren 51 sluttes, opptrer det en negativ puls d på basisen 49 av transistoren 30 som derved mettes og fremkaller den samme arbeids-cyklus, som i den automatiske arbeidsmåte, hvor det rektangulære signal a benyttes.

Arbeidsmåten for innretningen i fig. 1 og 2 kan lettere forstås ut fra fig. 3, i hvilken siste det er vist noen av de anvendte signaler (polaritetene av signalene eller pulsene er generelt forskjellige i fig. 1 og 2 resp. i fig. 3).

Vekselspenningen av Larmor-frekvens som er disponibel ved utløpet fra for-for-sterkeren 12 er av den dempede type. Det er, som angitt i hovedpatentet, nødvendig å avvente slutten av den første overgangs-periode (svingningene Si) før tellingen begynner. Av denne grunn begynner for-telle-signalet a først litt etter avslutningen h av den likestrømsspenning som skaffer hjelpef eltet.

Når det gjelder å telle et helt antall av Larmor-perioder, dvs. av svingninger s som følger etter svingninger si ved utløpet fra forforsterker 12, begynner for-telle-signalet a når en svingning s passerer gjennom null, og ender etter et visst antall perioder, dvs. når en svingning s passerer gjennom null

(altså når atomkjernenes magnetiske momenter i beholderen 1 er parallelle med spolens 6 akse).

Ved slutten av for-tellesignalet a frembringes pulsen b, som i sin tur frembringer pulsen g, som er forsinket med størrelsen r, hvor forholdet mellom b og r er regulerbart. Pulsen g frembringer ved sin begyn-nelse en likespenning som i spolen 6 frembringer den hjelpespenning som benyttes for en ny måleoperasjon.

Nedenfor beskrives, med henvisning til fig. 4—6, trekk som gir den foreliggende oppfinnelses fordeler fremfor hovedpaten-tets fremgangsmåte og innretning.

Fig. 4 svarer til et tilfelle i hovedpatentet hvor man lar de magnetiske momenter få komme i linje med magnetfeltet som skal måles, ved slutten av hver måleoperasjon før man pånytt påtrykker hjelpemagnetfeltet. I dette tilfelle frembringes, ved slutten h av den likerettede spenning som skaffer hjelpef eltet — når kommutatoren 7 forbinder spolen 6 med for-for-sterkeren før svingningene si opptrer, og deretter, mens signalet a varer, svingningene s; signalet a har en varighet som er lik et konstant antall av slike svingninger s. Etter avslutningen av for-tellingssignalet a venter man inntil de etterfølgende svingninger s2 er blitt tilstrekkelig dempet til et atomkjernenes magnetiske momenter atter er kommet i linje med magnetfeltet som skal måles, førenn det påtrykkes en ny likespenning, som frembringer et hjelpefelt. Det fås svingninger s hvis amplitude er innbyrdes ens, men tidsintervallet som atskiller to måleoperasjoner er på 2—3 sekunder, for da den første periode for påtrykking av hjelpef eltet er meget kortvarig, (av størrelsesordenen millisekund, som i hovedpatentet) må den annen periode med fri presesjon være tilstrekkelig til at de magnetiske momenter atter kan komme i linje med feltet som skal måles.

Hvis man derimot, som i fig. 5, forsøker å starte påtrykkingen av hjelpef eltet før de magnetiske momenter er kommet helt i linje med hjelpef eltet, vil man finne at de brukbare presesjonssignaler s får ujevn amplitude i de etter hverandre følgende måleoperasjoner, fordi denne amplitude av-henger av den kjernemagnetiske posisjon hos prøven 2, når hjelpef eltet påtrykkes. Denne variasjon av amplituden medfører en nedsettelse av nøyaktigheten, og følgelig kan en arbeidsmåte av den art som belyses ved fig. 5, ikke anvendes når man ønsker å få en viss målenøyaktighet.

Fig. 6 viser derimot, at med de i henhold til den foreliggende oppfinnelse fore-slåtte trekk oppnås betydelige forbedringer derved at den kombinerer fordelene ved arbeidsmåten i fig. 4 (konstant amplitude hos signalene s i løpet av suksessive opera-sjoner, fordi «prøvens» 2 kjernemagnetiske

momenter inntar — i det øyeblikk da hjelpefeltet påtrykkes — alltid den samme stilling på presesjonskonusen ■— hvilken sistnevnte stilling kan velges ved å regulere forsinkelsen r) og den hurtighet hvor-med måleoperasjonen foregår i en anordning ifølge fig. 5, (fordi det er unødvendig å avvente at de magnetiske momenter kommer fullstendig i linje med retningen av feltet som skal måles).

I praksis regulerer man ved begynnelsen av hver cyklus som skal måles, og ved å innstille den i fig. 2 viste regulerbare motstand 32, forsinkelsen r, slik at det fås signaler eller svingninger s som har maksimal amplitude.

Det bemerkes at ved slutten av for-tellesignalet a befinner de magnetiske momenter seg alltid i en ganske bestemt posisjon, nemlig i den i hvilken de er parallelle med spolens 6 akse; følgelig befinner disse magnetiske momenter seg, ved avslutningen av en konstant, men regulerbar, forsinkelsestid r, alltid i den samme posisjon på presesjonskonusen, hvilken posisjon er avhengig av r. Ved at r er regulerbar kan man følgelig velge posisjonen av de alltid like store magnetiske momenter på presesjonskonusen i det øyeblikk da hjelpef eltet påtrykkes, og det er på denne måte at man oppnår å få frie presesjonssignaler, som er reproduserbare fra den ene operasjon til den neste.

Det nettopp beskrevne arrangement virker meget godt med et hjelpef elt som har en styrke på 1 gauss, når man måler et jordmagnetisk felt på ca. 0,5 gauss, og benytter en påtrykningsvarighet av hjelpefeltet på 0,1 millisekund, og en samlet varighet av hver måleoperasjon på 0,2 sekunder, altså 5 måleoperasjoner pr. sekund.

Det sees altså, at den foreliggende oppfinnelse skaffer en fremgangsmåte og en innretning for måling av svake magnetiske felter, spesielt jordmagnetiske felter, som gir bedre resultater enn de tidligere anvendte, spesielt: at svake, særlig jordmagnetiske felter kan måles med stor nøyaktighet,

og videre at hver måling bare krever en brøkdel av et sekund, hvilket er av særlig betydning når det dreier seg om malmleting ved bruk av en på et fly transportert innretning, da jo flyets

(hvis det ikke anvendes et helikopter)

hastighet ikke kan nedsettes til under en viss nedre grense.

Følsomheten og nøyaktigheten av målingene er den hele tid konstant.

Den for frembringelsen og bruken av

hjelpef eltet kr evede apparatur er meget

mindre enn før, da det bare behøves et

hjelpemagnetf elt som har en omtrent dob-belt så stor styrke, som det magnetfelt som

skal måles.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte for måling av styrken av svake magnetiske felter, spesielt jordmagnetiske felter, ved hjelp av kjerneinduksjon, 1 henhold til hovedpatentet nr. 108 090, hvor det for hver måleoperasjon

benyttes i en første periode et hjelpemag-netfelt hvis styrke ligger bare lite over styrken av det felt som skal måles, samt et paramagnetisk stoff (som når en av dets linjers elektroniske resonans mettes, bevirker at Overhauser-Abragam-effekt inn-trer), hvilket stoff er løst opp i en «prøve» som inneholder atomkjerner som nar et kinetisk moment og et magnetisk moment som er forskjellige fra null, samt et elektromagnetisk felt som metter en elektronisk resonanslinje, slik at det — i en neste periode — oppnås fri presesjon for de nevnte atomkjerner omkring magnetfeltet som skal måles, med en frekvens som er proporsjonal med styrken av magnetfeltet,karakterisert ved at man systematisk begynner påtrykkingen av hjelpemagnetf eltet ved hver måleoperasjon av magnetfeltet, etter at frekvensen for den forutgående måleoperasjons presesjonssignal er blitt bestemt, når de magnetiske momenter av atomkjernene hos «prøven» — hvis magnetiske og kinetiske momenter er forskjellige fra null — inntar, men før de atter et kommet i linje med det magnet- felt som skal måles, en nøye bestemt og konstant stilling på presesjonskonusen, dvs. ved en viss fasevinkel av den elektromotoriske kraft som induseres ved prese-sjonen av disse magnetiske momenter, hvilken stilling og vinkel praktisk talt svarer til presesjonssignalets maksimale amplitude.

2. Innretning til utførelse av den fremgangsmåte som er angitt i påstand 1, karakterisert ved anordninger for fra et rektangulært signal å avlede en puls som er synkron med én av signalets flan-ker, hvilket signal har en varighet som til-svarer et bestemt helt antall Larmor-perioder (frembragt spesielt i et frekvens-meter beregnet for måling av frekvensen for den elektromotoriske kraft som induseres av de magnetiske momenters fri presesjon) samt anordninger som forsinker denne puls med en konstant men regulerbar forsinkelse (som eventuelt er kortvarigere enn en Larmor-periode), og anordninger, som ved hjelp av den forsinkede puls, kobler ut den likestrøm som (i en spole som omgir prøven) frembringer det magnetiske hjelpef elt.

3. Innretning som angitt i påstand 2, karakterisert ved en differensierende strømkrets som ved nevnte rektangulære signals bakre flanke utleder en puls, og en forsinkende strømkrets, fortrinnsvis av typen monostabil multivibrator, som forsinker nevnte puls med en konstant men regulerbar verdi, hvilken forsinkede puls kan føres til en kommuteringsanordning for å forbinde spolen med en like-strømskilde.