RU108640U1 - DEVICE FOR GENERATING MAGNETIC FIELDS AND COMPENSATION OF LOCAL LOW-FREQUENCY MAGNETIC FIELDS - Google Patents
DEVICE FOR GENERATING MAGNETIC FIELDS AND COMPENSATION OF LOCAL LOW-FREQUENCY MAGNETIC FIELDS Download PDFInfo
- Publication number
- RU108640U1 RU108640U1 RU2011119410/28U RU2011119410U RU108640U1 RU 108640 U1 RU108640 U1 RU 108640U1 RU 2011119410/28 U RU2011119410/28 U RU 2011119410/28U RU 2011119410 U RU2011119410 U RU 2011119410U RU 108640 U1 RU108640 U1 RU 108640U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnetic field
- magnetic fields
- component
- components
- local low
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Abstract
1. Устройство для генерации магнитных полей и компенсации локального низкочастотного магнитного поля, состоящее из модуля регистрации трех компонент локального низкочастотного магнитного поля и его вариаций, включающего в себя два трехкомпонентных магнитометра: феррозондовый с чувствительностью 10-9 Тл по каждой компоненте и индукционный с чувствительностью 10-12 Тл по каждой компоненте, модуля генерации-компенсации трех компонент магнитных полей, состоящего из трех пар колец Гельмгольца, ориентированных в широтном, меридиональном и вертикальном направлениях и содержащих две независимых обмотки, одна из которых предназначена для компенсации геомагнитного поля, другая используется для создания магнитных полей на основе заданных сигналов, модулей цифроаналогового и аналого-цифрового преобразователей сигналов, компьютера со специальным программным обеспечением, предназначенного для управления установкой, согласования сигналов и ввода-вывода данных о генерируемых и регистрируемых полях. ! 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что изменения локального низкочастотного магнитного поля регистрируются одновременно трехкомпонентным феррозондовым магнитометром и трехкомпонентным индукционным магнитометром. ! 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в центре модуля генерации-компенсации трех компонент магнитного поля помещен контрольный датчик для регистрации магнитного поля внутри рабочего объема. ! 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что при необходимости существует возможность подключения дополнительных модулей генерации-компенсации магнитных полей. 1. A device for generating magnetic fields and compensating for a local low-frequency magnetic field, consisting of a module for recording three components of a local low-frequency magnetic field and its variations, which includes two three-component magnetometers: a flux-probe with a sensitivity of 10-9 T for each component and an induction with a sensitivity of 10 -12 T for each component of the generation-compensation module of the three components of the magnetic fields, consisting of three pairs of Helmholtz rings oriented in latitudinal, meridional and vertical in the vertical direction and containing two independent windings, one of which is used to compensate for the geomagnetic field, the other is used to create magnetic fields based on the given signals, modules of digital-to-analog and analog-to-digital signal converters, a computer with special software designed to control the installation, match the signals and input-output data on generated and recorded fields. ! 2. The device according to claim 1, characterized in that changes in the local low-frequency magnetic field are recorded simultaneously by a three-component flux-gate magnetometer and a three-component induction magnetometer. ! 3. The device according to claim 1, characterized in that in the center of the module generating and compensating the three components of the magnetic field is placed a control sensor for detecting the magnetic field inside the working volume. ! 4. The device according to claim 1, characterized in that, if necessary, it is possible to connect additional modules for generation-compensation of magnetic fields.
Description
Полезная модель относится к экспериментальной технике и может быть использована в биофизических, геофизических, экологических экспериментах для компенсации низкочастотного магнитного поля и генерации магнитного поля с заданными параметрами.The utility model relates to experimental equipment and can be used in biophysical, geophysical, and environmental experiments to compensate for the low-frequency magnetic field and to generate a magnetic field with specified parameters.
При исследовании влияния магнитных полей, соизмеримых с естественным геомагнитным полем, на биологические системы часто требуется в пределах рабочего объема компенсировать внешнее локальное магнитное поле (геомагнитное поле и низкочастотные бытовые магнитные поля) и создать магнитное поле с заданными параметрами. Причем исследования показывают, что биологической активностью могут обладать сверхслабые поля с величиной индукции до 10-12 Тесла (Тл.) (Белова Н.А., Ермаков A.M., Знобищева А.В., Сребницкая Л.К., Леднев В.В. «Влияние крайне слабых переменных магнитных полей на регенерацию планарий и гравитационную реакцию растений» Биофизика, 2010, т.55, №4, С.704-709; Леднев В.В., Белова Н.А., Рождественская З.Е., Тирас Х.П. «Биоэффекты слабых переменных магнитных полей и биологические предвестники землетрясений» Геофизические процессы и биосфера, 2003, т.2, №1, С.3-11). Для исследования биологических эффектов таких полей необходимо компенсировать сверхслабые вариации локального магнитного поля.When studying the effect of magnetic fields commensurate with the natural geomagnetic field on biological systems, it is often necessary to compensate for the external local magnetic field (geomagnetic field and low-frequency household magnetic fields) within the working volume and create a magnetic field with specified parameters. Moreover, studies show that ultralow fields with an induction value of up to 10 -12 Tesla (T) can possess biological activity (Belova N.A., Ermakov AM, Znobishcheva A.V., Srebnitskaya L.K., Lednev V.V. “The influence of extremely weak alternating magnetic fields on the regeneration of planaria and the gravitational reaction of plants” Biophysics, 2010, vol. 55, No. 4, S.704-709; Lednev V.V., Belova N.A., Rozhdestvenskaya Z.E., Tiras Kh.P. “Bio-effects of weak variable magnetic fields and biological precursors of earthquakes” Geophysical processes and biosphere, 2003, v.2, No. 1, S.3-11). To study the biological effects of such fields, it is necessary to compensate for the super-weak variations of the local magnetic field.
Существуют устройства для компенсации локального магнитного поля посредством генерации дополнительного магнитного поля, противоположного внешнему полю (патент PL 150066, 1990 г., патент РФ №2274870, 2006 г.). Такие устройства снабжены тремя магнитометрами, измеряющими магнитное поле в широтном, меридиональном и вертикальном направлении. Сигналы с магнитометров, пропорциональные измеренным компонентам внешнего магнитного поля, поступают на источники тока, соединенные с тремя парами взаимно ортогональных колец Гельмгольца (патент US 5032792, 1991 г.) которые расположены в тех же направлениях, что и магнитометры. При прохождении электрического тока по обмоткам катушек, в центре каждой пары колец Гельмгольца создается довольно однородное магнитное поле, обратное локальному магнитному полю в данном направлении (Афанасьев Ю.В., Студенцов Н.В., Хорев В.Н., Чечурина Е.Н., Щелкин А.П. «Средства измерений параметров магнитного поля.» 1979. Л.: Энергия, 320 с.). Однако, указанные устройства не способны генерировать магнитные поля с параметрами, заданными пользователем.There are devices for compensating the local magnetic field by generating an additional magnetic field opposite to the external field (patent PL 150066, 1990, RF patent No. 2274870, 2006). Such devices are equipped with three magnetometers that measure the magnetic field in the latitudinal, meridional and vertical directions. The signals from the magnetometers, proportional to the measured components of the external magnetic field, are fed to current sources connected to three pairs of mutually orthogonal Helmholtz rings (patent US 5032792, 1991) which are located in the same directions as the magnetometers. When electric current passes through the windings of the coils, a fairly uniform magnetic field is created in the center of each pair of Helmholtz rings, which is inverse to the local magnetic field in this direction (Afanasyev Yu.V., Studentsov N.V., Khorev V.N., Chechurina E.N. ., Schelkin AP “Means of measuring the parameters of the magnetic field.” 1979. L.: Energy, 320 S.). However, these devices are not able to generate magnetic fields with parameters specified by the user.
Существует также устройство для воздействия низкочастотными магнитными и электрическими полями на проводящие структуры (патент US 5725558, 1998 г.). Это устройство способно компенсировать внешнее локальное низкочастотное магнитное поле в ограниченном объеме и создавать в этом объеме дополнительное низкочастотное магнитное поле с заданными параметрами. Устройство содержит взаимно ортогональные датчики, регистрирующие три компоненты магнитного поля, мультиплексор, частотные фильтры, микроконтроллер, генератор управляемый напряжением, аттенюаторы и три взаимно ортогональных пары колец Гельмгольца. Компенсация внешнего низкочастотного магнитного поля происходит путем генерации дополнительного магнитного поля, противоположного внешнему. При этом предусматривается возможность посредством микроконтроллера модифицировать сигналы, поступающие с датчиков, регистрирующих три компоненты магнитного поля, и транслировать на входы колец Гельмгольца избыточное напряжение таким образом, что помимо компенсации внешних низкочастотных магнитных полей внутри рабочего объема происходит генерация заданного пользователем магнитного поля.There is also a device for exposure to low-frequency magnetic and electric fields on conductive structures (patent US 5725558, 1998). This device is able to compensate for an external local low-frequency magnetic field in a limited volume and create an additional low-frequency magnetic field with specified parameters in this volume. The device contains mutually orthogonal sensors detecting three components of the magnetic field, a multiplexer, frequency filters, a microcontroller, a voltage controlled oscillator, attenuators and three mutually orthogonal pairs of Helmholtz rings. Compensation of the external low-frequency magnetic field occurs by generating an additional magnetic field opposite to the external. At the same time, it is possible by means of a microcontroller to modify the signals coming from sensors registering the three components of the magnetic field and to transmit the excess voltage to the inputs of the Helmholtz rings in such a way that, in addition to compensating for the external low-frequency magnetic fields inside the working volume, a user-specified magnetic field is generated.
Основным недостатком известного устройства является то, что конструктивные особенности, а также использование одного и того же сигнала одновременно для компенсации внешнего локального магнитного поля и генерации магнитного поля с заданными параметрами ограничивают генерируемое магнитное поле по форме сигнала (синусоида), частоте (не более 30 Гц) и амплитуде (в качестве датчиков, регистрирующих внешнее локальное магнитное поле и его вариации, предусмотрено использование феррозондовых магнитометров и датчиков Холла, которые не регистрируют сверхслабые флуктуации в диапазоне 10-9-10-12 Тл).The main disadvantage of the known device is that the design features, as well as the use of the same signal at the same time to compensate for an external local magnetic field and generate a magnetic field with specified parameters, limit the generated magnetic field by the waveform (sinusoid), frequency (not more than 30 Hz ) and amplitude (as sensors recording an external local magnetic field and its variations, the use of flux-gate magnetometers and Hall sensors that are not registered comfort Superweak fluctuations in the range of 10 -9 -10 -12 T).
Задачей предлагаемой полезной модели является генерация в рабочем объеме широкого спектра заданных пользователем постоянных и переменных магнитных полей, параметры которых (направление, изменение направления, частота, амплитуда, форма сигнала) определяются конструктивными особенностями используемых цифро-аналоговых преобразователей и колец Гельмгольца, а также компенсация локального низкочастотного магнитного поля и его флуктуации в диапазоне частот от 0 до 30 Гц и амплитуд от 10-12 до 10-4 Тл. При этом процессы генерации заданных пользователем магнитных полей и компенсации локального низкочастотного магнитного поля и его флуктуаций могут проходить одновременно или по отдельности, а управление работой устройства может освоить пользователь персонального компьютера.The objective of the proposed utility model is the generation in the working volume of a wide range of user-defined constant and variable magnetic fields, the parameters of which (direction, change of direction, frequency, amplitude, waveform) are determined by the design features of the digital-to-analog converters and Helmholtz rings, as well as local compensation low-frequency magnetic field and its fluctuations in the frequency range from 0 to 30 Hz and amplitudes from 10 -12 to 10 -4 T. In this case, the processes of generating user-defined magnetic fields and compensating for the local low-frequency magnetic field and its fluctuations can take place simultaneously or separately, and the user of a personal computer can master the operation of the device.
Поставленная задача решается путем разделения элементов регистрации и компенсации локального низкочастотного магнитного поля и элементов, отвечающих за генерацию магнитных полей, т.е. использованием отдельных каналов обработки сигналов и различных систем колец Гельмгольца для процесса компенсации локального низкочастотного магнитного поля и процесса генерации магнитных полей; одновременным использованием в качестве регистратора внешнего локального МП трехкомпонентного феррозондового магнитометра с чувствительностью 10-9 и трехкомпонентного индукционного магнитометра с чувствительностью 10-12 Тл; использованием программного интерфейса для управления работой устройства.The problem is solved by separating the registration elements and the compensation of the local low-frequency magnetic field and the elements responsible for the generation of magnetic fields, i.e. using separate signal processing channels and various systems of Helmholtz rings for the process of compensating for the local low-frequency magnetic field and the process of generating magnetic fields; simultaneous use of a three-component flux-gate magnetometer with a sensitivity of 10 -9 and a three-component induction magnetometer with a sensitivity of 10 -12 T as a recorder of an external local magnetic field; using a software interface to control the operation of the device.
На фиг.1 представлена блок-схема заявляемого устройства.Figure 1 presents a block diagram of the inventive device.
Устройство собрано на базе компьютера (3) и состоит из следующих модулей: модуль регистрации трех компонент (в широтном, меридиональном и вертикальном направлении) локального низкочастотного магнитного поля и его вариаций (1), модуль генерации-компенсации трех компонент магнитного поля (5), модуль аналого-цифрового (2) и цифро-аналогового (4) преобразователей сигналов. Модуль регистрации трех компонент локального низкочастотного магнитного поля и его вариаций представляет собой комбинацию двух трехкомпонентных магнитометров: феррозондового с чувствительностью до 10-9 Тл по каждой компоненте и индукционного с чувствительностью до 10-12 Тл по каждой компоненте, и служит для формирования аналоговых сигналов, пропорциональных величине индукции локального низкочастотного магнитного поля и его вариаций. Модуль генерации-компенсации трех компонент магнитных полей (5) представляет собой две системы колец Гельмгольца, имеющих одинаковые геометрические размеры и общий центр. Одна система используется для компенсации локального низкочастотного магнитного поля и его вариаций в реальном времени, другая - для создания магнитных полей с заданными параметрами (направление, амплитуда, частота, форма сигнала). Каждая система состоит из трех пар взаимно ортогональных колец Гельмгольца. Пары колец обеих систем и датчики модуля регистрации трех компонент локального низкочастотного магнитного поля и его вариаций ориентированы в широтном, меридиональном (в соответствии с направлением сторон света) и вертикальном направлении. В зависимости от задач исследований, к устройству могут быть подключены дополнительные модули генерации-компенсации. Модуль аналого-цифрового (2) и цифро-аналогового (4) преобразователей сигналов предназначен для согласования работы модуля регистрации трех компонент локального низкочастотного магнитного поля и его вариаций (1) и модуля генерации-компенсации трех компонент магнитного поля (5). Устройство оборудовано контрольным феррозондовым датчиком магнитного поля (8), который размещается в центре модуля генерации-компенсации трех компонент магнитного поля (5) и служит для регистрации магнитного поля внутри рабочего объема при проведении экспериментов или при калибровке устройства. Управление экспериментальным устройством, ввод-вывод данных о генерируемых и регистрируемых полях осуществляется при помощи компьютера (3) со специальным программным обеспечением, разработанным коллективом авторов.The device is assembled on the basis of a computer (3) and consists of the following modules: a module for detecting three components (in the latitudinal, meridional and vertical directions) of a local low-frequency magnetic field and its variations (1), a module for generating and compensating three components of a magnetic field (5), module of analog-to-digital (2) and digital-to-analog (4) signal converters. The registration module for the three components of the local low-frequency magnetic field and its variations is a combination of two three-component magnetometers: a flux-gate with a sensitivity of up to 10 -9 T for each component and an induction one with a sensitivity of up to 10 -12 T for each component, and serves to generate analog signals proportional to the magnitude of the induction of the local low-frequency magnetic field and its variations. The generation-compensation module of the three components of magnetic fields (5) is two systems of Helmholtz rings having the same geometric dimensions and a common center. One system is used to compensate for the local low-frequency magnetic field and its variations in real time, the other to create magnetic fields with specified parameters (direction, amplitude, frequency, waveform). Each system consists of three pairs of mutually orthogonal Helmholtz rings. The pairs of rings of both systems and the sensors of the registration module of the three components of the local low-frequency magnetic field and its variations are oriented in the latitudinal, meridional (in accordance with the direction of the cardinal points) and vertical directions. Depending on the research tasks, additional generation-compensation modules can be connected to the device. The module of analog-to-digital (2) and digital-to-analog (4) signal converters is designed to coordinate the operation of the module for recording three components of a local low-frequency magnetic field and its variations (1) and the module for generating and compensating three components of a magnetic field (5). The device is equipped with a control flux-gate magnetic field sensor (8), which is located in the center of the generation-compensation module of the three magnetic field components (5) and serves to register the magnetic field inside the working volume during experiments or during calibration of the device. The experimental device is controlled, input and output of data on generated and recorded fields is carried out using a computer (3) with special software developed by a team of authors.
Достижение заявленного технического результата, а именно: генерация в рабочем объеме заданных пользователем магнитных полей, параметры которых определяются конструктивными особенностями используемых цифро-аналоговых преобразователей и колец Гельмгольца, и одновременная компенсация локального низкочастотного магнитного поля и его флуктуаций в диапазоне частот от 0 до 30 Гц и амплитуд от 10-12 до 10-4 Тл происходит за счет технических решений отсутствующих у описанных выше устройств, а именно, благодаря использованию для компенсации локального низкочастотного магнитного поля и для генерации магнитных полей независимых каналов обработки сигналов и различных систем колец Гельмгольца, а также благодаря одновременному использованию феррозондовых и индукционных магнитометров для регистрации вариаций локального низкочастотного магнитного поля.Achievement of the claimed technical result, namely: the generation in the working volume of user-specified magnetic fields, the parameters of which are determined by the design features of the digital-to-analog converters and Helmholtz rings, and the simultaneous compensation of the local low-frequency magnetic field and its fluctuations in the frequency range from 0 to 30 Hz and amplitudes from 10 -12 to 10 -4 T is due to the technical solutions are absent in the devices described above, namely, through the use of compensation loka nogo low frequency magnetic field and for generating magnetic fields of independent signal channels for processing and various systems of Helmholtz coils, and due to the simultaneous use of fluxgate magnetometers and inductive for recording the variations of the local low-frequency magnetic field.
Устройство для генерации магнитных полей и компенсации локального низкочастотного магнитного поля работает следующим образом. Модуль регистрации трех компонент локального низкочастотного магнитного поля и его вариаций (1) и модуль генерации-компенсации трех компонент магнитного поля (5) размещаются строго в соответствии с направлением вертикали и сторон света. Модуль генерации-компенсации трех компонент магнитного поля (5) располагают на таком расстоянии от модуля регистрации трех компонент локального низкочастотного магнитного поля и его вариаций (1), чтобы исключить влияние одного на другое. Объект исследований (7) располагается непосредственно в центре модуля генерации-компенсации трех компонент низкочастотных магнитных полей (5). Модуль регистрации трех компонент локального низкочастотного магнитного поля и его вариаций (1) формирует аналоговые сигналы, соответствующие изменениям локального низкочастотного магнитного поля в направлении широтной, меридиональной и вертикальной компоненты. Эти сигналы поступают на аналого-цифровой преобразователь (2), преобразуются в двоичный цифровой код и поступают в компьютер (3). На компьютере происходит обработка сигналов и формирование трехкомпонентных сигналов для компенсации локального низкочастотного магнитного поля и его вариаций в направлении широтной, меридиональной и вертикальной компоненты. Сигналы транслируются на 3 канала цифро-аналогового преобразователя (4) и преобразуются в электрическое напряжение, которое подается на обмотки компенсации в модуле генерации-компенсации трех компонент низкочастотных магнитных полей (5). Электрический ток в кольцах Гельмгольца генерирует магнитное поле, соответствующее локальному низкочастотному магнитному полю и направленное противоположно для каждой компоненты, что в соответствии с принципом суперпозиции магнитных полей приводит к компенсации локального низкочастотного магнитного поля в рабочем объеме модуля генерации-компенсации трех компонент низкочастотных магнитных полей.A device for generating magnetic fields and compensating for a local low-frequency magnetic field works as follows. The registration module of the three components of the local low-frequency magnetic field and its variations (1) and the generation and compensation module of the three components of the magnetic field (5) are placed strictly in accordance with the direction of the vertical and the cardinal points. The generation-compensation module of the three components of the magnetic field (5) is positioned at such a distance from the registration module of the three components of the local low-frequency magnetic field and its variations (1) in order to exclude the influence of one on the other. The research object (7) is located directly in the center of the generation-compensation module of the three components of low-frequency magnetic fields (5). The registration module for the three components of the local low-frequency magnetic field and its variations (1) generates analog signals corresponding to changes in the local low-frequency magnetic field in the direction of the latitudinal, meridional and vertical components. These signals are fed to an analog-to-digital converter (2), converted to a binary digital code and fed to a computer (3). The computer processes the signals and generates three-component signals to compensate for the local low-frequency magnetic field and its variations in the direction of the latitudinal, meridional and vertical components. The signals are transmitted to 3 channels of a digital-to-analog converter (4) and converted into electric voltage, which is supplied to the compensation windings in the generation-compensation module of the three components of low-frequency magnetic fields (5). The electric current in the Helmholtz rings generates a magnetic field corresponding to a local low-frequency magnetic field and directed opposite for each component, which, in accordance with the principle of superposition of magnetic fields, compensates for the local low-frequency magnetic field in the working volume of the generation-compensation module of the three components of low-frequency magnetic fields.
Пользователь (6) в программной среде компьютера (3) задает параметры магнитного поля, которое будет генерироваться в широтном, меридиональном и вертикальном направлении. Заданные сигналы транслируются на 3 канала высокоразрядного цифро-аналогового преобразователя (4) и преобразуются в электрическое напряжение, которое подается на обмотки генерации в модуле генерации-компенсации трех компонент низкочастотных магнитных полей (5). Электрический ток в кольцах Гельмгольца генерирует трехкомпонентное магнитное поле в соответствии с заданным сигналом.The user (6) in the software environment of the computer (3) sets the parameters of the magnetic field that will be generated in the latitudinal, meridional and vertical directions. The given signals are transmitted to 3 channels of a high-resolution digital-to-analog converter (4) and converted into electric voltage, which is supplied to the generation windings in the generation-compensation module of the three components of low-frequency magnetic fields (5). The electric current in the Helmholtz rings generates a three-component magnetic field in accordance with the given signal.
Характеристики компьютера, трехкомпонентного феррозондового магнитометра, трехкомпонентного индукционного магнитометра, системы колец Гельмгольца, цифро-аналоговых и аналогово-цифровых преобразователей зависят от поставленной задачи, требуемой точности, разрешающей способности, быстродействия.The characteristics of a computer, a three-component flux-gate magnetometer, a three-component induction magnetometer, a Helmholtz ring system, digital-to-analog and analog-to-digital converters depend on the task, the required accuracy, resolution, and speed.
Авторами был создан и испытан в лабораторных условиях вариант заявляемого устройства для генерации магнитных полей и компенсации локального низкочастотного магнитного поля, блок-схема которого приведена на фиг.1. В качестве модуля регистрации трех компонент внешнего магнитного поля и его вариаций использовали трехкомпонентный феррозондовый магнитометр НВ0302А (чувствительность 10-9 Тл, охватывает диапазон частот естественных флуктуации геомагнитного поля 0-0.01 Гц, производитель - НПО «ЭНТ», Санкт-Петербург) и трехкомпонентный индукционный магнитометр (чувствительность 10-12 Тл, охватывает диапазон частот естественных флуктуации ГМП 0.01-100 Гц). Трехкомпонентный индукционный магнитометр собран авторами и представляет собой катушку индуктивности, содержащую 30000 витков медного провода диаметром 0.12 мм, намотанную на каркас из оргстекла с сердечником длиной 1 метр из магнитномягкого материала ГМ14С (НПП «Гаммамет», Екатеринбург), с магнитной проницаемостью (µ) 100000. Для геомагнитного поля флуктуации с частотой выше 0.01 Гц обладают сравнительно малой интенсивностью, поэтому применение данных магнитометров с обозначенными параметрами позволяет полностью отследить его низкочастотные вариации. Были использованы цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи в составе крейтовой системы, укомплектованной устройствами LTR11, LTR22 и LTR34-4 (ЗАО «Л-кард», Москва). Модуль генерации-компенсации трех компонент низкочастотных магнитных полей был собран авторами, он представляет собой куб, на гранях которого размещены кольца Гельмгольца диаметром 0.5 м. Каждое кольцо имеет две обмотки по 700 витков медного провода диаметром 0.2 мм. Одна обмотка используется для генерации полей, компенсирующих внешнее локальное магнитное поле и его вариации, другая - для генерации полей, заданных пользователем). Был использован персональный компьютер с двухядерным процессором Intel 2.7 частотой ГГц и операционной системой Windows XP. Для визуализации процессов регистрации, компенсации и генерации низкочастотных магнитных полей использовалась программа PowerGraph 3.3 (ООО «ДИСофт», Москва).The authors created and tested in laboratory conditions a variant of the claimed device for generating magnetic fields and compensating for the local low-frequency magnetic field, a block diagram of which is shown in FIG. The NV0302A three-component flux-gate magnetometer (sensitivity 10 -9 T, covers the frequency range of natural fluctuations of the geomagnetic field 0-0.01 Hz, manufacturer - NPO ENT, St. Petersburg) and three-component induction were used as a module for detecting three components of an external magnetic field and its variations magnetometer (sensitivity 10 -12 T, covers the frequency range of natural fluctuations of the GMF 0.01-100 Hz). The three-component induction magnetometer is assembled by the authors and is an inductor containing 30,000 turns of a copper wire with a diameter of 0.12 mm, wound on a plexiglass frame with a core 1 meter long made of magnetically soft material GM14C (NPP Gammamet, Yekaterinburg), with a magnetic permeability (µ) of 100,000 . For a geomagnetic field, fluctuations with a frequency above 0.01 Hz have a relatively low intensity, therefore, the use of these magnetometers with the indicated parameters makes it possible to completely track its low-frequency ariatsii. Digital-to-analog and analog-to-digital converters were used as part of a crate system equipped with LTR11, LTR22 and LTR34-4 devices (L-card CJSC, Moscow). The generator-compensation module for the three components of low-frequency magnetic fields was assembled by the authors, it is a cube on the faces of which Helmholtz rings 0.5 mm in diameter are placed. Each ring has two windings of 700 turns of copper wire with a diameter of 0.2 mm. One winding is used to generate fields that compensate for the external local magnetic field and its variations, the other to generate fields specified by the user). A personal computer with a dual-core Intel 2.7 GHz processor and the Windows XP operating system was used. To visualize the processes of registration, compensation and generation of low-frequency magnetic fields, the PowerGraph 3.3 program was used (OOO DISoft, Moscow).
Результаты испытаний устройства подтвердили, что за счет разделения элементов регистрации и компенсации локального низкочастотного магнитного поля и элементов, отвечающих за генерацию магнитных полей, а также за счет использования индукционных датчиков переменного магнитного поля, реализуется возможность генерации в рабочем объеме широкого спектра заданных пользователем постоянных и переменных магнитных полей по направлению, изменению направления, частоте, амплитуде и форме сигнала и значительно увеличивается чувствительность системы по отношению к компенсируемому внешнему локальному полю (до 10-12 Тл).The test results of the device confirmed that by separating the registration elements and compensating for the local low-frequency magnetic field and the elements responsible for generating magnetic fields, as well as using induction sensors of an alternating magnetic field, it is possible to generate a wide range of user-defined constant and variable in the working volume magnetic fields in direction, change of direction, frequency, amplitude and waveform, and the sensitivity of s systems in relation to the compensated external local field (up to 10 -12 T).
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011119410/28U RU108640U1 (en) | 2011-05-13 | 2011-05-13 | DEVICE FOR GENERATING MAGNETIC FIELDS AND COMPENSATION OF LOCAL LOW-FREQUENCY MAGNETIC FIELDS |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011119410/28U RU108640U1 (en) | 2011-05-13 | 2011-05-13 | DEVICE FOR GENERATING MAGNETIC FIELDS AND COMPENSATION OF LOCAL LOW-FREQUENCY MAGNETIC FIELDS |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU108640U1 true RU108640U1 (en) | 2011-09-20 |
Family
ID=44759222
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011119410/28U RU108640U1 (en) | 2011-05-13 | 2011-05-13 | DEVICE FOR GENERATING MAGNETIC FIELDS AND COMPENSATION OF LOCAL LOW-FREQUENCY MAGNETIC FIELDS |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU108640U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2574377C1 (en) * | 2014-08-26 | 2016-02-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина Российской академии наук | Method of prevention of negative biomedical effects of geomagnetic storms |
-
2011
- 2011-05-13 RU RU2011119410/28U patent/RU108640U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2574377C1 (en) * | 2014-08-26 | 2016-02-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина Российской академии наук | Method of prevention of negative biomedical effects of geomagnetic storms |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1810046B1 (en) | Sensor for measuring magnetic flux | |
| CN106950516B (en) | A kind of weak swirl magnetic field measuring device and method | |
| JP5535467B2 (en) | Phase correction type active magnetic shield device | |
| US5200701A (en) | Magnetic resonance imaging apparatus with regulator for reducing eddy current effects | |
| CN107121655B (en) | Non-orthogonal angle measuring device and method for magnetic field cancellation coil of non-shielding SERF atomic magnetometer | |
| CN104049229B (en) | Method for generating standard high frequency alternating magnetic field | |
| CN106772180B (en) | A kind of optical pumped magnetometer gradient tolerance measuring device | |
| CN106289206A (en) | A kind of apparatus and method that stably magnetic field environment is provided | |
| Sasada et al. | Fundamental mode orthogonal fluxgate gradiometer | |
| CN105380645B (en) | A kind of detection method and device of lung magnetic chart | |
| CN103675744A (en) | Calibration device and calibration method for superconducting quantum interference sensor | |
| Dinale et al. | Generation of long prolate volumes of uniform magnetic field in cylindrical saddle-shaped coils | |
| CN206146426U (en) | A device of magnetic field environment steadily is provided | |
| RU108640U1 (en) | DEVICE FOR GENERATING MAGNETIC FIELDS AND COMPENSATION OF LOCAL LOW-FREQUENCY MAGNETIC FIELDS | |
| CN113359070B (en) | Low-frequency magnetic field frequency spectrum measuring method and system | |
| Masi et al. | Real-time high-precision reading algorithm for the ironless inductive position sensor | |
| Ripka et al. | A 3-phase current transducer based on microfluxgate sensors | |
| CN109100664A (en) | A kind of measurement method of space small magnetic field | |
| CN106032992A (en) | Apparatus and method for measuring magnetic field sensitivity of fiber optic gyroscope in full temperature scope | |
| RU2431859C2 (en) | Method and device for fault detection in production, assembly and mounting of magnetic systems | |
| JP2010103373A (en) | Active magnetic shielding device compatible with alternating-current magnetic field | |
| RU213362U1 (en) | Magnetic field stabilization device | |
| GONG et al. | Application of CS3301 to the Long‐Period MT Instrument | |
| Pronenko et al. | Electromagnetic compatibility analysis for small satellites: Method and instrumentation | |
| RU2274870C2 (en) | Device for stabilization of geomagnetic field in working volume |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20190514 |