RU1279376C - Устройство дл определени координат и магнитного момента дипольного источника пол - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике . Может быть использовано дл  определени  координат и магнитного момента (ММ) дипольного иаочника пола например, в геофизике дл  проведени  магниторазведочных работ, в судостроительной промышленности дл  обеспечени  навигационного оборудовани  в медицине дл  диагностики и тл. Целью изобетени   вл етс  повышение точности определени  координат ММ дипольного источника пол  и упрощение конструкции блока первичных преобразователей (БПП). Дл  достижени  этой цепи в устройство введены двенадцать .компенсационных катушек 15-26. блок 14 сложени  подвижна  платформа 27, на которой размещен БПП. На чертеже также показаны: БПП, состо щий из жесткого магнитного основани  1, трех- и двухкомпонентных преобразователей 2 и 3 и 4 и 5 соответстьенно , усилительно-лреобразовательные блоки 6-9, генератор 10 переменной ЭДС, блоки 11 и 12 вычиганиа вычислительный блок 13. В устройстве осуществл етс  автокомпенсаци  однородного магнитного пола что обеспе вает более высокую точность определе(«л  координат и магнитного момента дипопьного истомика магнитного пол . 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  определени  координат и магнитного момента дипольного источника пол , например , о .геофизике дл  проаедекм  магниторазведочных работ, в судостроительной промышленностм дл  обеспечени  навигационного оборудовани , в медицине дл  диагностики и т.д. Цель изобретени  - повышение точности определени  коорд11нат и магнитного момента дипольного источника пол  и угфощение конструкции блока первичных преобразователей . На фиг. 1 ччзображенз структурна  схемаустройств; на фиг. 2-пространственное расположение магниточувстаите/ ьных преобразоеатолей . Устройство содержит (см. фиг. 1) блок первичных преобразователей, состо щий из жесткого немагнитного основанил 1, трехкомпонентных магн,иточувствитель 1ых преобразователей 2 и 3 и двухкомпонентных магниточувствительных преобразователей 4 и 5, усилительно-преобразовательные блоки 6-9, генератор переменной ЭДС 10, блоки вычитани  11 и 12, вычислительный блок 13, блок сложени  14, двенадцать идентичных компенсационных катушек 15-26 м подвижную платформу 27. Выход генератора 10 подключен к первым сходам блоков 6-9 и преобразо атйлей 2-5. Входы блоков 11 и 14 подключены к выходам блоков 6 и 7, а оходы блока 12 подключены к выходам блоков 8 и 9. Выход преобразовател  2 подключен к второму входу блока 6, выход преобразовател  3 подключен к второму входу блока 7, выход преобразовател  4 подключен к второму входу блока 8, выход преобразовател  5 подключен к второму входу блока 9. Выходы блоков 11 и 12 подключены к входу вычислительного блока 13. Катушкк 15, 18, 21, 24 включены последовательно и согласно: а их выходные концы подключены к первому и второму выходам блока 14. Катушки 16, 19, 22 и 25 включены поспедоаательно и согласно , а их выходные концы подключены к третьему и четвертому выхо,цам блока 14. Катушки 17, 20, 23 и 26 включены последовательно и согласно, а их выходные ко.миы подключены к п тому и шестому выходам блока 14. Катушки 15, 16, Г/ располо, на преобразователе 2, катушки 18. 19, 20 расположены на преобразоезтеле 3, катушки 21, 22, 23 расположены на преобразователе 4, катушки 24, 25. 26 расположены на преобразователе 5. Ма подвижной платформе 27 расположен первичных преойрззователей . При этом (см, фиг. 2) трехкомпонентные магниточувствительные преобразователи 28 и 29 расположены на оси ОХ пр моугольной системы координат OXYZ, а двухкомпонентные магниточувствительные преобразователи 30 и 31 расположены из оси ОУ систер.ы координат. 1реобразователи 30 м 31 расположены симмйтричио относительно начала координат точки G системы OXYZ, причем установлены так, что одно из направлений измер емых состайл ющ11к пара./етров магнитного пол  каждым из этих преобрйзователей соосно оси ОУ, а другое направление измер емых составл ющих параметров магнитного пол  каждым из указанны); преобразователей параллельно оси OZ. Преобразователи 28 и 29 установлены так, что направлени  измер емых составл ющ.их параметров магнитного гтол  каждым из этих преобразователей коллинеарны соответствующим ос м ОХ, ОУ, 0-Z системы координат OZy. Устройство работает с/шдующим образом . На первые входы преобрэзователей2-5 (см. фиг. 1) подаетс  с генератора 10 переменна  ЭДС, возбуждающа  эти преобразопатели . В результате этого на выходе каждого из преобразователей по вл ютс  ЭДС второй гармоники, кажда  из которых (пропорциональна одной из трех составл ющих магнитной индукции, созданной магнитным MOMetrroM дипол  и однородным магнитным полем, например геомагнитным. Выходны-О сигналы с преобразователей 2-5 усиливаютс  и детектируютс  в соответствующих блоках 6-9, а затем подаютс  на входы блоков вычитаний 11 и 12. Выходные сигналы с блоков 6 и 7 подключены к входам 5/юка сложени  14. В олоке 14 осуидествл етс сложение сигналов, пропорциональных составл ющим «екторов магнитной индукции, измеренные преобразовател ми 2и 3. Выходные сигналы с блока 14, пропор |иональны8 составл ющим внешнего однородного магнитного ПОЛЛ и составл ющим вектора магнитной индукции, созданной диполем в точке симметрии преобразователей 3и 3, 4 и 5, поступают а компенсационные катушки 15-26, осуществл   автокомпенсацию однородного магнитного пол , действующего на нагнитомувстеительные преобразователи 2-5. В блоке 11 осуществл етс  вычитание сигналов, пропорциональных состсЗвл юц им векторов магнитной индукц1 и, измер емых преобразоеателкми 2 и 3, а а блоке 12 осуществл етс  вычитание сигнвлоо, пропорциональных составл ющим векторов магнитной индукции, измер емых преобразовател ми 4 и 5. Сиггзэлы с блоков 11 и 12, пропорциональные

разност м векторов магнитной индукции, поступают на вычислительный блок 13, В блоке 13 по сигналам, пропорциональным разност м составл ющих векторов магнитной индукции, осуществл етс  определение пространственных производных, характеризующих тензор грздие{1та магнитной индукции в точке пространства, относительно которой расположены преобразователи 28 и 29, 30 и 31 (см. фиг, 2). При перемещении подвижной платформы 27 определ ют пространстаенные производные, характеризующие тензоры второго ранга. как минимум в двух точках пространства. По каждому тензору градиента вектора магнитной индукции в соответствующей точке пространства определ ют единичный радиус-вектор дилольного источника с точностью до четырех направлений.

Если из полученных направлений радиус-векторов пересекутс  в одной точке пространства только два направлени , то эта точка и соответствует местоположению дипол . По радиус-вектору и пространственным производным вектора магнитной индукции, измеренным в одной из точек пространства, определ ют магнитный момент дипольного источника пол . Единичные радиус-еекторы могут пересекатьс  в нескольких точках пространства. 8 таком случае по каждому радиус-вектору точки пересечени  направлений единичных радиусвекторов и пространственным произзодным магнитной индукции, характеризующим тензоры второго ранга в каждой из двух точек прострайстеа. определ ют возможные векторы магнитного момента дипол . При пересечении в одной точке пространства истинных направлений единичных радиус-векторов и пересечении е других точках пространства ложных направлений единичных радиус-векторов местоположение Д15польного источника определ етс  по равенству векторов магнитных моментов в одной из точек пересечений , вычисленных по измеренным пространственным производным векторов магнитной индукции в двух точках проФормула изобретени 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ И МАГНИТНОГО МОМЕНТА ДИПОЛЬНОГО ИСТОЧНИКА ПОЛЯ, содержащее блок первичных преобразователей, состо щий из жесткого немагнитного основани , двух трехкомпонентных магниточувствительныхпреобразоаателей ,

расположенных на оси ОХ пр моугольной

странства. Если какие-то направлени  единичных радиус-векторов совпадают, то дипольный источник находитс  на оси. совпадающей с одним из направлений этих 5 векторов. В таком случае по измеренным пространственным производным и местоположени м точек измерени  данных пространственных производных векторов магнитной индукции определ ют рассто 0 ние до дипол , а затем и вектор магнитного момента этого дипол . Определение координат и магнитного момента дипольного источника пол  по измер емым параметрам осуществл етс  в блоке 13.

В устройстве по сравнению с прототипом определение координат и магнитного момента дкпольного источника пол  осуществл етс  только по разност м компонент

0 векторов магнитной индукции, измеренных в выбранных точках пространства, что повышает точность определ емых параметров, так как не требуетс  измер ть дл  этих целей магнитное поле, созданное дипольным

5 источником. Кроме того, в устройстве осуществл етс  автокомпенсаци  однородного магнитного пол , действующего на магниточувствительные преобразователи, что повышает точность измерени  разно0 стей составл ющих векторов магнитной индукции по сравнению с прототипом более чем на пор док, а значит, устройство обеспечивает более оысокую точность определени  координат и магнитного момента

5 дипольного источника пол , причем в устройстве по сравнению с прототипом блок первичных преобразователей содержит не три, а два трехкомпонентных магниточувствительных преобразовател , что значитель0 но упрощает конструкцию этого блока.

(56) Авторское свидетельство СССР N3 789949, кл. G 01 R 33/00.

IEEE Trans on Magnetic vol. MAG-11, 5 No2, March 1975. p. 701-707.

Семенов В.Г. Труды ВНИИМ. Сб. Методы и средства точных машинных измерений . -Л.; 1980, с. 3-19.

системы координат OXY2 данного основани , и двух двухкомпонентных магниточувствительныхпреобразователей ,

расположенных на оси OY указанной системы координат данного основани , четыреусилительно-преобразовательных блока, генератора переменной ЭДС, выход которого подключен к первым входам усилительно-преобразовательных блоков и