SU1365008A1

SU1365008A1 - Magnetosensitive converter with dynamic polarization of nuclei

Info

Publication number: SU1365008A1
Application number: SU864103749A
Authority: SU
Inventors: Валерий Иванович Балдин; Геннадий Кириллович Жиров; Александр Иванович Филатов
Original assignee: Уральский политехнический институт им.С.М.Кирова
Priority date: 1986-08-12
Filing date: 1986-08-12
Publication date: 1988-01-07

Abstract

Изобретение относитс к магнитометрической технике и может быть использовано в составе магнитометров различного назначени дл измерени магнитного пол Земли. Цель изобретени состоит в повышении надежности устройства, удобстве его настройки и эксплуатации. Рабочее вещество и резонансный контур высокочастотной пол ризующей системы с двум петл ми св зи, включенными в контур, заключены в герметизированную ампулу, котора исключает воздействие атмосферы на параметры рабочего вещества и элементы контура. Ампула установлена внутри приемно-подмагничиваю- щей катушки, создающей вспомогательное магнитное поле во врем пол ризации и выдел ющей ЭДС дерной прецессии в момент измерени . Энерги к высокочастотной системе подаетс с помощью индуктивного элемента св - зн через стенку ампулы. Второй симметрично расположенный элемент св зи служит дл настройки и контрол работы пол ризующей системы. 1 з.п. ф-ЛЫ, I Ш1. f (ЛThe invention relates to a magnetometric technique and can be used in the composition of magnetometers for various purposes for measuring the magnetic field of the Earth. The purpose of the invention is to improve the reliability of the device, ease of setting and operating. The working substance and the resonant circuit of the high-frequency polarization system with two communication loops included in the circuit are enclosed in a sealed ampoule that excludes the effect of the atmosphere on the parameters of the working substance and circuit elements. The ampoule is installed inside the receiver-bias coil, which creates an auxiliary magnetic field during polarization and separates the EMF of nuclear precession at the time of measurement. The energy to the high frequency system is supplied by an inductive element connected through the wall of the ampoule. The second symmetrically located communication element serves to tune and control the operation of the polarizing system. 1 hp f-ly, I Sh1. f (L

Description

0000

Од слOd cl

Изобретение относитс к технике магнитных измерений, а именно к дерным процессионным магнитометрам с динамической пол ризацией дер рабочего вещества в подмагничивающем поле, предназначенным дл измерени слабого магнитного пол .The invention relates to a technique of magnetic measurements, namely, nuclear process magnetometers with dynamic polarization of the working substance in a magnetizing field, designed to measure a weak magnetic field.

Цель изобретени - повышение надежности и удобства настройки пре- образовател .The purpose of the invention is to increase the reliability and convenience of tuning the converter.

На чертеже приведена функциональна схема устройства,The drawing shows a functional diagram of the device

Магниточувствительный преобразователь с динамической пол ризацией дер содержит приемно-подмагничиваю- щую систему 1, ампулу 2 с рабочим веществом 3, высокочастотную систему, включающую резонансный контур 4, элемент 5 св зи с внешним высокочас- тотным генератором 6 и дополнительный элемент 7 св зи, который может быть подключен к индикатору 8.The magnetically sensitive transducer with dynamic polarization of the nuclei contains a receiving-biasing system 1, an ampoule 2 with working medium 3, a high-frequency system including a resonant circuit 4, a coupling element 5 with an external high-frequency generator 6, and an additional coupling element 7, which can be connected to indicator 8.

Приемно-подмагничивавдща система 1 выполнена в виде многовитковой ка- тушки в помехозащищенном варианте, например из двух идентичных секций, включенных встречно, которые через коммутатор 9 подключены к выходу источника посто нного тока (не указан) и входу избирательного усилител 10, выход которого подключен к блоку измерени (не указан). Второй выход коммутатора 9 соединен с входом питани генератора 6 высокой частоты. Элемент 5 св зи и дополнительный элемент 7 св зи выполнены каждый в виде двух индуктивно св занных петель, одна из которых помещена совместно с элементами резонанс- ного контура внутри ампулы 2, котора установлена внутри приемно-под- магничивающей системы 1, причем внутренние петли элемента 5 св зи и дополнительного элемента 7 св зи соеди нены последовательно с индуктивным и емкостным элементами резонансного контура 4.The receiver-magnet system 1 is designed as a multi-turn coil in a noise-proof variant, for example, of two identical sections connected in opposite direction, which through switch 9 are connected to the output of a direct current source (not specified) and to the input of the selective amplifier 10, the output of which is connected to a measurement unit (not specified). The second output of the switch 9 is connected to the power input of the high frequency generator 6. The communication element 5 and the additional communication element 7 are each made in the form of two inductively connected loops, one of which is placed together with the elements of the resonant circuit inside ampoule 2, which is installed inside the receiving-magnetization system 1, and the internal loops of the element 5 and an additional communication element 7 are connected in series with the inductive and capacitive elements of the resonant circuit 4.

II

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

По команде Пуск, поступающей от внешнего устройства, коммутатор 9 одновременно подключает многовиткову катушку 1 к источнику посто нного тока и включает генератор 6 высокой частоты. Под действием посто нного тока, протекающего по катушке 1, в объеме 2 с рабочим веществомOn a Start command from an external device, switch 9 simultaneously connects multi-turn coil 1 to a DC source and turns on high-frequency generator 6. Under the action of direct current flowing through the coil 1, in a volume of 2 with the working substance

3 создаетс подмагничивающее поле заданной величины и направлени .3, a bias field of a given magnitude and direction is created.

Высокочастотна энерги от генератора 6 через коаксиальную линию и индуктивный элемент 5 св зи подаетс на резонансный контур 4 через стенку ампулы 2. Высокочастотное магнитное поле, создаваемое резонансным контуром 4, вызывает электронный парамагнитный резонанс на рабочем переходе энергетического спектра рабочего вещества 3.High-frequency energy from generator 6 through a coaxial line and inductive coupling element 5 is supplied to resonant circuit 4 through the wall of ampoule 2. A high-frequency magnetic field created by resonant circuit 4 causes electron paramagnetic resonance at the working transition of the energy spectrum of the working substance 3.

При этом за счет спин-спинового взаимодействи неспаренных электронов и дер рабочего вещества 3 создаетс дерна намагниченность в направлении подмагничивающего пол . По истечении необходимого времени пол ризации коммутатор 9 выключает генератор 6 и переключает катушку 1 с источника тока на вход избирательного усилител 10. ЭДС прецессии, наводима в катушке 1, суммарным магнитным моментом дерной намагниченности , взаимодействующим с измер емым магнитным полем, после соответствующей селекции и усилени избирательным усилителем 10, подаетс к блоку измерени , например элетронно-счетному частотомеру.At the same time, due to the spin-spin interaction of unpaired electrons and the cores of the working substance 3, the sod is magnetized in the direction of the biasing field. After the required polarization time has expired, switch 9 turns off generator 6 and switches coil 1 from the current source to the input of the selective amplifier 10. The pre-EMF induced in coil 1 is the total magnetic moment of nuclear magnetization interacting with the measured magnetic field after appropriate selection and amplification a selective amplifier 10, is supplied to a measurement unit, for example an electronic counting frequency meter.

Дополнительный индуктивный элемент 7 св зи во врем пол ризации рабочего вещества с помощью индикатора 8 обеспечивает контроль мощности и частоты высокочастотной энергии подводимой к резонансному контуру 4, а также может быть использован дл автоматической подстройки генератора 6 на резонансную частоту контура 4,An additional inductive coupling element 7 during the polarization of the working substance by means of the indicator 8 provides control of the power and frequency of the high-frequency energy supplied to the resonant circuit 4, and can also be used to automatically adjust the generator 6 to the resonant frequency of the circuit 4,

Конструкци магниточувствительно- го преобразовател обеспечивает высокую надежность устройства за счет повышенной герметизации рабочего вещества и элементов сезонансного контура, заключенного в герметизированном объеме.The design of the magnetically sensitive transducer ensures high reliability of the device due to increased sealing of the working substance and elements of the seasonal circuit enclosed in a sealed volume.

Устранение гальванических св зей между элементами резонансного контура и внешними устройствами высокочастотной системы позвол ет создать ампулу с рабочим веществом в виде легкозамен емого модул .Elimination of galvanic connections between elements of the resonant circuit and external devices of the high-frequency system allows creating an ampoule with a working substance in the form of an easily replaceable module.

Дополнительный элемент св зи обеспечивает удобство в настройке устройства , а также непрерывный контроль работы высокочастотной системы в процессе эксплуатации и автоматическую подстройизмеренииAn additional communication element provides convenience in setting up the device, as well as continuous monitoring of the operation of the high-frequency system during operation and automatic tuning.

Claims

Claim

1. Magnetosensitive transducer with dynamic polarization of the nuclei, containing a receiving-magnetizing system, an ampoule with a working substance and a high-frequency system in the form of a resonant circuit and an element of communication with an external generator, while the receiving and magnetizing system is made in the form of a multi-turn coil, and the inductive element of the resonant circuit the high-frequency system is located inside the ampoule with the working substance located inside the receiving-magnetizing system, characterized in that, in order to increase the reliability On the other hand, it is capacitively located inside the ampoule, the coupling element is made in the form of two inductively coupled loops, one of which is also placed inside the ampoule with the working substance and connected to the inductive and capacitive elements of the resonance circuit of the high-frequency system 10 consequently.

2. The converter according to π. I, characterized in that, in order to increase the convenience of tuning, it is equipped with an additional coupling element 15 made in the form of two inductively coupled loops, one of which is placed inside the ampoule with the working substance and connected to the inductive and capacitive elements resonant circuit of the high frequency system and the inner loop of the first coupling element in series.