SU368570A1 - УСТРОЙСТВО дл КОМПЕНСАЦИИ МАГНИТНЫХ ПОМЕХ В ОБЪЕМЕ ДАТЧИКА МАГНИТОМЕТРА - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к аэромагнитным средствам лОИска и разведки полезных ископаемых .

Известны устройства дл  компенсации магнитных помех носител  аэромагнитометра в объеме датчиков магнитного пол .

Устройство содержит системы из трех ортогональных катушек, расположенных на пр мой , проход щей через центр датчика -магнитометра , внутри магниточувствительного блока на таком рассто нии от датчика магнитометра , 1при -котором магн-итное поле катушек в объе.ме датчиков достаточно равномерно.

Катушки питаютс  от источника посто нного тока дл  компенсации посто нных магнитных помех. Дл  компенсации индуктивных помех катушки питаютс  током с выхода вспомогательных магнитометров. Дл  компенсации помех от вих,ревых токов, возникающих в электропроводных массах конструкции носител  при эволюци х в магнит1ном поле Земли, катушки питаютс  от тех же вспомогательных магнитометров через схемы дифференцировани .

Недостаток известных устройств дл  компенсации магнитных помех с компенсационными катушками состоит ъ том, что дл  обеспечени  магнитного пол  с заданной раъноме рностью Б объеме датчиков мапнито.метра необходимо удал ть катушки на большое рассто ние от датчиков. Особенно существенен этот недостаток при использовании  дернопрецессионных датчиков магнитного пол . Градиент магнитного пол  катушек приводит к резкому затуханию сигнала  дерной лрецессии , а иногда и к выходу из стро  магнитометра .

Предложенное устройство дл  компенсации магнитных помех позвол ет простыми техническими средствами повысить кратность компенсации магнитных помех и сократить габариты при заданной кратности компенсации.

Эти преимущества устройства обеспечиваютс  тем, что оно снабжено дополнительными компенсационными катущками, ориентированными коллинеарно соответствующим основным катушкам и включенным1И последовательно или параллельно с ними, причем отношение магнитных моментов основных и дополнительных катушек выбрано из услови  равенства нулю высших производных магнитного потенциала Е центре датчика магнитометра.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства.

Внутри ма-гниточувствительного блока / расположен датчик 2 .магнитометра, система из трех ортогональных в пространстве катушек 3, 4 5, питаемых током от стабилизированного источнпка тока и от вспомогательных 0 магнитометров (не показаны), система из трех

дополнительных ортогональных компенсационных катушек 6, 7, 8, расположенных «а пр мой , проход щей через центр катушек 3, 4 5 и центр датчика магнитометра. Дополнительные компенсационные катушки включены последовательно или параллельно с соответствующими ОСНОВНЫМИ катушками и ориентированы так, что их ООН колли неарны.

Магнитные моменты (M I-w-S, где / - сила тока, га - число витков, 5 - площадь в,итка) выбраны такими, чтобы отношение магнитных моментов основных  - дололиительных катушек было равно четвертой степени отношени  рассто ний от катушек до центра датчика магнитометра

М R у M,,Rj

При таком соотношении магнитных моментов основных и дополнительных катушек перва  1ПроиЗВОДна  магнитного тол  дополнительной катушки, включенной навстречу основной катушке, комиеноирует первую производную магнитного пол  основной катушки, благодар  чему магнитное 1поле в объеме датчика магнитометра становитс  более равномерным .

представим ко.чпенсациоННую катушку в виде дипол  с магнитным моментом М (фиг. 2) в точке А, положение которой характеризуетс  радиусом-вектором R, расположенным под углом ф к направлению магнитного момента.

Магнитное поле катушки рассчитываетс  по формулам дилол :

//. - COS ср.

гз М

Н -

sin f.

гз

Составл юща  пол  дипол , параллельна  его оси,

М

Н

-( 1).

В точке А удаленной от точки А на -малое рассто ние l(), напр женность магнитного пол  будет отличатьс  на велич,ину ДЯ, которую МОЖНО рассчитать с помощью первых членов р да Тейлора, дН

./+±.

Hj,

/«. 2 д

dl

.После дифференцировани  получаем значение ДЯж дл  ф-О, В точках на пр мой /, расположенной под углом -к радиусу - вектОру R:

М

М

- 6/COS а +-: 12/« COS

Л

М

- -i 3/ Slnoc. К.

Если на пр мой ОЛ расположена дополнительна  катушка с магнитным моментом Мд

M-R

м,

/г«

4

ориентированным колинеарно и встречно с моментом М, то, приращение ее смапнитного пол  на участке / составит

М R

М

Я,,

б cos   -

12/«COSa-f

М

.

+

Суммарное приращение пол  ооновной и дополнительной катушек на участке / составит:

Д//,,ДЯ, + А//,

- 12/COS а л - -A JW 3/. sin а

irL 12/

X R ) К

R

(X

в вьфажени-и отсутствует наиболее существенный член, обусловленный первой производной малнитного пол , Кото1ра  ско.мпенсирована дополнительной катущкои.

Дл  примера укажем, что приращение пол  щ сфере радиуса / - 4 см, расположенной на рассто нии R QQ см, составит +22,6% и , напр женности пол  в центре сферы.

Если использовать дополнительную катушку , расположенную на рассто нии см, то максимальна  неравномерность пол  снизитс  до -f 5,3% за счет увеличени  обш,его .магнитного -момента катушек примерно в 2 раза без увеличени  габаритов магниточувствительного блока магнитометра.

Дл  достижени  такой же равномерности пол  в обычном устройстве пришлось бы увели .чить длину магниточувствительного блОКг. до 2,5 М при этом потребовалось бы увеличить магнитный момент в 64 раза.

Дальнейшее повышение кратности компенсаци  помех в ограниченном объеме достигаетс  за .счет компенсации третьей производной .магнитного потенциала с помощью еще одной системы дополнительных коматенсационных катушек.

На фиг. 3 изоб.ражена система из трех комценсационных катушек: основной (Mi) и двух дополнительных (Mz и М), расположенных на пр мой, проход щей через центр магнитометра (точку Л) соответственно на рассто ни х Ri, Rz и Rz.

Отношение магнитных моментов катушек устанавливаетс  в соответствии с зависимост ми:

В таком устройстве втора  и треть  производные магнитного потенциала суммарного пол  катушек М, М и MZ в точке Л рав-ны нулю, и в ограниченном объеме вокруг точки Л магнитное поле еще более равномерно.