Claims (2)
Это достигаетс тем, что в датчик магнитометра , содержащий электронную пущку с катодом, модул тором, фокусирующим устройством и анодом, отклон ющую систему , электростатический разделитель, смеситель и формирователь импульсов, соединенный с модул тором, ввод т коммутатор, две пары идентичных соосных колец Гельмгольца , соединенных последовательно и встречно, и два идентичных приемника пучка электронов , каждый ;: которых состоит из экрана с отверстием и электронного умножител . Смеситель соединен с выходами обоих электронных умножителей. Формирователь импульсов соединен с фокусирующим устройством , анодом, модул тором, электростатическим разделителем и входом коммутатора, а выходы коммутатора соединены с обеими парами колец Гельмгольца. Функциональна схема датчика магнитометра приведена на чертеже. . ,,, . , Датчик содержит катод 1, модул тор 2, фокусирующее устройство 3, анод 4, отклон ющую систему 5, электростатический разделитель 6, кольца Гельмгольца 7, отверсти 8, экраны 9, электронные умножители 10, формирователь импульсов 11, коммутатор 12, смеситель 13, траектории пакета электронов 14 и траектории зондирующего пучка 15. Метрической основой прибора вл етс линейна зависимость частоты обращени f электрона по круговой орбите в однородном Магнитном поле от индукции этого пол В, перпендикул рного скорости электрона f - tu, где и m - соответственно зар д и масса электрона. При ско . рости частицы U с, где с - скорост1э света в вакууме, частота f не зависит от и и, следовательно, от анодного напр жени вакуумного прибора. При условии перпендикул рности скорости электрона U индукции В радиус орбиты будет равен г - си. Дл уменьщени параметра г с помощью колец Гельмгольца создаетс дополнительное однородное магнитное поле ., значительно превышающее измер емое поле BU и коллинеарное ему. Независимость показаний от Во, обеспечиваетс путем использовани двух равных по модулю и противоположно направленных дополнительных полей и дифференциальной схемы измереРабота схемы происходит следующим об ,. разом. Когда с, формировател импульсов 11 -подаютс соответствующие разности потен .-.-циалов на модул тор 2, фокусирующее уст .„„ройство 3 и анод 4 электронной пушки, последн формирует пакет электронов высокой плотности, ориентированный с помощью предварительно настроенной отклон ющей системы 5. Пакет электронов расщепл етс на две половины электростатическим разделителем 6, наход щимс под отрицательным -..потенциалом относительно катода 1 пущки, ТгрЭДётй величина этЬго Потенц ала задаетс формирователем импульсов 11 такой, чтобы кажда половина пакета вощла в область однородного магнитного пол в периферийной части экваториальной плоскости колец Гельмгольца. При этом коммутатор 12, управл емый формирователем импульсов 11, задает в кольцах Гельмгольца ток такой величины, чтобы создаваемое им магнитное поле соответствовало радиусу круговой орбиты , меньщему радиуса колец Гельмгольца. Затем пакет переводитс по спиральной траектории в центральную часть экваториальной плоскости колец на орбиту с меньщим радиусом. Така операци принципиально. необходима ибо захват пакета посто нным однородным магнитным полем на устойчивую круговую орбиту невозможен. С этой целью ток в кольцах Гельмгольца с помощью коммутатора 12, управл емого формирователем импульсов II, постепенно увеличиваетс до заданной величины. .Спиральный , относительно продолжительный ввод пакета снимает трудности быстрой перекоммутации больщих токов. После вывода ггакета на орбиту формирователь импульсов 11 подает на модул тор 2, фокусирующее устройство 3 и анод 4 другие разности потенциалов , необходимые дл формировани непрерывного зондирующего пучка значительно меньщей плотности чем пакет электронов , но с несколько большим ускор ю,щим напр жением. На электростатический разделитель 6 с формировател импульсов II подаетс така разность потенциалов, чтобы обе половины расщепленного зондирующего пучка пересекли соответствующие орбиты обращающихс пакетов но хорде или диаметру и попали через отверстие 8 экрана 9 на электронный умножитель 10, в котором происходит усиление первичного электронного потока за счет влени вторичной эмиссии. При пересечении пакетом электронов траектории зондирующего пучка последний, вследствие кулоновского отталкивани , отклон етс и минует отверстие 8. Поскольку плотность пакета значительно превосходит плотность зондирующего пучка,параметры круговой орбиты при взаимодействии пакета, и пучка сохран ютс стабильными. Так как обе пары колец Гельмгольца 7 идентичны, расположены соосно, соединены встречно и обтекаютс одним и тем же током, то наводимые в их объемах магнитные пол + В и -В, коллинеарны, равны по модулю и., противоположны по направлению. При наличии слабого измер емого однородного магнитного пол Ва, например пол Земли, направленного вдоль оси колец Гельмгольца, частоты обращени пакетов, соответствующие суммарным пол м в объемах колец, состав т fa + fu и fo -- fj. Частоты следовани импульсов на выходе электронных умножителей 10 составл т соответственно 2(Ц + fu) и 2(fo,- fy). если пакет дважды за один оборот отклон ет зондирующий пучок. Разностна частота 4fu, выделенна на разонансном контуре смесител 13, вл етс Выходной величиной.. Отсчетна единица dB 2зт - 0,9 10 ч тл (0.009 гаммы), дл df I гц. Поскольку дл пакета электронов характерен довольно быстрый размыв, обусловленный кулоновскими силами расталкивани , то измерени целесообразно проводить в режиме накоплени , автоматически суммиру показани нескольких кратковременных замеров. Контроль нуль-пункта легко осуществл етс путем сравнени показаний при пр мом и обратном направлени х тока, обтекающего ратном направлени х тока, обтекающего кольца Гельмгольца. Режим работы при таком двойном замере и автоматическом суммировании двух показаний прибора гарантирует полную- независимость результатов наблюдений от дрейфа нул св занного с нестабильностью параметров колец ГельмВ-- датчике необходимо предусмотреть электростатическую экранировку колец Гельмгольца. Повь1щение точности магнитометрической съемки, в том числе компонентной обеспечиваемое данным предложением, даст существенный экономический эффект при поисках нефти, газа и рудных месторождений и позволит сократить объем дорогосто щих буровых работ. Формула изобретени Датчик магнитометра, содержащий электронную пущку с катодом, модул тором, фокусирующим устройством и анодом, отклон ющую систему, электростатический разделитель , смеситель и -формирователь импульсов , соединенный с модул тором, отличающийс тем, что, с целью увеличени разрещающей способности, в него введены коммутатор , две пары идентичных соосных колец Гельмгольца, соединенных последовательно и встречно, и два идентичных приемника пучка электронов, каждый из которых состоит из экрана с отверстием и электронного умножител , причем смеситель соеД« ен с выходами обоих электронных умножителей , формирователь импульсов соединен с фокусирующим устройством, анодом, модул тором, электростатическим разделителем и входом коммутатора, а выходы коммутатора соединены с обеими парами колец лл ;тагг п а r ncinrjtJ TJLT г- .лл тл п о п Q АЛ и i/ri ЛРГТ Гельмгольца. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. За вка.ЛГо 2331920/21 кл.С 01 R 33/08, 1976, по которой прин то рещение о выдаче авторского свидетельства. This is achieved in that a magnetometer sensor containing an electron starter with a cathode, a modulator, a focusing device and an anode, a deflecting system, an electrostatic separator, a mixer and a pulse shaper connected to the modulator are inserted into the switch, two pairs of identical coaxial Helmholtz rings. , connected in series and oppositely, and two identical electron beam receivers, each;: which consists of a screen with a hole and an electronic multiplier. The mixer is connected to the outputs of both electron multipliers. The pulse shaper is connected to the focusing device, the anode, the modulator, the electrostatic separator, and the switch input, and the switch outputs are connected to both pairs of Helmholtz rings. Functional diagram of the magnetometer sensor is shown in the drawing. . ,,,. The sensor contains a cathode 1, a modulator 2, a focusing device 3, an anode 4, a deflecting system 5, an electrostatic separator 6, Helmholtz rings 7, holes 8, screens 9, electronic multipliers 10, a pulse driver 11, a switch 12, a mixer 13, the trajectory of the electron packet 14 and the probe beam trajectory 15. The metric basis of the instrument is the linear dependence of the frequency of the electron's f orbit in a circular orbit in a uniform magnetic field on the induction of this field B, the perpendicular electron velocity f - tu, where m is but the charge and mass of an electron. With sk. the particle size U c, where c is the speed of light in vacuum, the frequency f does not depend on and, therefore, on the anode voltage of the vacuum device. Assuming perpendicularity of the electron velocity U of induction B, the radius of the orbit will be equal to r - c. To reduce the parameter r, with the help of the Helmholtz rings, an additional uniform magnetic field is created. This field is much higher than the measured field BU and collinear to it. Independence of indications from V, is provided by using two equal in magnitude and oppositely directed additional fields and a differential circuit. Measurement of the circuit occurs as follows. at once. When c, the pulse shaper 11 is fed to the corresponding potential-.-Cial differences on modulator 2, focusing device „„ device 3 and anode 4 of electron gun, the latter forms a high-density electron packet, oriented with a preset deflecting system 5 The package of electrons is split into two halves by an electrostatic separator 6, which is under negative - potential relative to the cathode 1 of the pump. A Trgdt value of this Potential is given by the pulse shaper 11 so that each Half of the package is waxed in the region of a uniform magnetic field in the peripheral part of the equatorial plane of the Helmholtz rings. In this case, the switch 12, controlled by the pulse shaper 11, sets a current in the Helmholtz rings of such a magnitude that the magnetic field created by it corresponds to the radius of a circular orbit smaller than the radius of the Helmholtz rings. The packet is then transferred along a spiral path into the central part of the equatorial plane of the rings into an orbit with a smaller radius. Such an operation is essential. It is necessary because the packet cannot be captured by a constant uniform magnetic field into a stable circular orbit. For this purpose, the current in the Helmholtz rings using the switch 12 controlled by the pulse shaper II is gradually increased to a predetermined value. . Spiral, relatively long packet input removes the difficulties of fast re-switching of high currents. After the orbit is placed in orbit, pulse generator 11 supplies modulator 2, focusing device 3 and anode 4 with other potential differences required to form a continuous probe beam of much lower density than a packet of electrons, but with a slightly higher accelerating voltage. An electrostatic separator 6 s of pulse generator II is supplied with such a potential difference so that both halves of the split probe beam intersect the corresponding orbits of the inverting packets but a chord or diameter and fall through the hole 8 of the screen 9 to the electron multiplier 10, in which the primary electron flux is amplified due to the appearance secondary issue. When a packet of electrons crosses the trajectory of the probe beam, the latter, due to Coulomb repulsion, deviates and bypasses hole 8. Since the density of the packet greatly exceeds the density of the probe beam, the parameters of the circular orbit during the interaction of the packet and the beam remain stable. Since both pairs of Helmholtz 7 rings are identical, coaxially arranged, connected in opposite directions and flow around with the same current, the magnetic fields + B and -B induced in their volumes are collinear, equal in magnitude and ... opposite in direction. If there is a weak measurable magnetic field Ba, for example, the earth field directed along the axis of the Helmholtz rings, the inversion frequency of the packets corresponding to the total fields in the volumes of the rings is t fa + fu and fo - fj. The pulse frequencies at the output of electron multipliers 10 are 2 (C + fu) and 2 (fo, - fy), respectively. if the packet is twice in one revolution, the probe beam is deflected. The difference frequency 4fu allocated on the resonant contour of the mixer 13 is the Output value. The reading unit dB 2zt is 0.9 10 ht / tl (0.009 gamma), for df I Hz. Since the electron packet is characterized by a fairly fast erosion, due to the Coulomb forces of repulsion, it is advisable to carry out measurements in the accumulation mode, automatically summing up the readings of several short-term measurements. Zero-point monitoring is easily accomplished by comparing readings in the forward and reverse directions of the current flowing around the current directions flowing around the Helmholtz ring. The mode of operation with such a double measurement and automatic summation of two instrument readings ensures that the observation results are completely independent of the drift of the Helmholtz rings, which are associated with the instability of the parameters of the HelmB rings. The sensor should be provided for electrostatic screening. Improving the accuracy of the magnetometric survey, including the component provided by this proposal, will provide a significant economic effect in the search for oil, gas and ore deposits and will reduce the amount of expensive drilling operations. An inventive magnetometer sensor, comprising an electronic trigger with a cathode, a modulator, a focusing device and an anode, a deflecting system, an electrostatic separator, a mixer and pulse generator connected to the modulator, in order to increase the resolving power into it introduced a switch, two pairs of identical coaxial Helmholtz rings connected in series and opposite, and two identical electron beam receivers, each of which consists of a screen with a hole and an electron multiplier, the mixer is connected to the outputs of both electronic multipliers, the pulse shaper is connected to the focusing device, the anode, the modulator, the electrostatic separator and the switch input, and the switch outputs are connected to both pairs of rings LL; tagg p r rcintijTJ TJLT g .ll tln about Q Q AL and i / ri LRGT Helmholtz. Sources of information taken into account in the examination 1. Application. LGA 2331920/21 class. C 01 R 33/08, 1976, according to which the authorization certificate was issued.
2. Патент США № 3657642, кл. 324-44 1972.2. US patent No. 3657642, cl. 324-44 1972.