SU750407A1 - Magnetometer - Google Patents
Magnetometer Download PDFInfo
- Publication number
- SU750407A1 SU750407A1 SU782610482A SU2610482A SU750407A1 SU 750407 A1 SU750407 A1 SU 750407A1 SU 782610482 A SU782610482 A SU 782610482A SU 2610482 A SU2610482 A SU 2610482A SU 750407 A1 SU750407 A1 SU 750407A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- frequency
- input
- output
- detector
- generator
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Description
(54) МАГНИТОМЕТР(54) MAGNETOMETER
Изобретение относитс к магнитным измерени м и может быть использовано в аппаратуре дл измерени магнитных полей на основе метода дер- 5 ного магнитного резонанса.The invention relates to magnetic measurements and can be used in apparatus for measuring magnetic fields based on the nuclear magnetic resonance method.
Известен магнитометр, предназначенный дл измерени напр женности магнитного пол . Магнитометр содержит пороговыйгенератор, который св jQ зан с датчиком сигнала дерного магнитного резонанса (ЯМР) и синхронным детектором, вырабатывающим сигнал ошибки дл управлени частотой порогового генератора таким образом, что бы сохран лись резонансные услови 1.A magnetometer is known for measuring the intensity of a magnetic field. The magnetometer contains a threshold generator, which is coupled to a nuclear magnetic resonance signal (NMR) sensor and a synchronous detector, which generates an error signal to control the frequency of the threshold generator in such a way that the resonance conditions 1 are maintained.
Недостатком данного устройства вл етс отн осительно мала точность измерений напр женности магнитного 20 пол , котора определ етс , кроме собственной ширийы линии ЯМР еще и стабильностью частоты колебаний порогового генератора и однородностью измер емого магнитного пол . 25The disadvantage of this device is the relatively low accuracy of measurements of the intensity of the magnetic field, which is determined, besides its own width of the NMR line, also by the stability of the oscillation frequency of the threshold generator and the uniformity of the measured magnetic field. 25
Из известных устройств дл измерени напр женности магнитного пол наиболее близким по технической сущности , и достигаемому результату в п етс устройство, которое содержит JQOf the known devices for measuring the strength of the magnetic field, the closest to the technical essence, and the achieved result is a device that contains JQ
датчик ЯМР, генератор высокой частоты , усилитель высокой частоты, детектор, усилит.ель низкой частоты. Ключ, систему автоматической подстройки частоты, включающую низкочастотный синхронный детектор, генератор точного поиска и избирательный усилитель 2 .NMR sensor, high frequency generator, high frequency amplifier, detector, low frequency amplifier. A key, an automatic frequency control system that includes a low-frequency synchronous detector, a precise search generator and a selective amplifier 2.
Устройство работает следующим образом .The device works as follows.
При отсутствии сигнала ЯМР включаетс генератор точного поиска, напр жение с которого поступает на реактивный элемент генератора высокой частоты и измен ет частоту генератора до тех пор, пока не по витс сигнал ЯМР с двойной частотой модул ции , что будет соответствовать выполнению точных резонансных условий. Данный сигнал выдел етс избирательным усилителем, ,который через ключ отключает генератор точного поиска и замыкает систему слежени . На выходе синхронного детектора по вл етс посто нное напр жение, под воздействием которого частота гене.ратора высокой частоты точно подстра иваетс к резонансному значению.Недостаток известного устройства - низка разрешающа способность и точность измерений напр женности магнитного пол ввиду низкой стабильности частоты генератора высокой частоты. Целью изобретени вл етс повы .шение точности измерений и разре (шающей способности. Поставленна цель достигаетс тем,что в магнитометр, содержащий последовательно соединенные пороговый генератор высокой частоты, детектор и синхронный детектор, модул тор , выход которого св зан со вторым входом синхронного детектора, датчик дерного магнитного резонанса и регистрирующий прибор, введены механизм перемещени датчика, кинематически св занный с пороговым ге нератором высокой частоты и упом нутым датчиком, а электрически - со входом регистрирующего прибора, а также последовательно соединенные ин тегратор, переключатель режимов работы , управл емый эталон частоты и высокочастотный фазовый детектор, второй вход которого подключен ко второму выходу порогового генератора , к управл емому входу которого . через переключатель режимов работы подключен выход высокочастотного фа зового детектора, вход интегратора св зан с вЕ 1ходом синхронного дет тора, а его выход - со вторым входо регистрирующего прибора. Функциональна схема устройства представлена на чертеже. Устройство состоит из датчика ЯМР 1, помещенного в измер емую маг нитную систему 2, порогового генера тора высокой частоты 3, детектора 4 низкочастотного синхронного детектора 5, модул тора б, управл емого эталона частоты 7, высокочастотного фазового детектора 8, интегратора 9 переключател 10 режимов работы, ме ханизма перемещени 11 датчика ЯМР двухкоордиНатного самописца 12, катушек модул ции 13. В магнитную систему 2 помещен да . чик ЯМР 1 порогового генератора высокой частоты 3. Сигнал с генератора 3 подаетс на детектор 4, выходной сигнал которого подаетс на оди из входов и.ч. синхронного детектора И, на второй вход которого подае с опорный .сигнал с модул тора 6. В ход}лой сигнал низкочастотного синхр ного детектора подаетс на вход интегратора 9, выход которого соедине через переключатель 10, в положении А - с управл емым входом порогового генератора 3, в положении В - со вх дом управл емого эталона частоты 7, выходной сигнал которого поступает на вход высокочастотного фазового д тектора 8, на второй вход которого поступает сигнал с высокочастотног выхода порогового генератора 3, выходной сигнал высокочастотного фазового детектора 8 поступает на управл емый вход порогового генератора 3. Устройство работает следующим образом . Магнитометр работает в режиме слежени . Сигнал ЯМР порогового генератора 3, продетектированный детектором 4, поступает на низкочастотный синхронный детектор 5, напр жение с которого поступает на вход интегратора 9, выходное напр жение с которого поступает на вход управл емого эталона частоты 7 подстраива частоту его до совпадени с частотой резонансного ЯМР поглощени fp . Высокочастотное -напр жение частоты fp с эталона 7 сравниваетс в в.ч. фазовом детекторе 8 с поступающим с порогового генератора 3 высокочастотным сигналом и сигнал ошибки с в.ч. фазового детектора 8 управл ет реактивным элементом порогового генератора 3, подстраива частоту его до совпадени с частотой эталона 7, котора , в свою очередь, подстраиваетс до равенства частоте резонансного ЯМР по- . глощени fp . Измер частоту порогового генератора 3 и использу известное равенство f --S- U т Р27Г Н где fp - резонансна частота ЯМР поглощени ; у - гиромагнитное отношение дер спинсодержащего вещества датчика сигнала ЯМР; Н - напр женность измер емого . магнитного пол , измер ют по сути величину напр женности магнитного пол измер емой магнитной системы. Введение интегратора в систему фазовой автоподстройки частоты (ФЛПЧ) обеспечивает астатизм системы ФАПЧ, что позвол ет повысить точность системы ФАПЧ, а следовательно, и точность измерений напр жённости магнитного пол путем снижени статической ошибки в системе ФАПЧ. Магнитометр с введенным в него переключателем 10 режимов работ работает следующим образом; В положении А переключател 10 сигнал ЯМР порогового генератора 3 поступает на детектор 4, выходной сигнал которого поступает на вход низкочастотного синхронного детектора 5, выходное напр жение которого через интегратор 9 и переключатель 10 управл ет частотой порогового генератора 3 таким образом, чтобы частота его следила за полем дл выполнени равенства (1). В положении В переключател 10 напр жение низкочастотного синхронного детектора 5 через интегратор 9 и переключатель 10 управл ет частотойIn the absence of an NMR signal, an accurate search generator is turned on, the voltage from which is supplied to the reactive element of the high-frequency generator and changes the generator frequency until the NMR signal with a double modulation frequency appears, which will correspond to the fulfillment of exact resonance conditions. This signal is extracted by a selective amplifier, which, through the key, turns off the generator of the exact search and closes the tracking system. A constant voltage appears at the output of the synchronous detector, under the influence of which the frequency of the high frequency generator exactly adjusts to the resonance value. The disadvantage of the known device is the low resolution and accuracy of the magnetic field intensity measurements due to the low frequency stability of the high frequency generator. The aim of the invention is to improve the measurement accuracy and resolution. The goal is achieved by including a magnetometer containing a series-connected high-frequency threshold generator, a detector and a synchronous detector, a modulator, the output of which is connected to the second input of the synchronous detector, a magnetic nuclear resonance sensor and a recording device, a sensor displacement mechanism, kinematically connected with a high frequency threshold generator and said sensor, is introduced, and electrically with an input meters of the recording device, as well as serially connected integrator, mode switch, controlled frequency standard and high-frequency phase detector, the second input of which is connected to the second output of the threshold generator, and the output of the high-frequency phase detector is connected to the control input of which. The integrator input is connected to the EVE of the synchronous detector, and its output is connected with the second input of the recording device. Functional diagram of the device shown in the drawing. The device consists of an NMR sensor 1 placed in the measured magnetic system 2, a high-frequency threshold generator 3, a detector 4 of a low-frequency synchronous detector 5, a modulator b, a controlled frequency reference 7, a high-frequency phase detector 8, an integrator 9 of a switch 10 modes operation, the mechanism of movement 11 of the NMR sensor of the two-coordinate recorder 12, the modulation coils 13. The magnetic system 2 is placed yes. NMR 1 of the high-frequency threshold generator 3. The signal from generator 3 is fed to detector 4, the output of which is fed to one of the inputs i.h. synchronous detector I, to the second input of which the flow from the reference signal from modulator 6. In turn} the low-frequency synchronous detector signal is fed to the input of the integrator 9, whose output is connected through switch 10, in position A with a controlled input of the threshold generator 3, in position B - with the input of the controlled frequency standard 7, the output of which is fed to the input of the high-frequency phase detector 8, the second input of which receives the signal from the high-frequency output of the threshold generator 3, the output signal of the high-frequency phase detector 8 is fed to a controllable oscillator input threshold 3. The apparatus operates as follows. The magnetometer operates in tracking mode. The NMR signal of the threshold generator 3, detected by detector 4, is fed to a low-frequency synchronous detector 5, the voltage from which is fed to the input of integrator 9, the output voltage from which is fed to the input of a controlled frequency standard 7, adjusting its frequency to coincide with the frequency of the resonant NMR absorption fp. The high frequency voltage frequency fp from reference 7 is compared in h.ch. phase detector 8 with a high-frequency signal coming from the threshold generator 3 and an error signal with h.ch. the phase detector 8 controls the reactive element of the threshold generator 3, adjusting its frequency to match the frequency of the reference 7, which in turn adjusts to equal the frequency of the resonance NMR. fp. Measure the frequency of the threshold oscillator 3 and use the well-known equation f --S- U t R27G N where fp is the resonant absorption NMR frequency; y is the gyromagnetic ratio of the nucleus spin-containing substance of the NMR signal sensor; H is the intensity of the measured. The magnetic field is essentially measured by the magnitude of the magnetic field of the measured magnetic system. The introduction of an integrator into a phase locked loop (FLPC) system provides astatism of the PLL system, which allows improving the accuracy of the PLL system and, consequently, increasing the accuracy of measuring the magnetic field strength by reducing the static error in the PLL system. A magnetometer with a switch of 10 operation modes introduced into it works as follows; In position A of switch 10, the NMR signal of the threshold generator 3 is fed to detector 4, the output of which is fed to the input of a low-frequency synchronous detector 5, the output voltage of which through the integrator 9 and switch 10 controls the frequency of the threshold generator 3 so that its frequency field for equality (1). In the position B of the switch 10, the voltage of the low-frequency synchronous detector 5 through the integrator 9 and the switch 10 controls the frequency
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU782610482A SU750407A1 (en) | 1978-05-03 | 1978-05-03 | Magnetometer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU782610482A SU750407A1 (en) | 1978-05-03 | 1978-05-03 | Magnetometer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU750407A1 true SU750407A1 (en) | 1980-07-23 |
Family
ID=20762377
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU782610482A SU750407A1 (en) | 1978-05-03 | 1978-05-03 | Magnetometer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU750407A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2799401C1 (en) * | 2022-02-02 | 2023-07-05 | Общество с ограниченной ответственностью "Новые спинтронные технологии" (ООО "НСТ") | Device for measuring weak magnetic fields |
-
1978
- 1978-05-03 SU SU782610482A patent/SU750407A1/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2799401C1 (en) * | 2022-02-02 | 2023-07-05 | Общество с ограниченной ответственностью "Новые спинтронные технологии" (ООО "НСТ") | Device for measuring weak magnetic fields |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US2602835A (en) | Microwave spectroscopy | |
US4110681A (en) | NMR field frequency lock system | |
Baker et al. | High stability nuclear magnetic resonance spectrograph | |
US2772391A (en) | Recording magnetometric apparatus of the nuclear-resonance type | |
GB1602913A (en) | Pulsed nuclear magnetic resonance spectrometers | |
US3287629A (en) | Gyromagnetic resonance methods and apparatus | |
NO162563B (en) | CATALYST COMPONENTS FOR POLYMERIZATION OF OLEFINES. | |
SU750407A1 (en) | Magnetometer | |
US4209746A (en) | Magnetic field gradient measuring device | |
US2837649A (en) | Stabilizer for microwave oscillators | |
JPH0225140B2 (en) | ||
Akay et al. | A new weak field double resonance NMR spectrometer | |
US3728614A (en) | Optical magnetometer using a depumping signal formed by frequency modulating the output of a variable frequency oscillator with two alternating fixed frequency oscillators | |
US4210861A (en) | Fourier-transform nuclear gyromagnetic resonance spectrometer | |
US4339717A (en) | Nuclear magnetic resonance spectrometer | |
US3222593A (en) | Measuring the characteristics of a magnetic field at any given point by nuclear resonance | |
US3173083A (en) | Gyromagnetic resonance method and apparatus | |
US3496454A (en) | Frequency tracking magnetic field regulator employing means for abruptly shifting the regulated field intensity | |
Smith et al. | An improved super-regenerative spectrometer for nuclear quadrupole resonance spectroscopy | |
US3534252A (en) | Method and apparatus for obtaining high resolution nuclear magnetic resonance spectra | |
US3056080A (en) | Paramagnetic wavementer | |
JPS6123953A (en) | Nuclear magnetic resonance device | |
SU438345A1 (en) | Optically pumped quantum magnetometer | |
SU434355A1 (en) | QUANTUM MAGNETOMETER | |
SU813343A1 (en) | Magnetometer |