SU883819A1

SU883819A1 - Устройство дл измерени индукции магнитного пол

Info

Publication number: SU883819A1
Application number: SU802896623A
Authority: SU
Inventors: Николай Михайлович Мельников; Александр Иванович Жерновой
Priority date: 1980-03-24
Filing date: 1980-03-24
Publication date: 1981-11-23

Description

(54) УСТРр,ЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИНДУКЦИИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ

I

Изобретение относитс к электроизмерительной технике и может быть использовано дл измерени магнитной индукции неоднородных и однородных посто нных полей методом ЯМР в шикором диапазоне.

Известны устройства дл измерени магнитной индукции, посто нных нолей, состо щие из пол ризатора, анализатора, катушки нутации , трубопровода с проточной жидкостью, электронного блока, частотомера 1.

Однако вли ние сильных магнитных полей пол ризатора и анализатора на измер емое иоле вносит существенную погрешность в измерени магнитной индукции. Вследствие зтого ограничиваетс применение устройства на основе зффекта нутации. Кроме того, нрименекие проточной жидкости (движущегос образца ) катуижи нутации, широкодиапазонного генератора усложн ет конструкцию устройства.

Известно также устройство, основанное на методе дерного магнитного резонансного поглощени , состо щее из преобразовател ЯМР, измерительного устройства (например включающего генератор низкой частоты, гене

ратор высокой частоты, усилитель высокой частоты, демодул тор, усилитель низкой частоты , осциллограф), частотомера. Это устройство используетс дл измерени мапштной индукЩ1И от 0,01 Тл и выше в однородШ)1Х посто нных пол х. Погрешность измерени - 0,01% 2.

Однако известное устройство не позвол ет измер ть магнитную индукцию в слабых посто нных пол х (до 0,01 Тл), не применимо в неоднородных посто нных пол х, которые вл ютс наиболее распространенными.

Целью изобретени вл етс расширение диапазона.

Поставленна цель достигаетс тем, что в устройство, дл измере1ш индукции магнитного пол , содержащее преобразователь ЯМР, измерительный блок и цифровой частотомер, дополнительно введены плоскопараллельные посто нные магниты, в воздушном зазоре которых размещен преобразователь ЯМР.

Claims

На чертеже показана функциональна схема устройства, основанного на методе дерного магнитного резонансного поглощени . Устройство содержит плоскопараллельные посто нные магниты 1, между которыми расположен преобразователь ЯМР 2, катушки 3 модул ции, соединенные с генератором 4 низкой частоты, Катувдка преобразовател ЯМР 2 вместе с переменным конденсатором образует колебательный контур генератора 5 высокой частоты. Колебательный контур через генерато 5 высокой частоты, усилитель 6 высокой частоты , демодул тор 7, усилитель 8 низкой частоты соединен с осциллографом 9. Кроме того, генератор 5 высокой частоты соединен с цифровым частотомером 10. Магниты 11 Создают измер емое поле. Вместо магнитов 11 может быть магнитное поле Земли, магнитное поле проводников с токами и др., пол ризатор 12, трубопровод 13. Устройство работает следующим образом. Преобразователь ЯМР 2 помещаетс в зазо плоскопараллельных посто нных магнитов 1, т.е. в однородное магнитное поле с заранее известной величиной индукции. Преобразователь ЯМР 2 размещаетс в магнитном поле таким образом, чтобы высокочастотное поле, создаваемое катушкой, было бы перпендикул рно направлению магнитного пол посто н ных магнитов 1. При резонансе, когда частота генератора 5 совпадает с частотой прецесси дер, добротность колебательного контура уменьшаетс вследствие поглощени энергии атомными драми, что приводит к уменьшению напр жени на контуре. Дл периодического прохождени ерез резонанс индукци посто нного магнитного пол модулируетс вблизи резонансного значени с помощью катушек 3, питающихс от генератора 4 низкой частоты. Напр жение высокой частоты, модулированное сигналом дерного резонансного поглощени , подаетс на усилитель 6 высокой частоты, после чего на демодул тор 7, выдел ющий сигнал ЯМР, который через усилитель 8 низкой частоты постзшает на осциллограф 9. При подаче на пластины развертки осциллографа напр жени , синхронного напр жению источника модул ции магнитного пол на экране непрерывно наблюдаютс сигналы ЯМР. Так как за период модул ции услови резонанса повтор ютс дважды, то на экране видНы два сигнала, симметричное расположение которых относительно центра развертки свидетельствует о наступлении резонанса при нулевом значении модулирующего пол . При этом показани цифрового частотомера 10, измер ющего частоту генератора 5, соответствуют заранее известной магнитной индукции плоскопараллельных посто шц 1х магнитов 1. При воздействии измер емого посто нного магнитного пол (на чертеже поле магнитов U) на плоскопараллельнью магниты 1, а следовательно и на преобразователь ЯМР 2, расположенный между ними, резонансна частота изменитс , а значит измен тьс показани цифрового частотомера 10. Изменение показаний цифрового частотомера 10 и будут соответствовать измер емой магнитной индзтсции. При использовании движущегос образца (проточной жидкости) за врем пребывани жидкости в сильном мапштном поле пол ризатора 12 в ней возникает неравновесна дерна намагниченность, котора при дальнейшем течении жидкости по расположенному JB слабом поле трубопроводу 13 уменьшаетс в результате естественной релаксации и достигает на входе преобразовател ЯМР 2 значени М. Намагниченности М пропорщ{ональна интенсивность сигнала ЯМР А на выходе схемы. А - К- М , где М - намагниченность; А - интенсивность сигнала ЯМР; К - коэффициент, который зависит от параметров схемы и однородности пол плоскопараллельных магнитов 1. Далее устройство работает так же как и с неподвижным образцом. Сигнал ЯМР в устройстве по вл етс при отсутствии измер емого пол , это дает возможность расширить пределы измерени магнитной индукции и измер ть магнитную индукцию практически от нул . Пределы измерений устройства от 10 до 2 Тл. Кроме того, устройство позвол ет измер ть слабые (До 0,1 Тл) неоднородные посто нные магнитные пол , которые вл ютс наиболее распространенными и трудоизмеримыми , особенно в услови х города, лаборатории , цеха. Основна погрешность измере ш с неподвижным образцом - 0,01%, с движущимс о образцом (проточной жидкостью) - 0,001%. Устройство позвол ет определ ть направление вектора магнитной индукции. Формула изобретени Устройство дл измерени индукции магнитного пол , содержащее преобразователь ЯМР, измерительный блок и цифровой частотомер, отличающеес тем, что, с целью распшрени диапазона измерени , в него дополнительно введены плоскопараллельные посто нные магниты, 18 воздупшом зазоре которых размещен преобразователь ЯМР. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР N 527677, кл. G 01 R 33/08, 1975.
2.Спектор С. А. Измерение больщих посто нных токов. Л., Энерги , 1978, с. 79.

//

Зз

/l

г f: