Claims (2)
1 . Изобретение относитс к магнитометрической технике, в частности к про.тонным магнитометрам и может быть использовано в геологической разведке полезных ископаемых. Известен дерный магнитометр со-сто щий изСдатчика, усилител сигнала прецессии, ограничител , умножител частоты, счетчика, командного устройства , схемы совпадени , одновибратора коммутирующего устройства, фазовращател и детектора нулевой фазы 1. Недостатком этого магнитометра вл етс узкий рабочий диапазон автоматических измерении Наиболее близким к предлагаемому устройству вл етс протонный магнито метр с автоматической синхронизацией пол ризации, состо щий из датчика, усилител сигнала прецессии, ограничител , умножител с фазовой автоподстройкой частоты,.счетчика пол , командного устройства, схемы совпадени , триггера и коммутирующего устройства Г2. Недостатком этого магнитометра вл етс низка степень синхронизации пол ризации, вызванна использованием в фильтре низких частот аналогового запоминающего устройства, обеспечивающего синхронизацию частоты дерной прецессии и частоты на выходе делител умножител частоты во врем запирани усилител сигнала прецессии. Цель изобретени - увеличение точности измерени за счет повышени степени автоматической синхронизации пол ризации. Указанна цель достигаетс тем, что в протонный магнитометр, содержащий последовательно соединенные датчик , усилитель сигнала прецессии, ограничитель и умножитель частоты, состо щий из последовательно соединенных фазового детектора, фильтра нижних частот, управл емого генератора и делител частоты, выход которого 393 соединен с вторым входом фазового детектора , с« етчик пол , входы которого св заны с входом делител частоты и первым выходом командного блока, последовательно соединенные элемент совпадени , триггер и коммутирующий блок, соединенный с датчиком, введены последовательно соединенные суммирующий счетчик, регистр и вычитающий счетчик, а также элемент ИЛИ, причем выход делител соединен с управл ющим входом суммирующего счетчика и входом командного блока, второй выход которо го соединен с входом установки нул суммирующего счетчика, а Т(эетий выход командного блока с первым входом элемента ИЛИ и входом записи регистра, выход вычитающего сметчика соединен с первым входом элемента совпадени и с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом установки вычита1рщего счетчика, счетные входы суммирующего и вычитающего счет чиков соединены с четвертым выходом командного блока, п тый выход которо го св зан с вторым входом элемента совпадени , а шестой и седьмой выходы , с вторыми входами триггера и усилител сигнала прецессии соответственнр . На чертеже представлена структурна схема протонного магнитометра с автоматической синхронизацией пол ризации . Магнитометр содержит последовательно соединенные датчик 1, усилитель 2, ограничитель 3« Выход формировател -ограничител соединен с вхо дом умножител частоты t, в свою оче редь состо щего из последовательно соединенных фазового детектора 5, фильтра нижних частот 6 и управл емого генератора 7 и делител 8 час тоты, вход которого соединен с выходом управл емого генератора 7 а выход с одним из входов фазового детектора 5. Выход управл емого генера тора 7 соединен также с входом-счетчику 9 пол . Кроме того, выходДелител 8 умножител частоты соединен с управл ющим входом суммирующего счетчика 10 и входом командного блока 11. Первый выход командного блока 11 соединен с входом, установки ну л суммирующего счетчика 1Q, а второ дополнительный выход с одним из вхо дов элемента ИЛИ 12 и входом записи регистра 13. Параллельные входы регистра 13 соединены с выходами суммирующего счетчика 10, а параллельные выходы регистра 13 соединены с установочным входом вычитающего счетчи- . ка Ik. Выход переполнени вычитающего счетчика 1 соединен с одним из входов элемента 15 совпадени и элемента ИЛИ 12, а вход установки вычитающего счетчика соединен с выходом элемента ИЛИ 12. Выходы управл ющих сигналов командного блока 11 соединены с входом счетчика пол 9, суммирующего счетчика 10, вычитающего счетчика Ijt элемента 15 совпадени и триггера. 16, вход которого соединен с выходом элемента 15 совпадени . Выход триггера 16 через коммутирующий блок 17 соединен с датчиком 1. Протонный магнитометр с автоматической синхронизацией пол ризации работает следующим образом. По завершению действи пол ризующего пол отпираетс усилитель 2 и Начинаетс усиление сигнала свободной дерной прецесии f, , пocтyпaющe o с датчика 1. Усиленный сигнал f через ограничитель 3 поступает на вход фазового детектора 5 умножител частоты , на второй вход которого подаетс сигнал с выхода делител 8 частоты, фазовый детектор 5 вырабатывает сигнал ошибки в соответствии с разностью фаз входных сигналов. Выходное напр жение фазового детектора 5 фильтруетс фильтром нижних частот и используетс дл управлени частотой управл емого генератора 7Управл емый генератор 7. генерирует сигнал со скоростью изменени фазы: и частотой, в М раз большей частоты сигНа выходе управл емого генератора 7 подключены счетчик пол Э и делитель В частоты, коэффициент делени которого равен коэффициенту умножени М, а частота на выходе дед равна и синхронизирована с частотой сигнала Дл организации автоматической синхронизации включени пол ризующего пол во всем диапазоне изменени частоты сигнала, сигнал с частотой ел поступает на вход командного блока 11 и на управл ющий вход суммирующего счетчика 10, Суммирующий счетчик 10 производит подсчет импульсов высокой частоты, поступающих на его счетный вход с третьего выхода командного блока 11, в течение периода сигнала. Выходы суммирующего счетчИка 10 соединены с параллельными входами регистра 13, выходы которого в свою очередь соединены с установочными входами вычитающего счетчика I. По завершению периода сигнала в суммирующем счетчике 10 накапливаетс некоторое число N, величина которого соответствует значению частоты fдeд. Сигналом,поступающим с первого выхода командного блока 11 число N переписываетс из суммирующего счетчика 10 в регистр 13 и через элемент ИЛИ 12 в вычитающий счетчик Затем сигнал с второго выхода командного блока 11 устанавливает суммирующий счетчик 10 в исходное (нулевое} состо ние, подготавлива его к подсчету импульсов fg в течение следующего периода сигнала дел. Импульсы частоты fg одновременно поступают на счетный вход вычитающего счетчика lU, в результате чего на выходе переполнени возникают импульсы, частота следовани которых близка к частоте f Абл ° завершению работы счетчика пол 9 усилитель 2 запираетс сигналом от командного блока 11 и поступление сигнала частоты д дпрекращаетс . Дл того, чтобы в интервале времени между началом действи сигнала запирани усилител и началом деист-; ВИЯ пол ризующего пол на выходе переполнени вычитающего счетчи(а поддерживалс сигнал с частотой, близкой к частоте дел сигнал этот через элемент ИЛИ 12 подаетс на вход установки вычитающего счетчика I. Импульсы с выхода переполнени вычитающего счетчикаН поступают на вход элемента 15 совпадени , на второй выход которого поступает сигнал Начало пол ризации. Сигнал с выхода элемента совпадени запускает триггер 16 начина таким образом цикл пол ризации в момент нулевой фазы сигнала f по предыдущему измерению. Далее работа повтор етс , но в цикле синхронизированный передний фронт команды Пол ризаци будет сдвинут по отношению к соответствующему сигналу, поступающему от командного блока 11 на величину фазы рассогласовани с си1- налом fnj,. Таким образом, достигаетс автоматическа синхронизаци пол ризации во всем диапазоне частот сигнала. При этом ошибку синхронизации переднего фронта сигнала пол ризации можно определить по формуле где Т - интервал времени между си1- налами Запирание и Пол ризаци , Ошибку синхронизации переднего фронта сигнала пол ризации путем увеличени частоты-fg можно свести к необходимому минимальному значению. Формула изобретени Протонный магнитометр, содержащий последовательно соединенные датчик, усилитель сигнала прецессии, ограничитель и умножитель частоты, состо щий из последовательно соединенных фазового детектора, фильтра нижних частот , управл емого генератора и делител частоты, выход которого соединен с вторым входон фазового детектора , счетчик пол , входы которого св заны с входом делител частоты и первым выходом командного блока, последовательно соединенные элемент совпадени , триггер и коммутирующий, блок, соединенный с датчиком, о т л и чающийс тем, что, с целью повышени точности измерени , в него введены последовательно соединенные суммирующий счетчик, регистр и вычитающий счетчик, а также элемент ИЛИ, причем выход делител соединен с управл ющим входом суммирующего счетчика и входом командного блока, второй выход которого соединен с входом установки нул суммирующего счетчика, а третий выход командного блока - с первым входом элемента ИЛИ и входом записи регистра, выход вычитающего счетчика соединен с первым входом элемента совпадени и с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом установки вычитающего счетчика, счетные входы суммирующего и вычитающего счетчиков соединены с четвертым выходом командного блока, п тый выход которого св зан с вторым входом элемента совпаени , а шестой и седьмой выходы - с вторыми входами триггера и усилите- сигнала прецессии соответственно. Источники информации, Прин тие во внимание при экспертизе 1.Патент США № 35+б57, 324-5 кл. ,G 01 R 33/08, 1968. one . The invention relates to a magnetometric technique, in particular to proton magnetometers and can be used in geological prospecting of minerals. A nuclear magnetometer consisting of a transmitter, a precession signal amplifier, a limiter, a frequency multiplier, a counter, a command device, a coincidence circuit, a single-oscillator switching device, a phase rotator and a zero-phase detector 1 is known. The disadvantage of this magnetometer is the narrow operating range of automatic measurements Closest to The proposed device is a proton magnetometer with automatic synchronization of polarization consisting of a sensor, a precession signal amplifier, a limiter, a multiplier. a phase locked loop, .schetchika floor control device, the coincidence circuit, a trigger and a switching device T2. The disadvantage of this magnetometer is the low degree of polarization synchronization caused by the use of an analog storage device in the low-pass filter, which synchronizes the nuclear precession frequency and the frequency at the output of the frequency multiplier divider during locking the precession signal amplifier. The purpose of the invention is to increase the measurement accuracy by increasing the degree of automatic synchronization of polarization. This goal is achieved by the fact that a proton magnetometer containing a series-connected sensor, a precession signal amplifier, a limiter and a frequency multiplier consisting of a series-connected phase detector, a low-pass filter, a controlled oscillator, and a frequency divider, the output of which is 393 connected to the second input a phase detector, with an electric field, the inputs of which are connected to the input of the frequency divider and the first output of the command block, serially connected coincidence element, trigger and switching The block connected to the sensor is entered in series with a summing counter, a register and a subtracting counter, as well as an OR element, the divider output being connected to the control input of the summing counter and the input of the command block, the second output of which is connected to the input of the zero summing counter, and T (the output of the command block with the first input of the OR element and the input of the register entry, the output of the subtractive estimator is connected to the first input of the matching element and to the second input of the OR element whose output is connected to the input The installation of the subtractive counter, the counting inputs of the summing and subtracting counters are connected to the fourth output of the command block, the fifth output of which is connected to the second input of the coincidence element, and the sixth and seventh outputs to the second trigger inputs and the precession signal amplifier, respectively. The drawing shows a structural diagram of a proton magnetometer with automatic synchronization of polarization. The magnetometer contains a sensor 1 connected in series, an amplifier 2, a limiter 3 "The output of the driver-limiter is connected to the input of a frequency multiplier t, in turn, consisting of a series-connected phase detector 5, a low-pass filter 6 and a controlled oscillator 7 and a divider 8 frequency, the input of which is connected to the output of the controlled generator 7 and the output with one of the inputs of the phase detector 5. The output of the controlled generator 7 is also connected to the input counter 9 of the floor. In addition, the output of the Divider 8 frequency multiplier is connected to the control input of the summing counter 10 and the input of the command block 11. The first output of the command block 11 is connected to the input, setting the zero of the summing counter 1Q, and the second additional output to one of the inputs of the OR 12 and the input of the record of the register 13. Parallel inputs of the register 13 are connected to the outputs of the summing counter 10, and the parallel outputs of the register 13 are connected to the installation input of the subtractive counter-. ka ik. The overflow output of the subtracting counter 1 is connected to one of the inputs of the coincidence element 15 and the OR element 12, and the installation input of the subtractive counter is connected to the output of the OR element 12. The control signal outputs of the command unit 11 are connected to the input of the counter field 9, the totalizing counter 10, the subtractive counter Ijt of match element 15 and trigger. 16, the input of which is connected to the output of the coincidence element 15. The output of the trigger 16 through the switching unit 17 is connected to the sensor 1. A proton magnetometer with automatic synchronization of polarization works as follows. Upon completion of the polarizing field, amplifier 2 is unlocked and the free nuclear precession signal f is amplified, which is received from sensor 1. The amplified signal f through limiter 3 is fed to the input of the phase detector 5 of the frequency multiplier, the second input of which is fed to the signal from the output of divider 8 frequency, phase detector 5 generates an error signal in accordance with the phase difference of the input signals. The output voltage of the phase detector 5 is filtered by a low-pass filter and is used to control the frequency of the controlled oscillator. 7 The controlled oscillator 7. generates a signal with a phase change rate: frequency M times the frequency of the signal of the output of the controlled oscillator 7. A field counter E and a divider are connected. In frequencies, the division factor of which is equal to the multiplication factor M, and the frequency at the output, the grandfather is equal and synchronized with the frequency of the signal. To organize automatic synchronization of the polarization in the whole frequency range of the signal, the signal with frequency el is fed to the input of the command unit 11 and to the control input of the summing counter 10, the summing counter 10 performs the counting of high frequency pulses arriving at its counting input from the third output of the command unit 11 during the period signal. The outputs of summing counter 10 are connected to the parallel inputs of register 13, the outputs of which in turn are connected to the installation inputs of subtractive counter I. At the end of the signal period, a certain number N accumulates in summing counter 10, the value of which corresponds to the frequency fdeh. By a signal coming from the first output of the command block 11, the number N is rewritten from the summing counter 10 to the register 13 and through the OR element 12 to the subtractive counter. Then the signal from the second output of the command block 11 sets the summing counter 10 to the initial (zero) state, preparing it to pulse counting fg during the next period of the signal of the case. The frequency pulses fg simultaneously arrive at the counting input of the deducting counter lU, as a result of which overflow output impulses arise, the frequency of which is close to the frequency f Abs ° of the completion of the counter operation, the floor 9 of the amplifier 2 is blocked by a signal from the command block 11 and the signal of the frequency d is discontinued. In the time interval between the beginning of the signal of the amplifier is locked and the start of the de-polarization deducting counter (and the signal was maintained with a frequency close to the frequency of the division) this signal through the element OR 12 is fed to the input of the installation of the subtracting counter I. The pulses from the overflow output of the subtractive counter H are fed to the input of the element 15 is the coincidence, the second output of which is signaled Start polarization. The signal from the output of the coincidence element triggers the trigger 16, thus starting a polarization cycle at the time of the zero phase of the signal f from the previous measurement. Further, the operation is repeated, but in the cycle the synchronized leading edge of the Polarization command will be shifted with respect to the corresponding signal from the command unit 11 by the value of the error phase with the signal fnj. Thus, automatic synchronization of polarization is achieved in the entire frequency range of the signal. In this case, the synchronization error of the leading edge of the polarization signal can be determined by the formula where T is the time interval between the locking and polarization signals, the synchronization error of the leading edge of the polarization signal by increasing the frequency-fg can be reduced to the required minimum value. A proton magnetometer comprising a series-connected sensor, a precession signal amplifier, a limiter, and a frequency multiplier consisting of a series-connected phase detector, a low-pass filter, a controlled oscillator, and a frequency divider, the output of which is connected to a second phase detector input, a field counter, the inputs of which are connected to the input of the frequency divider and the first output of the command block, a serially connected coincidence element, a trigger and a switching unit, a block connected to sensor, in order to improve measurement accuracy, sequentially connected summing counter, register and subtractive counter, as well as OR element, are introduced into it, the divider output is connected to the control input of the summing counter and the input of the command unit, the second output of which is connected to the input of the zero setting of the summing counter, and the third output of the command block to the first input of the OR element and the register entry input, the output of the deducting counter is connected to the first input of the matching element and to the second the input of the OR element, the output of which is connected to the input of the installation of the detracting counter, the counting inputs of the summing and subtractive counters are connected to the fourth output of the command unit, the fifth output of which is connected to the second input of the coincidence element, and the sixth and seventh outputs to the second inputs of the trigger and amplify - precession signal, respectively. Sources of information taken into account in the examination 1. US patent number 35 + b57, 324-5 cl. , G 01 R 33/08, 1968.
2.Авторское свидательство СССР W 705989, кл. G,01R 3.3/П8, 1979.2. Author's date USSR W 705989, cl. G, 01R 3.3 / A8, 1979.