CS241571B1 - Zariadenie na vyvažovanie supravodivých gradiometrov - Google Patents

Abstract

Riešení sa týká zariadenia na vyvažovanie výrobných tolerancií supravodivých gra-. diometrov používaných na meranie slabých nehomogénnych magnetických polí pomocou supravodivých kvantových magnetometrov. Zmenšuje strmost’ regulácie korekčných prvkov pri zachovaní relativné velkého regulačného rozsahu umožňujúceho vyvážanie aj pri vdeších výrobných odchylkách. Súčasne zlepšuje stabilitu gradiometra pri teplotných cykloch a zvyšuje jeho odolnost voči mechanickým otrasom. Dosahuje sa toho tým, že pozostáva z dvoch navzájom od seba vzdialených a mechanicky spolu viazaných korekčných prvkov (1), uložených na spoločnom nosnom teiese (3), ktoré je uložené posuvné v smere osi gradiometra. Je vhodný hlavně pre supravodivé gradlometre, určené na meranie slabých biomagnetických polí, možno ho však použiť a] u systémov nesupravodivých, pokial' korekčně prvky majú analogický účinok.

Description

Vynález sa týká zariadenia na vyvažovanie supravodivých gradiometrov pre zložku magnetického- póla kolmú na os gradiometrá.

Supravodivé gradiometre sa používajú pri meraní slabých nehomogénnych magnetických polí na výběr meraného užitočného signálu z rušivého homogénneho, alebo homogénnejnu sa blížiačeho magnetického póla. Doteraz používané sposoby vyvažovania výrobnýčh odchýliek geometrie gradiometrov, tvořených v podstatě kombináciou do série zapojených protifázove orientovaných snímacích cievok, pre zložku magnetického poía kolmú na os gradiometra sa zakladajú na využití slabej deformácie tohto poía pohyblivou, jemne regulovatelnou supravodivou doštičkou alebo supravodivou uzavretou slučkou s plochou kolmou na směr póla a rovnoběžnou s osou gradiometra. Požladavky na přesné nastavenie takéhoto korekčného prvku sú tak vysoké, že je problémom dosiahnúť jeho malú regulačnú strmost bez výrazného zmenšenia regulačného rozsahu umožňujúceho kompenzovat aj případné váčšie výrobně tolerancie geometrie gradiometrov. Tento problém obzvlášť vystupuje do popredia v případe ak susediace cievky gradiometra sú protifázove orientované............ ......

Uvedené nedostatky v podstatnej miere odstraňuje zariadenie na vyvažovanie supravodivých gradiometrov podlá vynálezu, ktorého podstata spočívá v tom, že pozostáva z dvoch navzájóm od seba vzdialených a mechanicky spolu viazaných korekčných prvkov uložených na spoločnom nosnom telese, pričom nosné teleso je uložené posuvné v smere osi gradiometra.

Výhodou vynálezu je, že jeho použitím sa zmenší strmost' regulačnej křivky pri zachovaní dostatečné širokého regulačného rozsahu viac ako 10-násobne v porovnaní so zariadenim s jedným k-orekčným prvkom. To umožňuje vyvažovať gradiometrické systémy, pri použití bažných mechanizmov regulácie polohy korekčných prvkov, na relatívnu hodnotu řádové 10~⁵. Ďalšou přednostou vynálezu je vyššia stabilita gradiometra pri opakovaných cykl-och jeho ochladzovania na teplotu tekutého hélia a opatovného zohriatia na izbovú teplotu po vybratí z kryostatu. Gradiometer vyžaduje menej časté nastavovanie a je celkpve odolnější aj voči mechanickým otrasom.

Na pripojenom výkrese je příkladné usporiadanie, kde na obr. 1 je čiarkovane znázorněná regulačná křivka gradiometra 2. rádu pri obvyklom vyvažovaní pomocou jedného korekčného prvku a plnou čiarou znázorněná regulačná křivka^ toho istého gradiometra pri vyvažovaní s dvomi korekčnými prvkami a na obr. 2 je znázorněný princip zariadenia na vyvažovanie gradiometrov podlá vynálezu.

Zariadenie na vyvažovanie supravodivých gradiometrov pozostáva z korekčných prvkov 1 pevne uložených na spoločnom nosnom nemagnetickom telese 3. Nosné teleso 4 gradiometra je opatřené snímacími děvkami 2. Korekčně prvky 1 tvoria v příklade konkrétného prevedenia supravodivé destičky Dz a supravodivá doštička Di je korekčný prvok i doteraz používaný.

Korekčně prvky Ϊ ovplyvňujú pri vyvažovaní . gradiometra povodně homogénne pomocné magnetické pole B_y, kolmé na ich rovinu a os gradiometra, v priestore jeho snímacích cievok 2. Korekčně prvky 1 sú přitom pevne uložené na spoločnom nosnom nemagnetickom telese 3, ktorého správná poloha v smere osi x sa nastaví pomocou ovládacieho mechanizmu na minimum výstupného signálu gradiometra vyvolaného magnetickým polom B_y. Optimálna vzájomná vzdialenosť a poměr velkosti ploch korekčných prvkov 1, tvořených obvykle supravodivými deštičkami Dz alebo supravodivými uzavretými slučkami závisí bližšie od druhu gradiometra a určí sa výpočtom. Regulačná křivka gradiometra je závislost efektívneho magnetického indukčného toku Φ_ε, ktorý vyvolává korekčný prvok 1 v smere osi gradiometra, od polohy korekčného prvku 1 vyjadrenej súradnicou x, pričom póčiatok osi x je v rovině 1'avej krajnej snímacej cievky 2 gradiometra, ktorý je naznačený v hornej časti obr. 1. Pri použití jedného korekčného prvku 1, a to konkrétné supravodivej doštičky Di pri malých výrobnýčh odchýlkach gradiometra, keď sa vyžaduje len malá hodnota kompenzačného magnetického indukčného toku Φ_ε, například v případe magnetického indukčného toku Φ_ει, sú poměry nepriaznivé. V takom případe je potřebné nastavit' supravodivú doštičku Di do niektorej z poloh zodpovedajúcich najstrmšej Časti regulačnej křivky. Priaznivejšia situácia vzniká naopak pri vačších výrobnýčh odchýlkach, kedy sa vyžaduje vyšší magnetický indukčný tok Φ_ε, například Φ_ε2. Při spósobe vyvažovania podlá vynálezu však vidieť, že poměry sú v prvom z uvedených prípadov podstatné priaznivejšie a v.druhom prakticky nezmenené. Přitom je supravodivá doštička Di nahradená dvojicou doštičiek D2 s roztečou totožnou rozteči susedných snímacích cievok 2 gradiometra. Podobné poměry platia aj pre gradiometre 1. rádu, len optimálna vzdialenosť korekčných prvkov 1 je menšia ako vzdialenosť snímacích cievok 2 gradiometra a je potřebné, aby korekčně prvky 1 nemalí rovnakú plochu. Tieto parametre možno presne určiť výpočtom.

Vynález je možné použiť predovšetkým u supravodivých gradiometrov určených na meranie biomagnetických polí a geofyzikálný výskům pomocou supravodivých kvantových magnetometrov.

Claims (1)

1. PREDMET

   Zariadenie na vyvažovanie supravodivých gradiometrov pre zložku magnetického póla kolmú na os gradiometra, vyznačujúce sa tým, že pozostáva z dvoch navzájom od seba vzdialených a mechanicky spolu viazaVYNALEZU ných korekčných prvkov (1), uložených na spoločnom nosnom telese (3), pričom nosné teleso (3) je uložené posuvné v smere osi gradiometra.