25.07.2017
Дорожное строительство – непростой многоступенчатый процесс. Положительный результат достигается только тогда, когда на каждом...


25.07.2017
Шелковая штукатурка – одно из самых популярных покрытий, которое наносится на стены или потолок. Свою популярность шелковая...


25.07.2017
Работа в коллективе важна и определена тем, что она повышает уровень предприятия или компании, а также конкурентоспособность,...


25.07.2017
Металлические ключницы настенного размещения представляют собой изделие в виде шкафчика или ящика и предназначены для хранения...


25.07.2017
В модульных картинах воплотились древние традиции и современные технологии, что позволило получить совершенно новые оригинальные...


25.07.2017
Современные оконные конструкции обещают высокий уровень комфорта, но и требуют соответствующих капиталовложений. Чтобы покупка...


Измерение полного вектора T ядерным (протонным) магнитометром

12.01.2017

В последние годы разрабатываются различные варианты магнитометров, основанных на измерении частоты прецессии протонов в магнитном поле. Этот метод измерения привлекает особое внимание ввиду того, что частота прецессии зависит только от атомной константы и напряженности магнитного поля. Частота прецессии определяется равенством Лармора
ω = γН,

где γ — гиромагнитное отношение ядра, т. е. отношение его магнитного момента к механическому;
H — магнитное поле.
Гиромагнитное отношение протонов определено с высокой точностью. Ho определениям Института метрологии (ВНИИМ) γ = 26750,8±0,5 э-1 сек-1, измерения других авторов несколько отличаются от приведенного.
Так как частота со, находящаяся в пределах радиочастот, измеряется с более высокой точностью, то измерения магнитного поля возможны с погрешностью, соответствующей погрешности измерения гиромагнитного отношения и оцениваемой в 2*10в-5 в относительном исчислении. При измерении земного магнитного поля Т, немного превышающего 0,5 э, абсолютная погрешность будет около 1γ.
Из различных способов измерения частоты прецессии в слабых магнитных полях (равных земному) удобном является способ, предложенный Паккардом и Варианом. В качестве чувствительного элемента используется богатая протонами жидкость (вода, спирт, бензол и др.). Сосуд с жидкостью помещается внутри катушки, с помощью которой создается магнитное поле H0 напряженностью около 100 э для намагничивания жидкости. Направление этого поля приблизительно перпендикулярно к измеряемому. Продолжительность намагничивания — около 2 сек. Затем намагничивающее поле быстро выключается, после чего наведенный магнитный момент протонов прецессирует вокруг земного поля T с частотой ω = γТ. Величина магнитного момента постепенно убывает, но время релаксации (2—3 сек) вполне достаточно для измерения частоты прецессии. Для этой цели используется индукционная катушка, в которой возникает переменное напряжение с затухающей амплитудой, пропорциональной прецессирующему магнитному моменту и квадрату синуса угла между намагничивающим и измеряемым полями. Частота индуцируемой э. д. с. равна частоте прецессии. Индукционной катушкой, в которой возникает переменная э. д. с., является та же катушка намагничивания, переключаемая на усилитель после выключения намагничивающего поля. Точность измерения зависит от точности эталона частоты.
В России созданы опытные экземпляры протонных магнитометров и испытаны при наземной съемке, на корабле и самолете.
На рис. 34 изображена схема магнитометра, созданного в ВИТР. В этом магнитометре количество жидкости в сосуде меньше 1 л.
Измерение полного вектора T ядерным (протонным) магнитометром

С 1967 г. серийное производство ядерно-прецессионных магнитометров (М-20) разработки ОКБ Министерства геологии России начато заводом «Геологоразведка».
Из описания принципа измерений следует, что при установке прибора требуется выполнение определенного условия: для получения возможно большей амплитуды переменной э. д. с. угол между направлениями H0 и T должен быть близким к 90°; изменение этого угла не влияет на частоту ω, являющуюся мерой величины Т. Очевидна возможность передачи сигнала магнитометра на расстояние.
В производственных партиях протонные магнитометры успешно использованы для контроля нуля феррозондовых аэромагнитометров. Так же успешно они могут быть использованы и для создания опорных точек при наземной магнитной съемке.
Аналитическое выражение поля ΔT, создаваемого намагниченными телами определенной формы, значительно сложнее, чем выражения составляющих Z и H, как это будет показано в главе V. Поэтому использование поля ΔT в области сильных аномалий для вычисления глубины и элементов залегания намагниченных тел связано с дополнительными трудностями. В области слабых аномалий, а также при предварительном обследовании местности с сильными магнитными аномалиями с последующим детальным их изучением по избранным направлениям Z-магнитометрами отмеченные затруднения в использовании протонного магнитометра практического значения не имеют. В этих случаях представляется вполне возможным применение магнитометров высокой точности па наземных маршрутах с передачей их показаний на базу партии и непрерывной записью поля ΔT по маршрутам наблюдателей.