Є ще 2 сторінки.

Дивитися все сторінки або завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Спосіб вимірювань багатоканальним CКВІД-магнітометром, який має не менш ніж 3 референтних канали (РК) та не менш ніж один сигнальний канал (СК), СК включає по меншій мірі вимірювальну компоненту (ВК) та обчислювальну компоненту (ОК) та здійснює перетворення повного значення магнітного поля (МП) на вході каналу в кодовий сигнал на виході каналу, повне значення МП включає щонайменше інформативну (корисну) та неінформативну компоненти, РК здійснює аналогічне перетворення неінформативного значення МП, яке є однією з 3-х ортогональних проекцій вектора МП завад, виконують калібрування магнітометра і обчислюють функції перетворення G і зміщення S0 всіх СК, який відрізняється тим, що обчислюють калібрувальні коефіцієнти К, В0 першого СК згідно виразів:

К= 1 /G, B0 = -S0/G, (1)

вимірюють неінформативні значення МП на вході СК та всіх РК, обчислюють балансні коефіцієнти А1, А2, …., АM згідно виразу:

SНEІНФ - (A1*R1 + A2*R2 + … + AM*RM) = 0, (2)

де SНEІНФ та R1,2…M - неінформативні значення амплітуди кодового сигналу, відповідно, на виході ВК СК та РК, Μ - кількість РК; вимірюють повне значення МП на вході СК та неінформативні значення МП на вході всіх РК, обчислюють неінформативну компоненту амплітуди кодового сигналу на виході РК згідно виразу:

RНEІНФ = A1*R1 + A2*R2 + … + AM*RM, (3)

виділяють інформативну (корисну) компоненту кодового сигналу на виході ОК СК SKOP згідно виразу:

SKOP = S - RНEІНФ, (4)

де S - повне значення кодового сигналу на виході ВК СК, обчислюють інформативне значення амплітуди МП ВIНФ на вході СК згідно виразу:

ВIНФ = К* SKOP + В0, (5)

повторюють зазначені дії для інших СК, всі обчислення виконують в автоматичний спосіб за допомогою вбудованого в CКВІД-магнітометра мікропроцесора.

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як неінформативне значення МП додатково застосовують по меншій мірі одну з компонент градієнту 1-го порядку МП завад.

3. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що балансні коефіцієнти згідно виразу (2) обчислюють не перед кожним вимірюванням повного значення МП, а при кожному включенні CКВІД-магнітометра під час виконання алгоритму самодіагностики.

4. Спосіб за одним з пп. 1-3, який відрізняється тим, що балансні коефіцієнти згідно виразу (2) обчислюють періодично за потреби, наприклад один раз на добу, після чергової заливки рідкого гелію, чи під час чергової метрологічної повірки пристрою.

5. Спосіб за одним з пп. 1-4, який відрізняється тим, що всі обчислення згідно виразів (1-5) виконують на комп'ютері за допомогою комп'ютерної програми.

Текст

Реферат: Винахід належить до вимірювальної техніки, і призначений для реєстрації власних чи наведених низькочастотних надслабких магнітних полів (МП). Спосіб вимірювань багатоканальним CКВІД-магнітометром полягає у вимірюванні неінформативних значень МП на вході всіх сигнальних (СК) та референтних каналів (РК). Після чого обчислюють балансні коефіцієнти всіх СК, вимірюють повні значення МП на вході СК та неінформативні значення МП на вході РК, обчислюють неінформативну компоненту вихідного сигналу, виділяють інформативну (корисну) компоненту шляхом віднімання від повного значення неінформативної компоненти, обчислюють інформативне значення МП на основі калібрувальних коефіцієнтів. Обчислення виконують в автоматичний спосіб за допомогою вбудованого мікропроцесора чи комп'ютерної програми на комп'ютері. Технічним результатом винаходу є підвищення точності вимірювання надслабких величин МП при наявності високого рівня магнітних завад без засобів магнітного екранування. UA 107123 C2 (12) UA 107123 C2 UA 107123 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до галузі вимірювальної техніки, призначеної для реєстрації власних чи наведених (індукованих) низькочастотних надслабких магнітних полів (МП). Він може бути застосований для вимірювань МП технічного і біологічного походження за допомогою надпровідникового квантового інтерференційного детектора (CКВІДа). Відомо, що дуже слабкі магнітні поля (одиниці - десятки піко-Тесла), реєструють CКВІДмагнітометрами [див. наприклад, UA 75434]. З огляду на сильні магнітні завади, реалізація таких надчутливих вимірювань становить значну технічну проблему. CКВІД-магнітометри повинні мати високі технічні параметри (велику чутливість до магнітного поля, достатній динамічний діапазон, завадозахищеність та стабільність характеристик), в той же час вони працюють у важких умовах - наднизькі температури (рідкий гелій - 4.2 К) та сильні (в тисячі та мільйони разів більші за корисний сигнал) магнітні завади. Основними галузями застосування CКВІД-магнітометрів є безконтактна діагностика і неруйнівний контроль у галузі фізико-технічних вимірювань та неінвазивна біомагнітна діагностика (магнітокардіографія, магнітоенцефалографія) чи візуалізації магнітних речовин і зразків всередині біологічних об'єктів (сасептометрія, магнітні маркери, візуа-лізація суперпарамагнітних суспензій, магнітних наночастинок, носіїв ліків та ін.). Згідно методик виконання вимірювань, як правило, реєструють карти розподілу магнітного поля в багатьох просторових точках. Тривалість вимірювань в одній точці складає 30 сек. - 1 хв для накопичення достатньої кількості відліків, потрібної для подальшого усереднення сигналу з метою підвищення відношення сигнал/шум. При цьому тривалість запису однієї карти становить 30 хв - 1 год., що, наприклад, досить обтяжливо для пацієнтів при застосуванні у медицині [див, UA 77722, UA 77723]. Зменшення цього часу можливе при одночасній реєстрації поля в декількох просторових точках. Для цього потрібен вимірювач з багатьма сигнальними каналами (СК). З іншого боку, при роботі CКВІД-магнітометра в приймальну антену поряд із корисним сигналом від вимірюваного об'єкта (інформативна компонента поля) потрапляють зовнішні магнітні завади (неінформативна компонента поля). Для зменшення завад використовують магнітоекрановані кімнати чи камери (МЕК). Сучасні багатоканальні CКВІД-магнітометри, як правило, потребують МЕК, які досить вартісні (близько 500 тис. дол. США). Тому для здешевлення потрібно застосовувати прилади, які не потребують МЕК. У цьому випадку з метою реєстрації та виділення з вхідного сигналу інформативної компоненти, усунення неінформативної компоненти використовують ряд прийомів в сенсорі магнітного поля (надпровідний екран, трансформатор та концентратор магнітного потоку), приймальній антені (просторова селекція за рахунок орієнтації та типу антени, її виконання у вигляді системи витків, які утворюють просторовий градієнтометр, його механічне балансування), електронному блоці та програмній обробці (фільтрація, накопичення, усереднення, згладжування). Однією з сучасних тенденцій є розробка багатоканальних приладів, оснащених референтними каналами для реєстрації магнітних завад, наприклад, референтним векторним магнітометром (РВМ). Вони перспективні для впровадження у практику, бо можуть працювати без МЕК та дають достатню якість сигналу. Відомі такі системи: 4 канали - SQUID AG (ФРН, www.sauid.de). Ін-т кібернетики НАНУ, Київська медична група, (Київ, www.mcgukraine.com). 9 кан. - КРІОТОН (Росія, www.crvoton.ru). 36 каналів - Cardiomag Imaging (США, www.cardiomaq.com). У цьому зв'язку відомо ряд патентів щодо CКВІД-систем, наприклад, W0 200106907, US 5,027,069, US 5,093,618, US 5,243,281, RU 2246119, RU 1405508, UA 75434, UA 90153. Проте, у них не розглядають метрологічне забезпечення, у тому числі способи виконання вимірювань при наявності референтних каналів. При цьому перед вимірюваннями повинна бути попередньо проведено калібрування магнітометра, завданням якої є встановлення відповідності між вимірюваним МП та вихідним сигналом магнітометра, тобто функції перетворення (ФП) магнітометра. З галузі техніки відомо ряд патентів де розкрито способи калібрування CКВІД-магнітометрів: 1. US 4,983,912, G01R35/00, Method for calibrating SQUID gradio-meters of an arbitrary order, G. Roehrlein, H. Seifert, Siemens AG, 1991. 2. US 6,084,399, G01R33/12, G01R33/035, G01N27/72, G01N27/74, Method and apparatus for determining concentration of magnetic substances in a non-magnetic substance using a SQUID, T. Nagaishi, H. Itozaki, Sumitomo Electric Industries, 2000. 3. US 6,650,107, G01R 35/00, G01R 33/035, Calibrating SQUID Channels, Alexander Bakharev, Cardiomag Imaging Inc., 25.02.2003. 1 UA 107123 C2 5 10 15 20 4. WO/2007/143831, A61B 5/107, A61B 3/13, Method of calibrating a biometric device, T. Simpson, A.Moezzi, 2007. 5. WO/2008/002192, G01D18/00, G01J3/28, G01N21/25, G12B13/00, К.Жаринов, П.Пузанов, Способ создания многомерных градуировоч-ных моделей, 2008 (регіональний аналог ЕА 012950, 2010). 6. UA 99783 C2, G01R 33/035, G01R 35/00, Спосіб калібрування багатоканального CКВІДмагнітометра, Закорчений О.В., Будник М.М., Будник В.М., 2012. Детальний аналіз документів 1-5 та їх недоліки наведено в описі UA 99783, який взято за прототип, де розкрито спосіб калібрування багатоканального CКВІД-магнітометра, який включає кріостат, загальний електронний блок, не менш ніж один СК, який включає по меншій мірі вимірювальну компоненту (ВК) у складі вимірювального зонду, електронного блоку і аналогоцифрового перетворювача (АЦП), вимірювальний зонд включає по меншій мірі надпровідні CКВІД-сенсори та вхідні антени МП - градієнтометри, що включають приймальні і компенсаційні витки, ВК здійснює вимірювальне перетворення МП на вході каналу, тобто у центрі приймального витка вхідної антени, в кодовий сигнал на виході каналу, тобто у значення електричної напруги у відліках АЦП, калібрувальну котушку розміщують зовні кріостата для одночасного калібрування всіх каналів, зазначені кодові сигнали усереднюють у часі та обчислюють калібрувальні коефіцієнти каналів. Спосіб-прототип UA 99783 відрізняється тим, що калібрувальну котушку розміщують у площині приймальних витків вхідних антен та симетрично відносно витків так, щоб калібровані значення поля на вході всіх каналів були рівні, обчислюють коефіцієнт послаблення каліброваного значення поля на вході ВК каналу CN як відношення значення поля у центрі приймального витка антени BKN до його величини у центрі котушки ВK згідно виразу: CN  25 30 35 40 45 50 55   1 R  R2  L2   (k )  k k  , (1)  2   R  L   R  L   де N - номер каналу, ВK - калібрувальне значення МП в центрі калібрувальної котушки радіусом RK, L - відстань між центрами приймального витка та калібрувальної котушки, К (Ε) 2 2 повний еліптичний інтеграл 1-го (2-го) роду, k =4LRK/(RK+L) - квадрат аргументу еліптичних інтегралів, калібрування виконують не менш ніж при 3-х каліброваних значеннях поля - на границях та посередині діапазону вимірювань, обчислюють ФП G N та похибку перетворення (постійне зміщення) S0N для ВК кожного каналу згідно виразу: SKN=GN * CN * ВK+S0N, (2) де CN - коефіцієнт послаблення згідно (1), S0N - каліброване значення амплітуди кодового сигналу на виході ВК, пропорційне усередненій амплітуді каліброваних імпульсів струму в калібрувальній котушці. Згідно UA 99783 у випадку, коли ФП GN довільного каналу від'ємна, кодовий сигнал на його виході SKn інвертують, тобто множать на -1. При цьому обчислені значення GN та S0N застосовують надалі для перерахунку кодового сигналу напруги у МП, а перекалібрування чи повірку магнітометра виконують аналогічно калібруванню. Перевагами способу-прототипу UA 65098 є: 1) спрощення та зменшення тривалості калібрування за рахунок застосування лише однієї калібрувальної котушки; 2) врахування послаблення калібрувального значення МП на вході СК порівняно з таким у центрі калібрувальної котушки, що дозволяє правильно визначити ФП каналів; 3) врахування постійного зміщення, яке завжди існує з огляду на те, що CКВІД-магнітометр не є абсолютним вимірювачем МП; 4) застосування калібрування не менш ніж 3-х каліброваних значень МП, що забезпечує достатню точність отриманих параметрів; 5) врахування напрямів намотування антен та способу їх підключення до CКВІДів у різних СК шляхом інвертування (множення на -1) ФП каналу у разі, якщо вона від'ємна. 6) спрощенні способів перекалібрування та/чи повірки магнітометра за рахунок їх виконання аналогічно калібруванню; Проте, загальний недолік відомих документів з галузі техніки полягає в тому, що вони стосуються способів калібрування, а не способів вимірювань. Завдання способу вимірювань визначення послідовності дій, в результаті якої буде встановлена відповідність між вихідним сигналом CКВІД-магнітометра та вимірюваним МП (це завдання протилежне завданню, яке вирішується при калібруванні. При цьому такий спосіб з одного боку, повинен відповідати методикам проведення вимірювань, прийнятими в метрології, а з іншого, - враховувати наявність багатьох каналів, 2 UA 107123 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 специфіку CКВІД-магнітометрів як надчутливих вимірювачів МП, наявність РК для реєстрації МП завад, процедур електронного балансування (ЕБ) та електронної компенсації завад. Також перед вимірюваннями повинна бути попередньо визначено ФП магнітометра за допомогою процедури калібрування. Отже, недоліком відомого рівня техніки є відсутність методики виконання вимірювань багатоканальним CКВІД-магнітометром, послідовність та спосіб виконання дій у якій відповідала б методикам вимірювань, прийнятим в інших галузях вимірювань. В основу винаходу поставлено задачу підвищення точності вимірювань надслабких величин МП за допомогою багатоканального CКВІД-магнітометра, який працює при наявності високого рівня магнітних завад без засобів магнітного екранування. Поставлена задача у способі вимірювань багатоканальним CКВІД-магнітометром, який має не менш ніж 3 референтних канали (РК) та один сигнальний канал (СК), СК включає по меншій мірі вимірювальну компоненту (ВК) та обчислювальну компоненту (ОК) та здійснює перетворення повного значення магнітного поля (МП) на вході каналу в кодовий сигнал на виході каналу, повне значення МП включає по меншій мірі інформативну (корисну) та неінформативну компоненти, РК здійснює аналогічне перетворення неінформативного значення МП, яке є однією з 3-х ортогональних проекцій вектора МП завад, виконують калібрування магнітометра і обчислюють функції перетворення G і зміщення S0 всіх СК, досягається шляхом застосування нових та вдосконалення Існуючих прийомів та способів виконання дій щодо вимірювання надслабких величин МП багатоканальним CКВІД-магнітометром і включає наступне: 1) обчислюють калібрувальні коефіцієнти К, В0 першого СК згідно виразів: К= 1/G, B0 = -S0/G, (3) 2) вимірюють неінформативні значення МП на вході СК та всіх РК; 3) обчислюють балансні коефіцієнти А1, А2, …… АM згідно виразу: SНЕІНФ - (A1*R1+A2*R2 + … + AM*RM) = 0, (4) де SНЕІНФ та R1,2,…M - неінформативні значення амплітуди кодового сигналу, відповідно, на виході ВК СК та РК, Μ - кількість РК; 4) вимірюють повне значення МП на вході СК та неінформативні значення МП на вході всіх РК, 5) обчислюють неінформативну компоненту амплітуди кодового сигналу на виході РК згідно виразу: RНЕІНФ = A1*R1+A2*R2 + … + AM*RM, (5) 6) виділяють інформативну (корисну) компоненту кодового сигналу на виході ОК СК S KOP згідно виразу: SKOP=S - RНЕІНФ, (6) де S - повне значення кодового сигналу на виході ВК СК, 7) обчислюють інформативне значення амплітуди МП ΒІНФ на вході СК згідно виразу: + ΒІНФ - К* SKOP В0, (7) 8) повторюють зазначені дії для інших СК, 9) всі обчислення виконують в автоматичний спосіб за допомогою вбудованого в CКВІДмагнітометр мікропроцесора; 10) як неінформативне значення МП додатково застосовують по меншій мірі одну з компонент градієнту 1-го порядку МП завад; 11) балансні коефіцієнти згідно виразу (4) обчислюють не перед кожним вимірюванням повного значення МП, а при кожному включенні CКВІД-магнітометра під час виконання алгоритму самодіагностики; 12) балансні коефіцієнти згідно (4) обчислюють періодично за потреби, наприклад, один раз на добу, після чергової заливки рідкого гелію, чи під час чергової метрологічної повірки пристрою; 13) всі обчислення згідно виразів (3-7) виконують на комп'ютері за допомогою комп'ютерної програми. Новизна пропонованого винаходу полягає у тому, що спосіб передбачає: 1) застосування для обчислення амплітуди МП на вході СК замість одного двох калібрувальних коефіцієнтів К та ВО, останній з яких враховує постійне зміщення в СК, спричинене тим, що CКВІД-магнітометр не є абсолютним вимірювачем МП; 2) обчислення калібрувальних коефіцієнтів К та В0 з точністю не менше 3-х знаків після десяткової коми, що забезпечує обчислення значення МП з точністю не гірше ніж 1 фемтоТесла; 3 UA 107123 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3) включення процедури ЕБ з обчисленням балансних коефіцієнтів в процедуру самодіагностики CКВІД-магнітометра, яка виконується при кожному його включенні; 4) виконання всіх обчислень в автоматичний спосіб за допомогою вбудованого в CКВІДмагнітометр мікропроцесора чи на комп'ютері за допомогою комп'ютерної програми; 5) виконання вимірювань для всіх СК однаковим чином, що забезпечує єдність виконання вимірювань; Технічний результат полягає у: 1) підвищенні точності обчислення інформативного значення МП на виході всіх СК; 2) забезпечення єдності виконання вимірювань для всіх СК; 3) зменшенні часу вимірювань за рахунок попереднього обчислення балансних коефіцієнтів під час процедури самодіагностики CКВІД-магнітометра, яка виконується при кожному його включенні; 4) виділенні інформативної (корисної) компоненти сигналу за рахунок попереднього віднімання неінформативної компоненти; 5) відсутність потреби в періодичному механічному балансуванні антен СК CКВІДмагнітометра - градієнтометрів магнітного потоку за рахунок застосування електронного балансування. Короткий опис ілюстрацій: Таблиця 1 - Значення калібрувальних коефіцієнтів для 4-х сигнальних каналів. Фіг. 1 - Схема електронного балансування сигнального каналу за допомогою референтного векторного магнітометра (етапи 2 та 3): Фіг. 2 - Схема виконання вимірювань одним сигнальним каналом: 1 - обчислення калібрувальних коефіцієнтів (етап 1), 4 - вимірювання повних значень МП СК та ненормативних значень МП РК (етап 4), 5 - обчислення неінформативної компоненти на виході РК (етап 5), 6 виділення інформативної (корисної) компоненти на виході СК (етап 6), 7 - обчислення інформативного значення амплітуди МП на вході СК (етап 7). Основна реалізація пропонованого способу вимірювань передбачає застосування 7канального CКВІД-магнітометра, який включає електронний блок, АЦП, 4 СК і 3 РК канали. Кожен СК включає вимірювальну (ВК) та обчислювальну (ОК) компоненти, яка реалізована у складі програмного забезпечення і в даному способі не розкрита. СК (РК) здійснює перетворення повного (неінформативного) значення МП на вході каналу в кодовий сигнал на виході ВК каналу. Повне значення МП включає корисну та неінформативну компоненти, породжені, відповідно, вимірюваним об'єктом і зовнішніми магнітними завадами. Неінформативні значення МП включають 3 ортогональні проекції вектора МП завад, які реєструють 3-ма РК, які утворюють 3-компонентний референтний векторний магнітометр (РВМ). CКВІД-сенсор перетворює в напругу МП, введене в нього з вхідної антени через трансформатор магнітного потоку. Зазначену напругу в аналоговій формі через електронний блок подають на вхід АЦП, з виходу якого (це також і вихід ВК) вже у цифровій формі вводять у комп'ютер, де накопичують і обробляють. Конструкція і принцип дії багатоканального CКВІДмагнітометра відомі з рівня техніки і детально описані в патентах UA 75434, UA 16882, UA 19997, UA 90153. Також основна реалізація пропонованого способу передбачає, що попередньо виконують калібрування магнітометра згідно способу, детально розкритого в патенті на винахід UA 99783. Конкретна реалізація пропонованого у заявці способу виконання вимірювань включає 8 етапів і передбачає: Етап 1. Обчислення калібрувальних коефіцієнтів К, В0 згідно виразу: К= 1/G, B0 = -S0/G, (8) де G - ФП каналу, S0 - постійне зміщення ВК каналу, отримані в результаті калібрування. Ці обчислення проводять до вимірювань, кожний раз після проведення чергової процедури калібрування, тому періодичність обчислень визначається калібруванням і залежить від міжповірочного інтервалу чи інших обставин, наприклад, після встановлення пристрою в новому приміщенні, його ремонту та за інших обставин, регламентованих експлуатаційною документацією. Величини коефіцієнтів для 4-х СК наведено в Таблиці 1. Етап 2. Вимірювання неінформативних значень МП на вході всіх каналів. Об'єкт вимірювань відсутній, тому всі канали реєструють лише неінформативні значення МП. Реєструють 3 ортогональні компоненти вектора МП завад, в результаті отримують кодовий сигнал у відліках АЦП на виході СК SНЕІНФ, а на виході РК - сигнали R1, R2, R3. Етап 3. Електронне балансування (ЕБ) СК виконують шляхом обчислень: вихідний сигнал СК віднімають від сигналів РК, в результаті отримують балансні коефіцієнти A 1, A2, А3 для кожного РК згідно виразу: 4 UA 107123 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 SНЕІНФ - (A1*R1+A2*R2+A3*R3) = 0, (9) де SНЕІНФ - неінформативне значення амплітуди кодового сигналу на виході ВК СК за відсутності корисного значення МП; R1(2,3) - неінформативне значення амплітуди кодового сигналу на виході 1(2,3)-го РК. ЕБ проводять кожний раз перед вимірюваннями корисного сигналу, схема етапів 2 та 3 проілюстрована на Фіг. 1. Етап 4. Вимірювання повного значення МП S за наявності корисного значення МП на вході СК та неінформативного значення МП на вході РК (див. Фіг. 2). При цьому на вхід СК поступають магнітні завади (неінформативна компонента) та корисні сигнали від об'єкту (інформативна компонента повного значення МП). Таким об'єктом може бути людина, тварина, зразок магнітного матеріалу, технічний пристрій, методика реєстрації залежить від типу об'єкта та мети вимірювань. В основній реалізації CКВІД-магнітометр входить в склад магнітокардіографічної системи, де корисний сигнал - це сигнал від серця людини. Методика вимірювань сигналу від серця відома з рівня техніки, детально розкрита, наприклад, в патентах UA 77722 та UA 21299 і не є предметом даного винаходу. Етап 5. Обчислення неінформативної значення МП на виході РК. Виконують додаванням кодових сигналів на виходах всіх РК, зважених на балансні коефіцієнти (9) згідно виразу: RНЕІНФ = A1*R1+A2*R2+A3*R3, (10) Етап б. Електронна компенсація магнітних завад (виділення корисного значення МП) виконується шляхом віднімання від повного значення МП його неінформативної компоненти (10) згідно виразу: SKOP=S - RНЕІНФ, (11) де SKOP та S - корисне та повне значення кодового сигналу на виході, відповідно, ОК та ВК СК. Етап 7. Обчислення інформативного (корисного) значення амплітуди МП ΒІНФ на вході СК виконують згідно виразу: (12) ΒІНФ = К* SKOP + В0, (12) на основі калібрувальних коефіцієнтів К та ВО (8), отриманих в етапі 1, в результаті кодовий сигнал напруги SKOP перераховують у магнітне поле ΒІНФ. Етап 8. Виконання вимірювань для інших СК. В даній реалізації використано 4 канали, тому етапи 1-7 послідовно повторюють для каналів 2-А, результати зведено в Табл. 1. В основній реалізації використано 4 СК, але спосіб цим не обмежений. В іншій реалізації кількість СК може бути довільна, наприклад, 9, 36, чи інша кількість. В основній реалізації використано З РК, але спосіб цим не обмежений, в іншій реалізації кількість РК може бути відмінна від 3-х, наприклад 4 канали, де 4-й додатковий канал реєструє додаткову компоненту неінформативного значення МП - одну з компонент градієнту 1-го поряду МП завад. В іншій реалізації вимірювання та обчислення згідно етапів 1-7 виконують одночасно для всіх каналів в автоматичному режимі. У ще іншій реалізації процедуру ЕБ згідно виразу (9) виконують не перед кожним вимірюванням повного значення МП, а періодично, наприклад, після кожного його включення при виконанні процедури самодіагностики пристрою, один раз на добу чи ще рідше за потреби. Періодичність визначається експлуатаційною документацією чи оператором та залежить від амплітуди і нестаціонарності магнітних завад. У ще одній реалізації обчислення згідно виразів (8-12) виконують в автоматичний спосіб за допомогою вбудованого мікропроцесору чи за допомогою комп'ютерної програми на комп'ютері. Конкретна реалізація способу у винаході детально описана лише з метою ілюстрації. Зрозуміло, що на практиці люди, досвідчені в CКВІД-магнітометрії та метрології, можуть внести деякі зміни і модифікації у спосіб виконання дій згідно пропонованого способу. Проте, ми вважаємо, що зазначені зміни і модифікації у разі, якщо вони зроблені без суттєвих відхилень від даного винаходу, підпадають під його дію. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 55 60 1. Спосіб вимірювань багатоканальним CКВІД-магнітометром, який має не менше ніж 3 референтних канали (РК) та не менше ніж один сигнальний канал (СК), СК включає по меншій мірі вимірювальну компоненту (ВК) та обчислювальну компоненту (ОК) та здійснює перетворення повного значення магнітного поля (МП) на вході каналу в кодовий сигнал на виході каналу, повне значення МП включає щонайменше інформативну (корисну) та 5 UA 107123 C2 5 10 15 20 25 30 неінформативну компоненти, РК здійснює аналогічне перетворення неінформативного значення МП, яке є однією з 3-х ортогональних проекцій вектора МП завад, виконують калібрування магнітометра і обчислюють функції перетворення G і зміщення S0 всіх СК, який відрізняється тим, що обчислюють калібрувальні коефіцієнти К, В0 першого СК згідно виразів: К= 1 /G, B0 = -S0/G, (1) вимірюють неінформативні значення МП на вході СК та всіх РК, обчислюють балансні коефіцієнти А1, А2, …., АM згідно виразу: SНEІНФ - (A1*R1 + A2*R2 + … + AM*RM) = 0, (2) де SНEІНФ та R1,2…M - неінформативні значення амплітуди кодового сигналу, відповідно, на виході ВК СК та РК, Μ - кількість РК; вимірюють повне значення МП на вході СК та неінформативні значення МП на вході всіх РК, обчислюють неінформативну компоненту амплітуди кодового сигналу на виході РК згідно виразу: RНEІНФ = A1*R1 + A2*R2 + … + AM*RM, (3) виділяють інформативну (корисну) компоненту кодового сигналу на виході ОК СК S KOP згідно виразу: SKOP = S - RНEІНФ, (4) де S - повне значення кодового сигналу на виході ВК СК, обчислюють інформативне значення амплітуди МП ВIНФ на вході СК згідно виразу: ВIНФ = К* SKOP + В0, (5) повторюють зазначені дії для інших СК, всі обчислення виконують в автоматичний спосіб за допомогою вбудованого в CКВІД-магнітометра мікропроцесора. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як неінформативне значення МП додатково застосовують по меншій мірі одну з компонент градієнту 1-го порядку МП завад. 3. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що балансні коефіцієнти згідно виразу (2) обчислюють не перед кожним вимірюванням повного значення МП, а при кожному включенні CКВІД-магнітометра під час виконання алгоритму самодіагностики. 4. Спосіб за одним з пп. 1-3, який відрізняється тим, що балансні коефіцієнти згідно виразу (2) обчислюють періодично за потреби, наприклад один раз на добу, після чергової заливки рідкого гелію, чи під час чергової метрологічної повірки пристрою. 5. Спосіб за одним з пп. 1-4, який відрізняється тим, що всі обчислення згідно виразів (1-5) виконують на комп'ютері за допомогою комп'ютерної програми. 6 UA 107123 C2 7 UA 107123 C2 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 8

Дивитися

Додаткова інформація

Автори англійською

Budnyk Mykola Mykolaiovych, Budnyk Vitalii Mykolaiovych

Автори російською

Будник Николай Николаевич, Будник Виталий Николаевич

МПК / Мітки

МПК: G01R 33/035, G01R 35/00

Мітки: сквід-магнітометром, спосіб, багатоканальним, вимірювань

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/10-107123-sposib-vimiryuvan-bagatokanalnim-skvid-magnitometrom.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб вимірювань багатоканальним сквід-магнітометром</a>

Подібні патенти