Джерело стабільного магнітного поля

Изобретение относится к электротехнике, в частности к аппаратуре воспроизведения постоянных магнитных полей. Цель ^ повышение качества стабильной цепи. Требуемое магнитное поле создается электромагнитом с первой полюсной системой и основными катушками. При изменении зна Изобретение относится к области создания постоянных магнитных полей в диапазоне 5 • 10 - 2 Тл и может быть использовано для метрологического исследования тесламетров высокой точности, спектрометрах ядерного магнитного резонанса (ЯМР) и других аналогичных устройствах для проведения физических экспериментов. Известны устройства для создания стабильного магнитного поля содержащие электромагниты, в которых для обеспечения стабильности магнитного поля используют различные схемы стабилизации тока электромагнита или самого магнитного поля чения индукции магнитного поля в рабочем зазоре первой полюсной системы возникает сигнал рассогласования воспринимаемый промежуточным измерительно-усилительным узлом на основе ядерно-магнитного резонанса После фазочувствительного детектирования сигнал рассогласования поступает в дополнительные катушки, создающие магнитный поток во второй полюсной системе. При этом его направление совпадает с направлением потока полей рассеяния первой полюсной системы Чувствительный элемент фиксирует примерное изменение магнитного потока во второй полюсной системе, узел регулирования отрабатывает его, в результате напряжение источника питания изменяется так, что восстанавливаются резонансные условия и обеспечивается стабильность индукции в рабочем зазоре первой полюсной системы 1 з п ф-лы, 1 ил Обеспечить высокую стабильность индукции магнитного поля в рабочем зазоре при стабилизации тока в электромагните невозможно, так как в процессе работы электромагнита изменяются параметры магнитной цепи из-за изменения температуры или магнитной проницаемости материала магнитопровода, что вызывает изменения индукции магнитного поля Достаточно высокую степень стабильности обеспечивают устройства, в которых одновременно применяются две системы стабилизации, система стабилизации тока и система стабилизации индукции магнитного поля в рабочем зазоре Стабилизация СЛ С ю ел о 1721599 магнитного поля осуществляется стабилирой полюсной системе и подключенные к затором, использующим эффект ЯМР Такая выходу промежуточного измерительно-усисистема позволяет получить значительлительного узла но более высокую степень стабильноКроме того, промежуточный измеристи (1 • 10" за 1 мин) так как это 5 тельно-усилительный узел содержит преобустройство реагирует непосредственно на разователь ядерно-магнитного резонанса, изменение магнитного поля в рабочем зазовходы которого соединены с выходами доре и учитывает все факторы, определяющие полнительного чувствительного элемента и стабильность поля. опорного генератора, фазочувствительный Недостатком такого устройства являет- 10 детектор, вход которого через согласующий ся необходимость размещать чувствительузел подключен к выходу преобразователя ный элемент ЯМР-стабилизатора в ядерно-магнитного резонанса, а выход исмагнитном поле высокой однородности, что пользован в качестве выхода данного функограничивает возможности использования ционального узла. электромагнита. Необходимость увеличе- 15 На чертеже изображена функциональния зоны магнитного поля высокой одноная схема предлагаемого источника стародности вызывает увеличение габаритов бильного магнитного поля. электромагнита и потребляемой им мощноИсточник магнитного поля содержит сти. электромагнит 1, катушки 2 которого подНаиболее близким к предлагаемому яв- 20 ключены к выходу источника 3 питания, на ляется устройство для создания стабильновход его поступает сигнал от узла 4 регулиго магнитного поля, содержащее рования, вход которого подключен к чувстэлектромагнит с катушками, размещеннывительному элементу 5, расположенному в ми на первой полюсной системе и подклюзазоре дополнительной полюсной системы ченными к выходу источника питания, 25 6 В рабочем воздушном зазоре электромагчувствительного элемента, расположенного нита 1 с катушками 2 расположен чувствив зазоре второй полюсной системы, узел тельный элемент 7 преобразователя 8 регулирования, вход которого соединен с ядерно-магнитного резонанса (ЯМР), в котовыходом чувствительного элемента, а выром частота генератора синхронизируется ход - с управляющим входом источника пи- 30 от опорного генератора 9. Выход ЯМР-претания. образователя подключен к входу фазочувствительного детектора 10, выход которого Недостатком известного устройства через согласующий узел 11 подключен к кадля создания стабильного магнитного поля тушкам 12, расположенным на дополниявляется невозможность обеспечить качество стабильности выше 1 • 10 без приме- 35 тельной полюсной системе 6. нения специальных мер для охлаждения Источник стабильного магнитного поля катушек электромагнита или существенно работает следующим образом повышающих однородность магнитного поПри изменении значения индукции магля в объеме, в котором размещен чувствинитного поля в рабочем зазоре электромагтельный элемент, или без применения 40 нита 1 с катушками 2 возникает сигнал сложных электронных схем рассогласования, который воспринимается чувствительным элементом 7 и поступает на Целью изобретения является повышевход ЯМР-преобразователя 8, резонансная ние качества стабилизации индукции магчастота которого синхронизируется опорнитного поля источника. Цель достигается тем, что в источник 45 ным генератором 9. С выхода ЯМР-преобразователя 8 сигнал рассогласования через стабильного магнитного поля, содержащий фазочувствительный детектор 10 и согласуэлектромагнит с катушками, размещенныющее устройство 11, представляющее соми на первой полюсной системе и подклюбой усилитель постоянного тока, подается ченными к выходу источника питания чувствительный элемент, расположенный в 50 на катушки 12, создающие магнитный поток зазоре второй полюсной системы узел рев дополнительной полюсной системе 6, пригулирования, вход которого соединен с вычем направление магнитного потока должно ходом чувствительного элемента а выход совпадать с направлением магнитного пос управляющим входом источника питания, тока полей рассеяния электромагнита 1. введены промежуточный измерительно- 55 Таким образом, в дополнительной поусилительный узел с дополнительным чувстлюсной системе 6 создается магнитный повительным элементом, расположенным в ток, равный сумме магнитного потока полей зазоре первой полюсной системы, и дополрассеяния электромагнита 1 и магнитного нительные катушки, размещенные на втопотока, создаваемого катушками 12, на вход которых поступает усиленный сигнал рас 1721599 согласования, Чувствительный элемент 5 источника питания, о т л и ч а ю щ и й с я узла 4 регулирования воспринимает сумтем, что, с целью повышения качества стамарное изменение магнитного потока в добилизации, в него введены промежуточный полнительной полюсной системе 6, измерительно-усилительный узел с дополотрабатывает его и напряжение источника 5 нительным чувствительным элементом, рас3 питания изменяется таким образом,чтоположенным в зазоре первой полюсной бы восстановить резонансные условия и системы, и дополнительные ^атушки, размеобеспечить стабильность значения индукщенные на второй полюсной системе и подции магнитного поля в рабочем зазоре элекключенные к выходу промежуточного тромагнита 1. 10 измерительно-усилительного узла. 2. Источник по п. 1, о т л и ч а ю щ и й Формула изобретения с я тем, что промежуточный измерительно1. Источник стабильного магнитного поусилительный узел включает в себя преобля, содержащий электромагнит с катушкаразователь ядерно-магнитного резонанса, ми, размещенными на первой полюсной 15 входы которого соединены с выходами досистеме и подключенными к выходу источполнительного чувствительного элемента и ника питания, чувствительный элемент, расопорного генератора, фззочувствительный положенный в зазоре второй полюсной детектор, вход которого через согласующий системы, узел регулирования, вход которого узел подключен к выходу преобразователя соединен с выходом чувствительного эле- 20 ядерно-магнитного резонанса, а выход исмента, а выход - с управляющим входом пользован в качестве выхода узла. 1721599 Редактор А Мотыль Составитель Т Фролова Техред М Моргентал Корректор О Кравцова Заказ 953 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035 Москва, Ж-35, Раушская наб , 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г Ужгород, ул.Гагарина, 101