Датчик магнітного поля

1. Датчик магнитного поля, состоящий из последовательно установленных и оптически связанных источника света и устройства для ввода света в световод, пластины из магнитооптического материала с регулярной доменной структурой, период d которой определяется соотношением XI6 > 2NA, где А-длина волны источника света, NA - числовая апертура световода, и фотоприемника, причем пластина оптически связана с устройством для ввода света в световод и фотоприемником с помощью световода, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что он снабжен компенсационной подмагничивающей катушкой, соединенной с источником тока и Датчиком направления тока, причем катушка расположена в непосредственной близости от пластины и ориентирована так, что ее ось совпадает с оптической осью световода, примыкающего перпендикулярно к поверхности пластины. 2. Датчик по п. 1 , о т л и ч а ю щ и й с я тем, что он дополнительно содержит зеркало, причем световод выполнен в виде Y-образного разветвителя, а пластина установлена между зеркалом и световодом. Изобретение относится к области магнитооптики и может найти применение в энергетике и других областях техники. Известен способ измерения магнитных полей с помощью магнитометрического преобразователя (авт.св. СССР № 459999, кл. G 01 R 33/02,1974), в котором в выбранную точку помещают магнитокристаллическую магнитоодноосную пластину с полосовой доменной структурой, которую освещают источником поляризованного света и по изменению ширины доменной полосы или смещению ее центра относи тельно начала отсчета судят о величине измеряемого магнитного поля. Недостатком способа является узкий динамический диапазон измеряемых магнитных полей. Известен датчик магнитного поля (авт.св. СССР Ьк 1455332, кл. G 02 F 1/09, 1989), содержащий источник света с устройством ввода света в световод, фотоприемник, пластину из магнитооптического материала (MOM) с регулярной доменной структурой и отрезков подводящего и отводящего свет световода. С > ю о 17269 Недостатками такого датчика являются: узкий диапазон измеряемых полей (от поля коэрцитивности Но до поля насыщения H s MOM) и невозможность определения направления измеряемого магнитного поля. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования датчика магнитного поля, в котором введением дополнительных элементов обеспечивается увеличение диапазона измеряемых магнитных полей и расширение функциональных возможностей за счет определения направления измеряемого поля. Поставленная задача решается тем, что в датчик магнитного поля, содержащий последовательно установленные и оптически связанные источник света и устройство для ввода света в световод, а также пластину MOM с регулярной доменной структурой, период d которой определяется соотношением A/d> NA, где А- длина волны источника света, NA - числовая апертура световода, и фотоприемник, причем пластина оптически связана с устройством для ввода света в световод и фотоприемником с помощью световода, согласно изобретению введена компенсационная подмагничивающая катушка, соединенная с источником тока и датчиком направления тока, причем катушка расположена в непосредственной близости от пластины MOM с регулярной доменной структурой и ориентирована так, что ее ось совпадает с оптической осью световода, примыкающего перпендикулярно к поверхности пластины. Датчик может также содержать зеркало, при этом световод выполнен в виде Y-образного разветвителя. Отличием изобретения от прототипа является наличие компенсационной подмагничивающей катушки, соединенной с источником тока и датчиком направления тока. Известно техническое решение, содержащее признак, сходный с признаком, отличающим заявляемое техническое решение от прототипа - катушка, соединенная с источником тока и датчиком направления тока. Однако в заявляемом решении указанная катушка с источником и датчиком направления тока в совокупности с известным прототипом дает возможность существенно расширить диапазон измеряемых магнитных полей за счет компенсации внешнего магнитного поля магнитным полем катушки и определять направление внешнего магнитного поля по направлению тока компенсации. В результате этого воз 5 10 15 20 25 30 35 40 4 5 *"' **5 4 никает сверхсуммарный эффект, заключающийся в возможности определения направления измеряемого магнитного поля, что не осуществляют ни прототип, ни компенсационная система, взятые отдельно. Наличие этого сверхсуммарного эффекта в заявляемом решении обеспечивает ему соответствие критерию "изобретательский уровень". На фиг.1 и 2 изображены оптические схемы устройства. Датчик по фиг.1 содержит источник света 1, устройство для ввода света в световод 2, световод 3, пластину MOM 4, компенсационную подмагничивающую катушку 5, фотоприемник 6, датчик направления тока 7, источник тока 8. Датчик по фиг.2 может также содержать зеркало 9, при этом световод выполнен в виде Y-образного разветвителя. Устройство работает следующим образом. Луч света от источника 1 вводится устройством 2 в световод 3 и через него передается на пластину MOM 4. Свет диафрагмирует на регулярной доменной структуре в MOM, и лучи нулевого порядка дифракции через второй отрезок световода 3 поступают на фотоприемник 6. Лучи более высоких порядков дифракции рассеиваются в световоде, если для угла дифракции Фпах или A/d > 2NA, где в - максимальный угол, под которым распространяется свет в световоде. Интенсивность лучей нулевого порядка дифракции 2S-d 2 * іпад Є d •f sin Ft + cos2Ft], где Іпад - интенсивность падающих на MOM лучей; ее- коэффициент поглощения MOM; t - длина пути света в MOM; S - ширина доменов F - удельное фарадеевское вращение MOM. Магнитное поле воздействует на пластину MOM, в результате чего изменяется интенсивность падающего на фотоприемник света. Между напряженностью магнитного поля и сигналом фотоприемника существует однозначная зависимость. Измерение магнитного поля осуществляется путем измерения интенсивности падающего иа фотоприемник света. Изменяя ток в компенсационной катушке выводят значение интенсивности света в заранее выбранную рабочую точку, соответствующую величине магнитного поля Н о . Измеряемое поле Нвн определяется как 17269 где Нк - магнитное поле катушки. Предлагаемый датчик магнитного поля существенно расширяет диапазон измеряе мых полей и в отличие от прототипа дает возможность определять направление поля. Фиг / Упорядник Замовлення 4224 Техред М.Моргентал Коректор Л. Філь Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, Київ-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.ГагарІна, 101