Způsob měření geomagnetického pole a zapojení k jeho provádění

Číslo patentu: 233912

Dátum: 01.03.1987

Autori: Janoušek Vlastimil, Kyselka Dušan, Hůlka Zdeněk

Je ešte 4 strany.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Způsob měření geomagnetického pole měřením doby period sinusoidálního protonového signálu, vznikajícího volnou protonovou precesí a zapojení k provádění tohoto způsobu. Účinkem vynálezu je zpřesnění výsledků měření využitím celého užitečného úseku signálu bez ohledu na gradient geomagnetického pole. Účelu se dosahuje tím, že doby period se v popředí vzniku násobí sledem váhových koeficientů vytvářejících trojúhelníková filtrační okna. Součiny se sčítají do mezisoučtu filtrovaných dob period. Každý mezisoučet se porovnává s mezisoučtem prvého trojúhelníkového filtračního okna při jejich současné sumarizaci. Sumarizace se ukončí, je-li zjištěna větší než zvolená odchylka. Celkový součet se dělí počtem mezisoučtů.Podíl je mírou intenzity geomagnetického pole. V zapojení je zařazen za zesilovačem signálu čítač a mikropočítač. Způsob i zapojení jsou využitelné v oboru geofyziky, zvláště při pozemním geomagnetickém průzkumu.

Text

Pozerať všetko

vynález se týká Jednak způaobu měření geomagnetického-pole měřením doby period sinusoidálního protonového signálu, který vzniká volnou protonovou precesí a je generován snímecí cívkou,Jednak zapojení k provádění tohoto způsobu.Jádra atomu vodíku, protony, mají v důsledku spinu spinový mechanický moment a spinový magnetický moment. Půeobí-1 i~nat protony magnetické pole, je výsledkem precesní pohyb protonů o frekvenci, která je úměrná magnetickému poli. Tohoto jevu se využívá v protonových magnetometreoh pro měření geomagnetického pole. Ve snímeči naplněněm kapalinou bohatou na atomy vodíku Je ponořene snímaní cívka, generující sinusoidální protonový signál. Aby sinusoidální protonový signál byl použitelný,musí veiký počet protonů konat precesní pohyb ve fázi. Dosahuje se toho tím, že do snímací cívky se přivede silný proud, vytvářející silné polarizační pole. Po odpojení zdroje polarizačního proudu e po krátkém čaaovém intervalu, ve kterém se odstrnňuje energie nahromaděná polarizecí ve snímací cívce, se připojí snímací cívke k elektronickým obvodům pro měření frekvence, popřípadě doby period indukovaného sinusoidálního pro-u tonového signálu. Poněvadž pohyb protonů je rušen interferujícími magnetickými poli sousedních částic protony postupně vybíhají z fáze a sinusoidální protonový signál s exponenciálním poklesom zaniká. Doba zániku je také závislá na homogenitě magnetiokého pole. Kromě toho je signál znehodnocován aditívním šumem a poruchami indukovanými do snímací cívky. Aby se nepříznivý vliv poruch a aditivního šumu snížil, je signál fil- L trovánJsou známé způsoby měření sinusoidálního protonového signálu, při nichž je signál filtrován obdélníkovým oknem. Snímací cívke je vyladěna do oblasti pracovní frekvence a součástí233 912 elektronických obvodů je vysoce selektivní článek, který výrazně omezuje šířku pásma. Vysoce selektivní článek tvoří fázově řízený oscilátor s čítačem.Nevýhodou známého způsobu měření geomagnetického pole a zapojení je nedostatočná filtrace. Čítačové zpracování sinusoidálního protonováho signálu má nevýrazná filtrační účinky. Hlavním filtračním prvkem je fázově řízený oscilátor. Sinusoiďálnímu protonověmu signálu se ve všech fázích čítání přisuzuje stejný filtrační váhový koeficient. Vně čítacího intervalu je koeficient nulový. Naproti tomu chyba způsobovaná sditivním šumem vzniká převážně na začátku nebo na konci čítacího intervalu. Prodlouží-li se nebo zkrátí některá perioda sinusoidální n ho protonověho signálu uvnitř čítacíno interva 1 uv následují cích periodách vznikne opačná odchýlka a disproporce sekompenzují. Na začátku nebo na konci čítacího intervalu však keDruhý známý způsob měření geomagnetickéno pole, při kte-in rám je sinusoidální protonový signál filtrován jedním trojúhelníkovým oknem , uvedenou nevýhodu zčásti odstraňuje (SUä 728 105). Čítací interval je na počátku i na konci vymezen řadou odečtů a pro zpracování se bere průměrná hodnota. |Nevýhodou druhého známého způsobu je nepřizpůsobivost charakteru měřenáho geomagnetického pole a neschopnost dosáhnout optimálních výsledků v geomagnetických polích s různým gradientem. Je-li zvolena délka trojůhelníkového filtračního okna tak dlouhá, aby byl optimálně výužit a zpracován pozvolna zanikající sinusoidální protonový signál v homogenním geomagnetiokěm poli, bude docházet ke značnámu zkreslení naměřených výsledků v geomagnetických polích s velkým gradientem, kde sinusoidální protonový signál zaniká rýchleji a do čítacího intervalu bude zahrnuta i oblast se zaniklým signálom. Je-li naopak zvolena délka trojůhelníkového filtračního okna krátká. nebudou dosahovány optimální výsledky měření v geomagnetickěm poli.Uvedené nevýhody odstraňuje způsob měření geomagnetického pole podle vynálezu. jehož podstata spočívá v tom, že doby peri odrsinusoidálníhoprotonováho signálu, vznikajícího volnou proĺtonovou preoesí, se v pořadí vzniku násobí sledem váhových koe 233 912~ ficientů vytvářejíoíoh trojúhe 1 níková.filtrační okna překrývaąjící se polovinou základny, v každém z nich váhově koefioientyj od nuly do poloviny lineárně vzrůstají a poté symetricky klesají, sčítají se součiny prvého trojúhelníkového filtračníhookna do mezisoučtu filtrovaných dob period, který se porovnávás mezisoučtem filtrovanýoh dob period každého následujícího trojúhelníkového filtračního okna při jejich současné sumarizaci a sumarizace se ukončí zjištěním větší než zvolené odchylky-od mezisoučtu filtrovaných dob period prvého trojúhelníkového filtračního okna, načež se celkový součet filtrovanýchdob period dělí počtem mezisoučtů a získaný podíl je mírou in~ oPodstatou vynálezu je i zapojení kprovádění způsobu,v němž je na výstup zesilovače zapojen za sebou čítač a mikropočítač, v němž je realizován váhový filtr spojený se sumarizačním registrem a pomocným registrem a jehož výstup je sběr- nicí připojen k displeji.Výhody způsobu měření geomagnetického pole podle vynálezu spočívají v efektivním využití postupně zanikajícího sinusoidálního protonového signálu, v účinném potlačení nahodilého aditivního šumu a v umožnění vyloučit ze zapojení vysoce selek Ativní obvod s fázovým závěsem, jakož i obvod pro zjištění kva.lity signálu. V zapojení tak odpadá problém s volbou šířky pás ma selektivního obvodu a s volbou délky ustalovacího intervalu,.během něhožse potlačuje přechodný jev ve fázovém závěsu. Způ sob podlevyná 1 ezuumožňuje použít v zapojení jen hrubé selekce a zkrátit tím přechodový čas na minimum. Tím, že délky period sinusoidálního protonového signálu se měří opakovaně po celou dobu, ve které má signál dostatečnou velikost, získávají se věrohodnější hodnoty intenzity měřenéhogeomagnetického pole než při způsobu zpracování s konstantní délkou odběru sinusoidálního protonového signálu. Aditivní šu je potlačen využitím překrývajicích se trojúhelníkových filtračních oken.Příklad zapojení k provádění způsobu měření geomagnetickée ho pole je znázorněn na přiloženém výkrese, kde na obr. 1 je blokové schéma zapojení. Na dalších výkresoch jsou znázorněny grafy pro objasnění příkladů způsobu. Na obr. 2, 4, 6 jsou graficky vyhodnoceny odchylky dob period sinusoidálního proto 4 . 233 912nového signálu v geomagnetickýoh polich s odliěnýmvgradientem a na obr. 3. 5. 7 jsou znázornčny obalové přímky příslušných vá hových koefioientů.Součástí zapojení k provádění způsobu měření geomsgnetiokěho pole podle vynalezu je snímaní oívka L ve snímači§, napl něněm tekutými uhlovodíky. Snímací oívka Q je zapojena přes spí nač § na zdroj g polarizačního proudu a přes přepínač 2 na vstup zesilovače A nebo tlumicí odpor 5. Parelelnč jsou ke snímaoí cívce Q připojeny omezoveoí diody Q a ke vstupu zesiloà vače Á ladicí kondenzátor Q. Na výstup zesilovače 5 je za sebou zapojen čítač E a mikropočíteč Q, který je sběrnicí 5 spojenspojený se suarisačním registrem Ve pomocným registrem 5.Měření geomagnetickěho pole se zahájí připojením snímaoí oívky Q na zdroj Q polarizsčního proudu pomocí spínače §. Doba připojení je 1 s, proud protékajíoí přes snímaní oívku L má hodnotu 1 A. Přepínač 2 je přitom připojen k tluícímu odporu 3. Odpojením snímecí oívky Q od zdroje g vznikne ruěivý napčtový impuls, který se omesí omezoveoímí diodami Q. Energie která se při polarizeci nahromadila ve snímací oívoe Q se přemční v teplo, a to jednak na omezoveoíehvdiodáoh Q, jednak na tlumioím odporu 3. Po přestavení přepínače 2 do opačná polohy vstupuje do zesilovače Q sinusoidální protonový signál. čítač § čítá doby period tohoto signálu. popřípadě doby stejně početr ných skupin period, ktoré se ve váhovém filtru E mikropočítačení okno. Mezisoučet filtrovanýoh dob period prvého trojúhelníkověho filtračního okna se uohová v pomocném registru §. lezisoučet filtrovaných dob period druhého trojúhelníkového filtračního okna je s ním porovnán a pokud se jejich rozdíl neliäí od zvolené odchylky, jsou oba mezisoučty sečteny a uloženy do sumarizečního registru T Proces se opakuje. Je-li zjiětěne větší než zvolená odohylka, vypočte se podíl celkové doby periood a počtu mezisoučtů. Signál vyjadřující hodnotu podílu je přiveden sběrnioí Q do displeje Q, kde je zobrazen jako hodnota intenzity geomsgnetickěho pole. . Současnč se zobrazením intenzity geomagnetického pole se na displeji 5 zobrazí počet trojúhelníkových oken, která by 1 a

MPK / Značky

MPK: G01V 3/14

Značky: geomagnetického, způsob, zapojení, měření, provádění

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/12-233912-zpusob-mereni-geomagnetickeho-pole-a-zapojeni-k-jeho-provadeni.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Způsob měření geomagnetického pole a zapojení k jeho provádění</a>

Podobne patenty