Introducción al principio de funcionamiento del magnetómetro de precesión de protones CZM-3
1. Introducción al principio de funcionamiento del magnetómetro de precesión de protones
(1) Principio de medición
El magnetómetro utiliza protones en átomos que contienen hidrógeno, como el queroseno. , agua o alcohol El momento magnético del espín es magnetizado por el campo magnético artificial H0 y dispuesto a lo largo de la dirección H0 para generar el momento magnético mP. Después de cortar el campo magnético artificial, la dirección del momento magnético tiende gradualmente a la dirección del campo geomagnético y, en este proceso, tiende a la dirección de T precediendo alrededor de T. Esta precesión se llama precesión de Larmor, y su Precesión La frecuencia es directamente proporcional a la fuerza del campo geomagnético. Su expresión: T=23.4874? , por lo tanto, solo necesitamos medir su frecuencia de precesión (?t se puede medir, por lo que el magnetómetro es un detector de frecuencia.
(2) Medición de frecuencia
Fig. 2-13 La atenuación de la señal de inducción con T
La sonda que recibe la señal es un cilindro de vidrio no magnético lleno de queroseno, enrollado alrededor de un conjunto de bobinas, y utilizado para excitar y recibir señales de frecuencia a través de un sistema artificial. Campo magnético. Campo magnético artificial H0 (H0?t), cuando está en funcionamiento, la dirección de H0 es perpendicular al campo magnético terrestre. Después de apagarlo, el momento magnético del protón corta la bobina de señal en precesión de Larmor, generando así una inducción. La fuerza electromotriz cambia verticalmente (oblicua hacia atrás) → paralela → invertida → paralela → regresa a la dirección original, y la fuerza electromotriz cambia en consecuencia desde máximo → cero → máximo negativo → cero → máximo (regreso al origen), formando el forma que se muestra en la Figura 2-13. Se muestra el patrón de onda sinusoidal con amplitud decreciente. Dado que mP se mueve gradualmente en la dirección de T0, la fuerza electromotriz disminuye gradualmente hasta cero. Nuestra tarea es determinar el número de pulsos en t segundos. la señal es de solo 2 ~ 3 s desde la generación hasta la falla. La velocidad de medición es rápida.
Según la fórmula anterior, la intensidad del campo geomagnético cambia en 1 nT y la frecuencia solo cambia en 0,016 ciclos. es difícil lograr mediciones de alta precisión, por lo tanto, el instrumento utiliza un método de división de frecuencia de múltiples niveles y la multiplicación de frecuencia es mayor que 128 veces. En segundo lugar, el tiempo de control de la puerta electrónica debe ser absolutamente preciso, por lo que el tiempo. -Se utiliza un oscilador sensible para proporcionar una frecuencia estándar para controlar con precisión el tiempo de la puerta. Finalmente, cómo convertir el número de frecuencia de precesión de Larmor en una lectura de intensidad geomagnética, seleccione la relación T=23.4874×. el producto del número de multiplicación N y el tiempo estroboscópico T para hacer T=N (lectura del instrumento)
2. Introducción al método de operación del instrumento
El instrumento incluye un host, un sonda y un cargador. El host tiene un teclado y una pantalla (ventana). Consulte la Figura 2-14 para ver el diagrama de bloques del sistema de instrumentos
Figura 2-14 Diagrama de bloques del sistema de instrumentos czm-3. >
Figura 2-15 Diagrama esquemático del teclado de microcomputadora CZM-3
La distribución del teclado se muestra en la Figura 2-15. Hay 16 teclas de operación, un interruptor de encendido y 17 teclas cada vez. Se escuchará un mensaje sonoro al presionar la tecla.
Las operaciones se pueden realizar una por una de acuerdo con las indicaciones en pantalla: configuración de parámetros, medición de visualización, consulta de datos y transmisión de datos. Luego aparecerá la pantalla. Haga clic en cualquier tecla para mostrar el menú del sistema (Figura 2-14).
Haga clic en el menú del sistema [1] para abrir la página de inicio de configuración de parámetros. Si ingresa los datos de fecha, primero apúntelo. el número de fecha se mostrará en la columna de fecha. Después de configurar este elemento, apunte el cursor al siguiente elemento, y así sucesivamente. El elemento de medición del campo magnético se puede configurar en los modos automático y manual. Una vez completada la configuración, regrese al menú del sistema.
Haga clic en [2] para ingresar a la página de medición de visualización, donde se pueden mostrar los elementos de configuración y los resultados de la medición. El modo de visualización se puede dividir en "automático" y. "manual", el modo se determina en la configuración. Dependiendo de los resultados de la visualización, los resultados de la visualización se pueden modificar o borrar.
Haga clic en [3] para ingresar a la página de consulta de datos y ver todos los datos del día.
Después de regresar al menú del sistema, haga clic en [4] para ingresar a la página "Esperando enviar". En este momento, el sistema ha completado los preparativos para enviar datos y está esperando instrucciones de la computadora. Esta computadora tiene un programa de procesamiento de datos CZM-3.
Cuando el magnetómetro se conecta a la computadora mediante un cable especial, la computadora emite una instrucción de recepción y los datos de campo ingresan a la computadora para su procesamiento.
Para conocer las funciones y operaciones detalladas de cada tecla del teclado, consulte el manual de instrucciones.