По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 621.317.44

Двухкомпонентный феррозондовый магнитометр с новым принципом возбуждения

Брякин И. В. д-р техн. наук, профессор, Институт машиностроения и автоматики, Национальная академия наук, Кыргызская Республика, г. Бишкек
Бочкарев И. В. д-р техн. наук, профессор, Кыргызский государственный технический университет им. И. Раззакова, Кыргызская Республика, г. Бишкек

Рассмотрены особенности работы феррозондовых магнитометров, предназначенных для измерения параметров геомагнитного поля и поиска подповерхностных объектов. Представлен анализ возможностей использования магнитоэлектрического эффекта и эффекта магнитоупругого взаимодействия для управления электродинамическими процессами в магнитоупорядоченных структурах. Обоснован новый принцип возбуждения чувствительного элемента феррозондового магнитометра. Предлагается вариант конструктивного исполнения двухкомпонентного феррозондового магнитометра с новым принципом возбуждения и интерпретация основных физических процессов, реализуемых при его функционировании. Разработанный феррозондовой магнитометр обеспечивает создание чувствительных и высокоточных систем измерения компонент геологической среды, ориентированных на решение целого ряда инженерно-геологических задач при малоглубинных исследованиях.

Литература:

1. Вахромеев Г.С. Экологическая геофизика. – Иркутск: ИрГТУ, 1995. – 216 c.

2. Брякин И.В. Прикладные аспекты малоглубинной магниторазведки // Проблемы автоматики и управления. – 2016. – № 1 (30). – С. 65–67.

3. Topal U., Can H., Çelik O.M. et al. Design of Fluxgate Sensors for Different Applications from Geology to Medicine. J Supercond Nov Magn 32, 839–844 (2019).

4. Каганов М.И., Цукерник В.М. Природа магнетизма. – М.: Наука, 1982. – 192 с.

5. Афанасьев Ю.В. Феррозондовые приборы. – Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд., 1986. – 188 с.

6. Коваленко А.П., Шульгин В.А. Феррозонд / Патент на изобретение № 354372, СССР, 1972.

7. Белов К.П. Магнитострикционные явления и их технические приложения. – М.: Наука, 1987. – 159 с.

8. Калимуллин Р.И. Индуцированные доменные структуры в электро- и магнитоупрорядочных веществах. – М.: Физматлит, 2003. – 136 c.

9. Филиппов Б.Н., Танкеев А.П. Динамические эффекты в ферромагнетиках с доменной структурой. – М.: Наука, 1987. – 215 c.

10. Beutier G., Collins S.P., Dimitrova O.V., Dmitrienko V.E., Katsnelson M.I., Kvashnin Y.O., Lichtenstein A.I., Mazurenko V.V., Nisbet A.G.A., Ovchinnikova E.N., Pincini D. Band Filling Control of the Dzyaloshinskii-Moriya Interaction in Weakly Ferromagnetic Insulators. Physical Review Letters. – 2017. – V. 119. – N 16. – P. 167–201.

11. Брякин И.В. Способ возбуждения феррозондов на основе магнитоэлектрического эффекта // Проблемы автоматики и управления. – 2016. – № 2 (31). – С. 73–83.

12. Брякин И.В. Способ возбуждения феррозонда и устройство модулятора для его осуществления / Патент на изобретение № 1873, КР, 2016.

13. Голенищев-Кутузов А.В., Голенищев-Кутузов В.А., Калимуллин Р.И. Индуцированные доменные структуры в электро- и магнитоупорядоченных веществах. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. – 136 с.

14. Брякин И.В., Денисов Г.С. Феррозондовый датчик с упругим возбуждением сердечника // Проблемы автоматики и управления. – 2017. – № 1 (32). – С. 50–59.

15. Комаров В.А. Квазистационарное электромагнитно-акустическое преобразование в металлах (основы теории и применение при неразрушающих исследованиях). – Свердловск: УНЦ АН СССР, 1986. – 235 с.

16. Огильви А.А. Основы инженерной геофизики. – М.: Недра, 1990. – 468 с.

17. Lowrie W. Fundamentals of Geophysics // Cambridge University Press, New York, 2007. – 381 р.

18. Ляховицкий Ф.М., Хмелевской В. К., Ященко З. Г. Инженерная геофизика. – М.: Недра, 1989. – С. 252.

Известно, что в настоящее время под воздействием техногенных факторов на урбанизированных территориях существенно изменяются все компоненты геологической среды, представляющей собой верхнюю часть литосферы, которая рассматривается как многокомпонентная динамическая система, находящаяся под действием инженерно-хозяйственной деятельности человека и, в свою очередь, в известной степени определяющая эту деятельность [1]. Поэтому очевидно, что перед проведением любых строительно-земляных или монтажных работ необходимо не только оценить качества самого грунта, но и провести исследование подповерхностной зоны с целью поиска и выявления находящихся в ней различных скрытых объектов, например, инженерных сооружений в виде кабелей, трубопроводов и т. п. Оперативную и достоверную информацию о структуре и состоянии геологической среды, а также о наличии в ней различных техногенных объектов можно получить методами малоглубинных исследований с использованием новых цифровых измерительных средств и вычислительных технологий [2, 3]. В последнее время развитие экспериментальной геофизики неразрывно связано с необходимостью совершенствования существующего и создания нового приборно-методического обеспечения, в первую очередь, для работ в «поле», на инженерных сооружениях и в труднодоступных местах. Это ставит новые технические требования к системам неразрушающего геофизического мониторинга, к разработке целого комплекса фундаментальных и прикладных проблем, а также к соответствующей модификации существующих аппаратных средств.

Следует отметить, что одним из параметров геологической среды, который напрямую связан с ее текущим состоянием, является величина полного вектора напряженности геомагнитного поля Т (рис. 1), где проекция вектора Т на горизонтальную плоскость является горизонтальной составляющей Н (направленную на южный геомагнитный полюс S), на вертикальную ось – вертикальной составляющей Z, на ось х (направленную по географическому меридиану на север) – северной горизонтальной составляющей Х; на ось y (направленную по географической параллели на восток) – восточной горизонтальной составляющей Y; D – магнитное склонение; J – магнитное наклонение [4].

Для Цитирования:
Брякин И. В., Бочкарев И. В., Двухкомпонентный феррозондовый магнитометр с новым принципом возбуждения. Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. 2020;10.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: