Метод второй гармоники.

Способ измерения развит в скважинных измерениях, аэромагнитных наблюдениях, морских и наземных исследований. Полного насыщения сердечника не требуется. Подается переменное электрическое напряжение, изменяющееся по закону:

Магнитная индукция сердечника изменяется по закону:

Работа феррозонда в вакууме.

В первой катушке

Во второй катушке

В третей катушке

Работа феррозонда в магнитном поле.

В магнитном поле напряжение будет складываться.

ЭДС под влиянием внешнего магнитного поля зависит от гармоник нечетного вида и гармоник четного вида. Перейдем от степенных к их периодам.

После подстановки этих формул в уравнение появятся гармоники первого, второго и третьего порядка. Во второй катушке будут аналогичные гармоники, но знак изменится на противоположный только у нечетных гармоник. Четные гармоники знак не меняют, поэтому после сложения действия ЭДС в двух катушках на выходе в появится значительное электрическое напряжение, работающее с частотой удвоенной подаваемому напряжению. Амплитуда ЭДС второй гармоники зависит от внешнего поля Т.

Данные системы широко используются в каротажных исследованиях, в аэромагнитных наблюдениях и морской магнитометрии. Феррозонд буксируется за самолетом, кораблем, устанавливается измерительный элемент параллельно направлению земного магнетизма. При скважинных измерениях в скважину спускаются 3 феррозонда: вертикальный и 2 горизонтальных.

Ориентация феррозондов осуществляется через следующую систему.

ИФ - измерительный

ОФ - ориентационный

Феррозондовые магнитометры измеряют чаще всего полный вектор магнитного поля. ИФ должен быть ориентирован по направлению вектора Т.

Если ИФ направлен по направлению вектора, то а ориентирующих феррозондах отсутствует электрический ток. Как только ИФ отклонился от Т, то в ОФ появляется электрический ток, который передается на сервомоторы. Они приводят в движение площадку и она крутится до того момента пока ИФ не встанет параллельно вектору Т.

Протонные магнитометры

Рабочим веществом является протоносодержащая жидкость: дисцилированная вода, бензин, керосин, спирт, эфирные масла, углеводородные соединения.

Известно, что любая элементарная частица обладает электрическим зарядом а, следовательно, имеет магнитный момент. Из элементарных частиц наиболее популярен протон. Масса протона в 1836,5 раз больше массы электрона. Протон обладает магнитным моментом - это вектор меняющий свое направление. Протон двигающаяся частица, благодаря наличию у него механической силы, которая называется механическим импульсом. Протон всегда находится в движении, определяемым механическим моментом, который зависит от магнитной массы, скорости, радиуса вращения .

Механический момент - это импульс при вращении протона вокруг собственной оси, имеющей вектор перпендикулярный плоскости радиуса.

Без внешнего магнитного поля все ядра находятся в хаотическом движении, протоны кроме магнитного момента имеют механический момент, который зависит от массы протона, скорости вращения и радиуса вращения. Благодаря наличию механического момента протон вращается вокруг собственной оси. При вращении протона создается электрический ток, направление которого перпендикулярно плоскости вращения. Электрический ток формирует магнитный момент, направление которого совпадает с осью механического момента.

Ось является механическим моментом. При вращении образуется электрический ток, который создает магнитный момент. При наличии внешнего магнитного поля, магнитный момент как стрелка компаса стремится встать по направлению внешнего магнитного поля, а механический момент вращает протон произвольно и не дает магнитному моменту встать по направлению магнитного поля. Происходит раскачка. Совместное влияние двух вращающих моментов создает механическое движение, которое называется прецессией, а движение протона называется ларморовым движением (или ларморовой прецессией) - это движение "волчка" вокруг внешнего магнитного поля. Вращение протона зависит от магнитного поля.

В ядерной физике известна константа: отношение магнитного момента к механическому - атомная константа.

- гиромагнитное отношение. Атомная константа определена до 6 знака, она не зависит от давления, влажности, температуры и от любых физических параметров. Движение протона в магнитном поле характеризуется частотой вращения. Частота вращения зависит от абсолютного значения полного вектора Т. Измерив частоту вращения, получим результат значения магнитного поля.