Измерительный преобразователь магнитной индукции ИМИ3-1

Основываясь на многолетнем опыте создания средств измерения магнитной индукции в НТЦ «Геофизические измерения» разработан и серийно выпускается трехкомпонентный измерительный преобразователь магнитной индукции слабых магнитных полей ИМИ3-1, удовлетворяющий требованиям, предъявляемым к аппаратуре для оснащения станций магнитного мониторинга возмущений МПЗ в диапазоне инфранизких частот. В состав измерительного преобразователя входят три идентичных индукционных датчика магнитной индукции. Они имеют экстремально низкий уровень собственного шума и превосходят по этому параметру все другие типы измерительных преобразователей. Общий вид преобразователя магнитной индукции ИМИ3-1 приведен на рисунке 1.

IMI3-1.jpg

Рисунок 1. Общий вид преобразователя магнитной индукции ИМИ3-1 


Датчики ИМИ3-1 имеют следующие отличительные особенности:

  • низкий уровень собственного шума;
  • высокая чувствительность;
  • широкий диапазон рабочих частот;
  • большой динамический диапазон;
  • стабильность параметров и высокую надежность.

Эти характеристики обеспечиваются:

  • оптимизированной конструкцией первичного преобразователя;
  • малошумящим усилителем;
  • отрицательной обратной связью (ООС) по магнитному полю;
  • встроенным соленоидом для калибровки;
  • применением стеклопластика в конструкции датчиков.

Датчики сконструированы с использованием материала сердечника с предельно высокой магнитной проницаемостью, измерительная катушка датчика защищена электростатическим экраном и размещается в водонепроницаемой трубе. Каждый датчик включает согласующий малошумящий усилитель, установленный в непосредственной близости от измерительной катушки и имеет встроенную катушку обратной связи, соединенную с выходом усилителя. Благодаря ООС по магнитному полю повышается стабильность параметров датчика в широком диапазоне температур. Усилитель датчика имеет защиту (в том числе и грозозащиту) по входу от высоковольтных импульсных помех, поступающих с выхода измерительной катушки.

ООС позволяет формировать амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) и расширить динамический диапазон измеряемой индукции.

Высокая точность регистрации магнитной индукции обеспечивается периодической калибровки измерительных каналов. Для этой цели в конструкции датчика предусмотрен соленоид с известной постоянной. Наличие ООС по магнитному полю и канала калибровки позволяет поддерживать АЧХ датчиков в условиях эксплуатации с нестабильностью в пределах 1%.

ИМИ3-1 может поставляться с устройством ориентации осей чувствительности датчиков в пространстве вдоль трех взаимно ортогональных осей. Ориентация оси чувствительности вертикального датчика осуществляется по уровню, а горизонтальных – с помощью буссоли или теодолита.

Контроль параметров датчиков в лабораторных условиях осуществляется с помощью экранированной меры магнитной индукции. Уровень собственного шума датчиков определяется расчетным путем по разработанной методике с использованием экспериментально определенных характеристик собственного шума делителя и активного сопротивления потерь измерительной катушки, а также экспериментально в многослойном электромагнитном экране в условиях загородной лаборатории.

 

Технические характеристики датчиков ИМИ3-1

  • Рабочий диапазон частот от 1·10−2 до 40 Гц.
  • Максимальная амплитуда входного сигнала не менее 4500 нТл.
  • Среднее квадратическое значение приведенного по входу собственного шума датчика в рабочем диапазоне частот не более 0,003 нТл.
  • Коэффициент преобразования, 4 ± 2 мВ/нТл.
  • Динамический диапазон измеряемого сигнала не менее 120 дб.
  • Рабочий диапазон температуры ± 50°С.
  • Отклонение коэффициента преобразования в рабочем диапазоне температуры не более 0,05 % на градус Цельсия.
  • Напряжение питания ±(12 ± 10 %) В.
  • Потребляемый ток не более 20 мА.
  • Габаритные размеры: длина не более 750 мм, диаметр 120 мм.
  • Масса не более 10 кг.