Метод второй гармоники

Пик-типа.

Работа феррозонда в вакууме (без магнитного поля).

Подается переменное электрическое поле с частотой 200 Гц до полного насыщения сердечника.

В первый полупериод в первой катушке по мере насыщения сердечника ЭДС растет, достигает максимума и в этот момент резко меняет амплитуду. Во второй полупериод ЭДС растет до максимума, снова происходит спад.

Во второй катушке направление тока противоположно. Во второй полупериод происходит увеличение амплитуды. В виду суммарного сложения ЭДС в третей катушке нет.

Работа феррозонда в естественном магнитном поле земли.

Пусть имеется магнитное поле Т, направленное вверх.

В первой катушке в первый полупериод сопротивление подаваемого тока совпадает с направлением магнитного поля. Насыщение сердечника усиливается, спад произойдет раньше и глубже. Во второй полупериод внешнее магнитное поле тормозит насыщение сердечника, следовательно, спад на графике произойдет позднее и окажется небольшим.

Во второй катушке в первый полупериод происходит торможение, во второй - ускорение.

В третей катушке после сложения сигналов останется пикообразная кривая, амплитуда которой зависит от значения внешнего магнитного поля.

Данный феррозонд может измерять любой элемент земного магнетизма, в зависимости от ориентировки его оси. Основное условие: прибор требует очень большой энергии для питания.

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.