Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Кнеппо П. -> "Биомагнитные измерения " -> 17

Биомагнитные измерения - Кнеппо П.

Кнеппо П., Титомир Л.И. Биомагнитные измерения — М.: Энергоиздат, 1989. — 288 c.
ISBN 5-283-00557-7
Скачать (прямая ссылка): biomagnitnieizmerenie1989.djvu
Предыдущая << 1 .. 11 12 13 14 15 16 < 17 > 18 19 20 21 22 23 .. 113 >> Следующая

сечения обычно диктуется конструкционными и технологическими условиями, а
также стремлением приблизить катушку к объекту исследования. Независимо
от формы катушки наиболее существенным параметром ее является площадь
витка. Примеры конструкций одноканальных и многоканальных градиометров
приведены на рис. 1.12-1.14.
37
if
¦6
З'' i|
Рис. 1.12. Примеры конструкционных решений одноканальных градиометров:
2 1Г10
а - недиагональный градиометр первого порядка (1 - кварцевые пластины с
катушками трансформатора потока, 2 - кварцевый стержень с параллельными
торцами, 3 - пружины из стекловолокна, 4 - коаксиальный высокочастотный
кабель, 5 - опора из стекловолокна, 6 - сквид в ампуле) [9]; б - соосный
градиометр второго порядка
Основными геометрическими параметрами градиометра являются размеры
катушек и значение базы. Рассмотрим вопросы оптимального выбора этих
параметров на примере соосного симметричного градиометра с круглыми
катушками. Сначала предположим, что цель состоит в достижении возможно
более высокой чувствительности, т.е. отношения полезного сигнала к
помехе. В этом случае размеры приемной катушки желательно увеличивать,
так как при увеличении ее площади снижается уровень собственного шума
сквид-магнитометра, приведенного к приемной катушке. Ограничения на
размеры катуШки налагаются главным образом размерами криостата в области
градиометра.
Выбор оптимального значения базы можно осуществить лишь на основе
некоторых гипотез о характеристиках исследуемого биоэлектрического
генератора и генераторов, создающих магнитную помеху, поскольку
возможности градиометрического подавления помехи зависят от скорости
пространственного изменения исследуемого и мешающего полей.
Рассмотрим решение задачи оптимизации базы градиометров первого и второго
порядков, используя гипотетический источник магнитного поля в виде
круглого контура с током и методику, изложенную в [211]. Контур имеет
радиус RK, в нем течет ток /к. Градиометр расположен соосно с контуром на
его оси г, причем расстояние от контура до ближайшей к нему (приемной)
катушки равно г i (рис. 1.15).
Если начало координат совпадает с центром контура, то магнитная индукция
на оси z направлена по этой оси, а ее абсолютная величина выражается как
[50]
(1.23)
2 (z 2 +/ф3/2
где да - абсолютная магнитная проницаемость среды. 38
Рис. 1.13. Трансформатор потока векторного магнитометра [159, с. 66]:
а - общая структура трансформатора потока (1 - меднобериллиевые кабели,
2, 3 - верхние катушки градиометров каналов х и z соответственно, 4 -
опорные пластаны, 5 - входная катушка, 6 - высокочастотная катушка, 7 -
сквиды, 8 - ниобиевые трубки, 9, 10 - нижние катушки градиометров каналов
z их соответственно; б - схема градиометра канала z (а/Ь =у/У); в - схема
нижних катушек градиометров ортогональных каналов х, у и z (верхние
катушки расположены аналогично, указаны размеры катушек в миллиметрах,
база градиометров 120 мм)
Рис. 1.14. Расположение катушек четырехканального магнитометра [73, с.
299]:
а - схема расположения приемных (внизу) и компенсирующих (вверху) катушек
четырех градиометров первого порядка (оси катушек параллельны, указаны
номера каналов); б - проекция приемных катушек на плоскость,
перпендикулярную их осям (указаны размеры в миллиметрах, база
градиометров 60 мм)
Рис. 1.1S. Взаимное расположение градиометра и источника магнитого поля
При достаточно малой площади приемной катушки входной сигнал для
градиометров первого и второго порядка согласно (1.7) пропорционален
соответственно величинам
Вт - В1 В 2
В jj = В1 - 2 В 2 + Вз,
(1.24)
(1.25)
где индексы указывают составляющую катушку градиометра в соответствии с
обозначениями рис. 1.15 (i - приемная катушка).
Предположим, что источник помехи находится на сравнительно большом
расстоянии от места измерения, так что RK -4 z; тогда (1.23) для
магнитной индукции помехи принимает вид
^п
Л< "к
2z 3
(1.26)
40
(фактически при этих условиях поле контура тока сводится к полю
магнитного диполя, ориентированного вдоль оси контура). Учитывая, что
координаты катушек определяются соотношениями
z2 = Zi+d, z3 =z, + 2d, где d - база градиометра, получаем из (1.24) - (1
27)
*1п =
5Ип =
^а7К*К
1
(Z , +<])' 2
(z, + d)3
1
(Zi + 2d)
(1.27)
(1.28) (1.29)
Поскольку d < z i, эти уравнения можно упростить, разлагая их в ряд
Тейлора и пренебрегая членами высших порядков:
*1п =
В
3Да 7к R к d 6Да/к* к1'2
Ип
(1.30)
(1.31)
Степень подавления помехи определяется отношением этих величин к помехе в
точке расположения приемной катушки:
= 3d/zt, (1.32)
BuJBnai = nd*/z\. (1.33)
Из (1.30) и (1.31) следует, что при относительном изменении базы,
заданном коэффициентом у, т.е. при переходе к базе
d=ydH, (1.34)
где dH - заданное начальное значение базы, помеха на выходе градиометра
изменится в р раз,
Р = ^п/^п,н> (1.35)
где 5П>Н и Вп - исходная (начальная) помеха и помеха после изменения базы
соответственно, причем для градиометров первого и второго порядка
Предыдущая << 1 .. 11 12 13 14 15 16 < 17 > 18 19 20 21 22 23 .. 113 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed