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超敏金属探测器


这个项目, 超敏感的金属探测器 from 1989,使用磁致伸缩材料在磁场存在下通过少量改变形状。

通过将光纤电缆缠绕在此材料周围,通过光纤电缆的长度的变化可以检测到小尺寸变化。通过向光纤电缆射入激光器并检测遍历电缆需要多长时间来检测这一点。



超敏感金属探测器的执行摘要

光纤磁场梯度计使用多个磁换能器来同时确定外部磁场的梯度和场强的多组分,以便准确确定位于物体阵列中的铁磁物体的位置。

磁换能器由几层磁致伸缩玻璃制成,该磁铁用光纤包裹并浸入施加的磁场中以净化材料差异和地球'S磁场。完成每个相邻对的零条条件,而不会干扰另一对的零条条件。

可以实时完成无效技术并且不需要将驱动信号切断到相邻的线圈。因此,在每个线圈的平衡与其邻居无关时,可以为所有线圈同时完成零点。沿着磁换能器的轴检测的磁场导致光线长度变化在纤维中。

通过采用八个磁换能器,可以同时确定所有梯度和场。此外,通过采用额外的换能器,还可以确定田地的第二衍生物。

超敏感金属探测器的背景

该设计一般涉及磁场梯度计,尤其涉及用于测量第一,第二和高阶衍生物的光纤多组分磁场梯度计,以及用于测量和平衡梯度计的方法和装置。

在检测,识别和地点的战术和战略目标,如卡车,矿山和潜艇,最困难的象征之一是磁性的。即使当可见方法雾化或雷达方法被卡住时,表示指示目标存在和位置的磁性签名仍然存在。

特别感兴趣的是其确切位置未知的目标的位置。铁磁硬件如坦克和卡车上的坦克和卡车,以及水下的潜艇和矿井扰乱了当地的地磁场。这些扰动或磁异常可被检测为作为传感器在它们上方飞过的传感器中测量的磁场的变化。

因此,测量场更改或梯度的传感器提供比仅仅测量现场本身的更有用的信息。

目前最先进的磁异常检测采用超导量子干扰装置(鱿鱼)或质子的预流装置。后一种装置没有足够的敏感性来检测较小的目标,例如卡车在足够的范围(1/2公里),因为传感器飞过它们,并且需要费力的校准程序。前者具有高分辨率,但由于它们的超导性,需要大的笨重装置进行冷却。

K.P.Koo和G. H. Sigel,Jr.在"光纤磁梯度计,"(光波技术学报,Vol.LT-1,No.3,9083)公开了一种能够测量AC和DC磁场梯度的光纤梯度计,并通过引用并入本文。所公开的概念在图1和图2中示出。 1-3。


图1是用于超敏感金属检测器的三个1米半径球的磁场梯度计的飞行轨迹的图形表示




图2是沿图2的飞行轨迹的磁场的曲线图。 1用于超敏感的金属探测器



无花果。具体实施方式图1示出了磁场梯度计的飞行轨迹,因为它在100米的高度Z处于100米的高度z,分别位于-75,0和75米的X轴上的三个1米半径的铁球1,2和3上。无花果。图2示出了具有由球1,2和3引起的X轴的磁场干扰的曲线图,其中具有表示相应的球体的圆圈1a,2a和3a。


图3是图3的磁场的第一导数的曲线图。 2用于超敏感的金属探测器



无花果。图3示出了通过圆圈1a,2a和3a的圆周1,2和3的磁场的第一导数或磁场梯度的曲线图。然而,如图1和图2所示。 1-3,可以导出关于阵列中各个球体位置的信息。


图4是图4的磁场的第二导数的曲线图。图2示出了用于超敏感金属检测器的三个1米半径球的位置



但是,根据上述申请SER的教导。 No.07 / 169,802,可以使用如图2所示的磁场的第二导数获得目标的准确确定。 4.

上述教导不提供用于在多个方向上同时测量场梯度的机制,例如,用于确定所有三种磁场衍生物。此外,上述技术不允许换能器的简化DC缺失,使得可以为所有偏置线圈同时进行零点。

此外,上述技术不提供用于同时确定梯度的多组分的第二导数的方法或装置的教导,同时利用允许同时偏压DC偏置线圈的零点技术。

因此,本发明的目的是提供一种能够同时确定磁场和现场导数的方法和装置,包括第一和第二顺序,以允许目标的准确位置。

超敏感金属探测器的概述

多个磁换能器用单模光纤包裹。纤维被连接到换能器上,当需要检测到任何换能器的磁场时,当任何换能器进行磁场时,耦合良好的耦合。每个换能器以及它们各自的纤维浸入施加的磁场中以平衡材料差异和地球'S磁场,并建立适当的偏置场级。

然后从激光的光被发射到单模光纤中,并通过纤维通过纤维沿换能器的敏感轴线的磁场来旋转,导致磁致伸缩玻璃膨胀或收缩,从而改变纤维的长度和粘合剂粘附在其上的纤维的长度因此改变光路长度。

任意两个光纤之间的总体路径长度差与磁场的第一导数成比例。通过同时采用和配置八个换能器,可以确定所有九个梯度组件和所有三个场分量。此外,通过将唯一的频率施加到所选择的换能器对,可以通过同时将每个换能器的直流偏置线圈彼此同时调节DC偏置线圈来连续地和实时零点来实现零尺寸和平衡状态。

此外,可以应用于多组合实施例的零技术,以提供具有大大简化的光学耦合和结构的频率复用多组分梯度计。

超敏感金属检测器的描述

对于一系列目标,例如卡车车队,磁场的梯度的梯度在目标附近的第二导数或梯度允许位于阵列中的各个目标。现在参考图1。除了图4. 1-3,可以容易地理解测量第二衍生物的重要性。

如图1所示所见磁场的第二衍生的峰值。在位置1a,2a和3a处分别给出球形1,2和3的位置。因此,获得磁场的第二导数提供了当阵列中有几个目标时针对目标位置定位目标位置的能力。


图5:据申请人所述的磁场梯度计的示意图'上面确定了超敏感金属检测器的复制申请



现在更具体地参考所选择的设计的设计的优选实施例,根据本设计和通常由附图标记10表示的磁场梯度计如图2所示。 5.梯度计10使用三个磁换能器构造,每个磁换能器具有磁敏敏感轴,该磁敏轴沿着期望测量第二衍生物的场方向定向。

在第一实施例中,这三个换能器是圆柱体11,12和13的形式,该磁体的薄层由足以形成圆柱体的薄层制成。这些层14通常约为0.001英寸厚,并且可以由具有或不被退火的Metglas(毗邻公司的商标)制成。


图6是由沿图6的线6-6截取的磁致伸缩玻璃制成的圆柱体的横截面图。 5用于超敏感的金属探测器



气缸的整体壁厚通常为0.001-0.01英寸。无花果。图6示出了圆柱体11的横截面,示出了玻璃14的层。汽缸12和13具有类似的结构。在每个汽缸11,12和13上的玻璃14上分别被包装单模光纤15,17和19。

纤维被连接到玻璃14上,使得当汽缸11,12或13中的任何磁场被检测到期望被检测到良好的耦合。汽缸彼此平行,彼此相邻,使得每个汽缸的中心轴,即磁敏轴,位于同一平面中。

此外,每个相邻圆柱对的中心轴之间的距离是相等的。

圆柱体11,12和13中的每一个以及它们各自的纤维15,17和19浸入施加的磁场中以平衡材料差异和地球'S磁场,并提供适当的偏置场,以确保磁致伸缩菌株在现场强度方面是二次的。

其中一个可能的电路连接如图2所示。施加的磁场电路30经由围绕非铁磁管32包裹的线圈31向每个气缸11,12和13提供AC和DC偏置场,如图2中的圆筒11所示。管32和垫片33通常由玻璃或纸板构成。

线圈31缠绕在管32周围,足以提供对适当幅度的施加磁场的易于控制。对于汽缸12和13重复该上述结构。频率ω的发电机34提供每个电路30中的偏置场的AC部分。

每个电路30配备有相移器35和可变衰减器36,使得每个电路30可以独立地调节幅度和相位。另外,可以通过调节包含在每个电路30中的直流电源37处的电压的大小来施加静态DC磁场。

施加直流磁偏压以补偿任何物质响应差异并从地球上零'S磁场,并提供适当的偏置场,以确保磁致伸缩在现场强度方面是二次的。 AC字段用于将感兴趣的直流信号加速到方便的频率远离极低频率下的噪声效果。


图7是申请人所述的磁场梯度计的示意图'上面确定了超敏感金属检测器的复制申请



由于对于每个AC偏置场必须相同,因此图2中示出了替代电路连接。图7所示,其中仅使用一个发生器40。该电路连接的优点是只需要一个发电机被设置为频率ω。在实践中,每个偏置线圈通过AC和DC通电,该AC和DC由运算放大器求和,然后馈送到各个线圈。

在缠绕在它们各自的汽缸周围之后,光纤15,17和19连接在一起以提供如图1和2所示的必要干扰。提供5或7.耦合器62被提供以将光纤17分成第一和第二光纤分支。第一分支17a与光纤15一起馈送到耦合器61,其中激光辐射耦合到光纤20a。

第二支路17b与光纤19一起被馈送到耦合器63,其中激光辐射耦合到光纤20b。光纤20a和20b在耦合器64中耦合到光纤20c和20d,其定位成具有从其发出的激光辐射以落在检测器65和66上。

在操作中,来自激光器21的光通过耦合器23发射到三个单模纤维15,17和19中,并在通过圆柱体上的纤维穿过圆柱体上的纤维,在耦合器61和汽缸12处的汽缸11和12之间重新包装。并且在耦合器63处。耦合器62用于将光信号从光纤17分开,以允许通过耦合器61和63共享信号。

假设均匀磁场,纤维15,17和19的有效光路长度必须相等。因此,纤维15和19的长度必须相等。另外,从耦合器23到耦合器61的光纤17的有效长度必须等于从耦合器23到耦合器61的光纤15的长度。

类似地,从耦合器23到耦合器63的光纤17的有效长度必须等于从耦合器23到耦合器63的有效长度光纤19。

具有纤维15和17的上两个汽缸11和12在耦合器61上旋转的纤维15和17包括带有纤维15和17的马赫纺织干涉仪作为测量臂操作。类似地,与纤维17和19协作的圆柱体12和13在耦合器63上旋转地旋转另一个马赫纺织机干涉仪。

两个干涉仪(耦合器61和63终止)中的每一个通过标准装置在正交上保持,例如,例如由Da Jackson,R. Priest,A. Dandridge和AB TVeten,应用光学卷19,PP 2926所描述的-2929,1980年9月,通过引用并入本文。

此外,检测器65和66提供主动稳定,以便将梯度计保持在正交。通过保持正交,由于小的环境变化,梯度计不受随机相位漂移的影响,并且从耦合器64发出的干扰信号的相位被锁定。

注意,梯度计的输出可以由检测器65或66确定,并且由于梯度计保持在正交,信号不会消失。

考虑到,暂时仅占两个汽缸11和12,注意总场是拒绝的共模,当没有场变型时,耦合器61的路径长度变化,且仅当该字段之间的位置不同时汽缸11和12将存在路径长度变化。

如果最初在设置或校准期间最初实现空调,则可以检测到变化,以便补偿纤维的有效耦合到每个汽缸的磁致伸缩玻璃的小差异。沿圆柱体11和12的轴线的磁场使磁致伸缩玻璃14膨胀或收缩,从而改变固定到磁致伸缩玻璃14的纤维15和17的有效长度,因此改变了两个纤维15之间的光路长度17。

沿汽缸的轴线的磁场的增加使汽缸拉伸,从而承认磁致伸缩玻璃和附接到其上的光纤。相反,沿轴的磁场减小导致气缸收缩,从而扩展磁致伸缩玻璃和附着的光纤。

利用适当的场偏置,该路径长度变化在磁场中是二次的。

如在上述申请表中详细派生。 No.169,802通过引用并入本文,可以示出在涉及三个汽缸的两个单独渐变计的平衡条件下,通过检测器65或66测量的耦合器64通过耦合器64和63的两个输出信号的耦合产生与其成比例的耦合器64在施加的偏置频率下DC第二导数与混合频率的AC第二导数成比例。

检测器65和66可以包括耦合到频率分析仪或其他适当的信号处理电子器件的传统硅P-I-N二极管。通过额外的复合物可以进一步延伸该概念,得到第三和高阶衍生物。

多组分实施例


图8是本发明实施例的示意图,其中可以同时确定多组敏感金属检测器的多组分梯度



根据设计的原理,可以利用多个八个换能器来测量所有九个梯度分量和所有三个场分量。八个换能器71-78定位,如图4所示。 8.每个换能器71-78由偏置圆柱围绕的磁致伸缩结构组成,如先前结合图1和图2所述。 5-7。

换能器71-74在X方向上具有它们的敏感轴;换能器75-77具有沿Z轴对准的敏感轴;换能器78具有沿Y方向对准的敏感轴。

利用七个换能器71-77,可以确定九个场梯度,采用B的发散和卷曲为零:

因此,

从而确定五个独立梯度组件允许一个容易地计算剩余的四个梯度分量。此外,具有参考光纤的耦合换能器71允许确定换能器71的位置处的X场分量。为线圈76和78提供进一步的参考光纤,允许在换能器76和78的相应位置确定z和y场分量。


图9:是光学耦合装置的图解表示,其可用于互连图1中使用的换能器的一部分。 8用于超敏感的金属探测器



作为一个特定的示例,如图2所示,线圈71-74可以耦合。 9,利用耦合器81-91和激光器95.从耦合器85,87和88中提取梯度输出,并且从耦合器84中提取字段输出。例如,换能器71之间的X场分量的差异73收益率.differendent.bx / .differense.x;在换能器71和72之间产生.differendened.bx / .difference.y;在换能器71和74之间产生.differendende.bx / .differense.z。

以类似的方式,换能器75和76之间的Z字段分量的差异产生.differende.bz / .differende.z和换能器76和77之间的换能器76和77产生.difference.bz / .differential.y。 (应注意,换能器75,76和77都可以在Y方向上定向,在这种情况下,换能器75和76之间的Y场分量的差异将产生.differende.by / .differense.z换能器76和77将产生.differended.by / .differential.y。)

在实践中,为了完全测量所有五个独立梯度和三个场,可能需要使用两个独立的激光器,每个激光器支撑都表示四个干涉仪。


图10是本发明的另一个实施例,其是图1的实施例的膨胀。在图8中,用于确定超敏感金属检测器的现场的第二衍生物



可以扩展上述多组分梯度计以通过采用另外的五个换能器来测量第二衍生物。该扩展布置在图2中示出。 10用换能器标记为101-113。换能器101-108对应于图1的换能器71-78。如图8所示,具有新的换能器109-113定位。

换能器109-111与沿X轴的敏感轴线定向,换能器112和113具有沿Y轴对准的它们的敏感轴。 (应注意,替代实施例(未示出)是沿着Y轴对准换能器105-107,其中事件换能器112和113也沿Y轴对准。)第二衍生物可以从下表中获得。

______________________________________

线圈梯度

______________________________________

101,102,109。数据。2 Bx/.differential.y2

101,104,110。数据。2 Bx/.differential.z2

101,103,111。数据。2 Bx/.differential.x2

105,106,112。数据。2 Bz/.differential.z2

107,106,113。下一步。2 Bz/.differential.y2

______________________________________

符合/平衡技术

该设计还利用了一种改进的DC无效技术,其中所有换能器同时通电,从而排除与在传统系统中接通和关闭偏置线圈的滞后问题。 NULLING技术还提供了同时和明确的场和梯度测量。

在图1和2中所示的实施例中。如图5和6所示,每个偏置线圈31分别平衡,需要另一个在第一次平衡时关闭。然后要平衡第二线圈,第一个线路关闭。在此过程之后,两个线圈都打开,导致每个线圈"jolted"由于滞后而略微超出平衡。

偏置线圈不能同时偏置,因为在干涉仪输出变化中改变直流偏压,因此没有路易识地,当其中一个换能器已经被其相关联的线圈零化时。此外,可以在梯度计配置中确定归档本身。


图11示出了利用根据本发明的无效/平衡技术的发明的又一个实施例,用于超敏感金属检测器



根据该设计,优选利用新的缺位技术并且在图1中示出。该实施例分别示出了两个偏置线圈121和122,以及它们相关的换能器131和132。换能器131和132在采用耦合器135和136,激光源138,光纤140,142和检测器144,146的测量臂的测量臂构造成与图1和2中所示的类似方式。 5和7。

另外,未示出的PZT(压电换能器)可以插入每个测量臂上,以提供用于保持正交和锁定的主动反馈,如本领域所熟知的。例如,参见应用光学,同上的杰克逊等人文。

偏置线圈121和122分别连接到模拟夏季151和152,它们又连接到通过可变衰减器或放大器161-164接收信号以接收信号。馈送到每个偏置线圈121,122的信号是DC和两个不同频率的AC信号的总和。

一个频率ω用于两个线圈121和122,而线圈121具有频率ω的附加信号1, 线圈122在频率ω具有附加信号2. 由于线圈121和122共同的唯一频率是ω,因此在该频率上包含梯度信息。

换能器131的DC无效在频率ω完成1, 换能器132的独立缺乏在频率ω完成2. 此外,字段本身由Ω的信号确定1, or ω2 虽然梯度在Ω处确定。

为此目的,检测器144和146的输出被馈送到标准下游电子设备,例如信号处理器,锁定放大器和频谱分析仪。由于只有换能器131在Ω1, the ω1 可以连续监测干涉仪输出的部件,并且在ω的组件上同时磁性磁通地进行DC2 for transducer 132.

该技术提供持续调整,以保持每个换能器平衡,同时不会关闭其中任何一个。通过通过可变衰减器162和163调整公共频率的幅度来实现最终梯度平衡。

平衡条件下面正在数学上得出。

平衡条件

进口到纤维的菌株与施加到换能器的磁场的平方成比例。

在换能器131,让ho1 be the earth's field, H1 DC施加的字段,H待测量的DC场,Ho1 Cosωt施加的抖动ω和h1 cos ω1 在频率ω时施加的抖动1.

然后用于换能器131

在换能器132处,待测量的场具有H +ΔH;并且具有相应的符号

在干涉仪输出时,净相位变化与ΔL之间的差异成比例2 +ΔL1 or Δφ 全部的 .about.ΔL2 -ΔL1.

仅对涉及COSWT的术语进行平方和看起来,这是普通频率的贡献,产量:

这种差异可能被重新组合

如果H. 1 和 H2 调整这样 and if ho2 和 ho1 调整这样 然后,Ω的信号与梯度成比例。

除非线圈一次通电,否则DC调整,条件(a)不能看出公共ω组件。当每个线圈重新结中时,这导致滞后问题,以及中断测量过程。如果在ω的贡献1 和 ω2 看过,然后 所以再次调整h2 +H1, 可以满足(a)中相同的条件,但是这次明确地,并且如果需要,同时,只要一个看元件ω1 和 ω2 这是不同的频率。

该调整可以随时完成,而无需中断测量过程。此外,LIF的DC场H显示为Ω的残余信号1 and/or ω2. 零点和平衡梯度计首先为ω的幅度选择一些合理的值1 和 ω2 (for example, h1 .congruent.h2) 以便刺激梅尔格拉斯,但不会将其推出其二次区域。

然后,只需要最小化Ω的贡献1 by adjusting H1, 并最大限度地减少ω的贡献2 by adjusting H2 为了为此目的,通过两个换能器131和132中的每一个所经历的DC场。为此目的,在频率ω处的干涉仪输出信号中只在干涉仪输出信号处独立地看起来1 和 ω2 .

通过调整H来执行剩余的平衡步骤o2 和 ho1 满足条件(b)参数h12 和 ho1 调整以最小化公共频率ω的干扰输出信号。然后,该技术在ω处提供梯度信号,ω处的场信号1 or ω2, 并且即使在测量期间,该过程也不断表现。

在调整公共频率ω的幅度时(例如,H.o1 和 ho2) 为了达到平衡,在公共频率ω处的干涉仪的最小信号输出相当广泛,使得难以确定最小值。为了锐化最小值,已经发现有利于将螺线管线圈(没有换能器)放置在线圈121和122之间的中心,并以小频率ω激发该中心线圈 T。 为此目的,中心线圈170示于图2中。 11.

线圈170以频率ω驱动t 通过衰减器172.线圈170与线圈121和122对齐。在线圈121和122上印刷的交流梯度现在将在边带ω处。+ - 。ω T。 Typically, ωt 与大约10kHz的公共频率ω相比,可以大约20-200Hz。

在下面描述的更常规情况下,ωt 被选择为小关于所有公共频率,以便锐化最小,并在幅度导致的区域中的每个线圈平衡"residual"信号很小。使用ω. T, 通过调整公共频率幅度,例如H,来执行最终平衡步骤。o1 和 ho2, 在查看一个边带频率ω的同时最小化干扰信号。+ - 。ω T。

所指出的是,如果线圈170位于线圈121和122之间的中值平面中的任何位置,即使现在存在小梯度的可能性,仍然可以使用上述过程 T。 然而,这种梯度没有兴趣并且对DC缺点没有影响。

频率复用多组分实施例

在该设计的又一个实施例中,上述阐述的无效技术可以应用于多组分光纤磁力计,例如图1所示。 9并通过减少耦合器,接头,检测器等的数量来大大简化光学复杂性的效果。该实施例可以称为设计的频率多路复用多组分实施例,因为在单个干涉仪中采用多个频率以测量多组分的字段。


图12示出了图1的无效/平衡技术。 11应用于超敏感金属检测器的本发明的多组分实施例



设计的该实施例在图2中示出。 12,并且被认为包括在马赫纺织干涉仪200的一个臂中的换能器201和在另一臂中的换能器202-204。换能器201-204通过光纤连接到激光器238,并且干涉仪输出通过耦合器240进料到检测器244和246。

应注意,换能器201-204可以在与图1的换能器71-74的位置相同的位置处物理定位。而实际上,图8的实施例包括:图12表示图12的干涉仪的替代和简化实施例。 9。

在图1中使用的电偏置电路。图12是图12的偏置技术的偏置电路的适应。因此,电路包括用于各个换能器201-204的偏置线圈301-304和用于每个换​​能器201-204的模拟夏季210和212A-212C。夏季210具有可变直流输入,还有四个交流输入,即频率ω1 线圈301独占和频率ω1,2, ω1,3, 和 ω1,4 相对于各个线圈对301-302共同; 301-303和301-304。

夏季212A具有可变直流输入和两个交流输入,即频率ω2 FORMULUS到线圈302和频率ω1,2 线圈对301-302共同。夏季212B具有DC输入和AC频率Ω的AC输入3, 独占线圈303,频率ω1,3 线圈301和303共同。

夏季212C具有DC输入和频率ω的AC输入4, FORMULUS到线圈304和频率ω1,4 线圈301和304共同。夏季210和212A-212C的每个AC输入通过可变衰减器310馈送。检测器244,246的输出被馈送到串联连接的信号处理器,锁定放大器和频谱分析仪(不是所示的)并提供与图1中相同的四个输出。 9,即,

Bx (from coil 301 at ω1),

.differense.b.x /.differentient.y(来自线圈301,302以Ω1,2)

.differense.b.x /.differendent.x(来自线圈301,303以Ω1,3) and

.differense.b.x /.zfifferendent.z(来自线圈301,304,Ω1,4).

注意到频率ω1, ω2, ω3 和 ω4 以及公共频率ω1,2, ω1,3, 和 ω1,4, 适当地选择,以便在下游频率分析器能够容易地区别。

为了进一步锐化平衡条件,还可以采用中心线圈,例如图1中的线圈170。 11,位于每个换能器之间的中间平面,并以频率ω激励 T。 这种线圈在图271-273中示出。因此,在换能器上印象深刻的交流梯度将位于Ω的边带处 T, 即,公共频率。+ - 。Ω T。


图13:类似于图13。 12但是说明了用于超敏感金属探测器的八个磁传感器的无效/平衡技术



也可以应用根据设计的无效技术,以包括图1中所示的全八个换能器布置。图8具有大大简化的光学布局,如图8所示。 13;例如,通过扩展图1的实施例的可比布置,简化了可相当的布置。 9为八个换能器。

在图中。如图13所示,换能器201-208对应于图13,与图13的换能器71-78类似地定位。如图8所示,每个换能器201-208具有相关的偏置线圈301-308。利用底漆的数字来表示与图1中的类似组件。 12,例如,夏季238,在这种情况下,干涉仪的上臂有三个夏天210'a-210'C和下臂有夏天212'a-212'e用DC和AC输入如图所示。

在图1的布置中。如图13所示,与图13相同的五个独立梯度和三个场部件。 8用以下线圈。

______________________________________

线圈(S)频率场/梯度

______________________________________

301 ω1 Bx

308 ω8 By

306 ω6 Bz

301,303Ω 1,3 .differential.bx / .differential。x

301,302Ω 1,2 .differential.Bx /.differential.y

301,304Ω 1,4 .differential.Bx /.differential.z

305,306Ω 5,6 .differential.Bz /.differential.z

306,307Ω 6,7 .differential.Bz /.differential.y

______________________________________

缺点和平衡步骤的完成与上面关于图1和图2的说明相同。图8和11.对于图8的八个换能器71-78。 8,小频率ωt 对于边带,可以通过将两个线圈定位在由八个换能器定义的立方体的中心。

其中之一"central"线圈沿X轴定向,而另一个沿Z轴定向。为了缓解平衡,这些中央线圈可以以稍微不同的频率通电,例如,通过5-20Hz分离。或者,一个单一的"central"如果沿X和Z方向朝向立方体的中心,线圈可以在立方体的中心中使用。


图14示出了与图1类似的本发明的实施例。 10但是显示了用于超敏感金属探测器的磁换能器的替代布置




图15示出了图15的实施例的扩展。在图13中,其中根据本发明的无效/平衡技术应用于用于超敏感金属检测器的十三磁换能器



在一些情况下,除了野外组分及其五个独立的第一衍生物之外,还有利的是检测第二衍生物的一个或多个组分。在这种情况下,需要附加的换能器和第二干涉仪,如图2所示。图14和图14。为简单起见,仅图1和2中示出了线圈301-313。如图14和15所示,据了解,这些线圈以与图1的线圈301-308类似的方式连接在电路中。 13.下表提供了第二个衍生产出。

______________________________________

线圈频率场/渐变

______________________________________

301 ω1 Bx

308 ω8 By

306 ω6 Bz

301,303Ω 1,3 .differential.Bx /.differential.x

301,302Ω 1,2 .differential.Bx /.differential.y

301,304Ω 1,4 .differential.Bx /.differential.z

305,306Ω 5,6 .differential.Bz /.differential.z

306,307Ω 6,7 .differential.Bz /.differential.y

301,302,309Ω1,2 .differential.2 Bx /.drifferender ..2

301,304,310Ω1,4 .differential.2 Bx /.differential..sub .z.2

301,303,311Ω1,3 .differential.2 Bx /.differender..sub .x.2

305,306,312Ω5,6 .differential.2 Bz /.differential..sub .z.2

307,306,313Ω6,7 .differential.2 Bz /.drifferender ..2

______________________________________

目前设计的优点是无数。它将通过同时测量多组分梯度以及现场本身来找到一种能够在物体阵列中确定铁磁物体的位置的小型效用。

额外的优点是易于校准。此外,缺点技术允许直流偏置线圈同时彼此独立地进行实时平衡,并且允许大量简化的多频,多组分实施例的光学耦合。

因此,尽管已经相对于其特定实施例描述了设计,但是根据上述教导,本领域技术人员将很有限,并且其许多变化和修改将显而易见。因此,应当理解,在所附权利要求的范围内,可以以其他方式实施设计而实践。


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