автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Устройства контроля параметров и генерирования локальных геомагнитных возмущений в задачах моделирования и обнаружения магнитопатогенных зон

На правах рукописи

УСТРОЙСТВА КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ И ГЕНЕРИРОВАНИЯ ЛОКАЛЬНЫХ ГЕОМАГНИТНЫХ ВОЗМУЩЕНИЙ В ЗАДАЧАХ МОДЕЛИРОВАНИЯ И ОБНАРУЖЕНИЯ МАГНИТОПАТОГЕННЫХ ЗОН

Специальность

05.11.13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 1 ОКТ 2019

Ижевск 2010

004611135

Работа выполнена на кафедре «Приборы и методы контроля качества» ГОУ ВПО «Ижевский государственный технический университет» (ИжГТУ)

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Ломаев Гелий Васильевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Куликов Виктор Александрович доктор технических наук, профессор Чувыкин Борис Викторович

Ведущая организация:

Московский государственный университет приборостроения и информатики

Защита состоится «19» октября 2010 г. в 16-00 часов на заседании диссертационного совета ДМ 004.013.02 при Институте прикладной механики УрО РАН по адресу: 426067, г. Ижевск, ул. Т. Барамзиной, 34-

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью, просим направить по адресу: 426067, г. Ижевск, ул. Т. Барамзиной, 34.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института прикладной механики УрО РАН; http://www.udman.ru/

Автореферат разослан «15 » С ен1Я&рЯ 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного со! доктор технических наук, профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Геомагнитное поле - один из постоянно действующих факторов природной среды. Все живое на планете Земля испытывает на себе действие геомагнитного поля в течение всего жизненного цикла, причем многие ученые сходятся во мнении, что геомагнитное поле является одним из факторов эволюции. Существует естественный геомагнитный фон, включающий в себя постоянную составляющую порядка 50 мкТл и вариации в виде медленно меняющихся составляющих в пределах 50-И 00 нТл.

На естественный геомагнитный фон оказывают существенные возмущающие воздействия корпускулярные излучения, связанные с активными непериодическими явлениями на Солнце - вспышками и протуберанцами. Такие геомагнитные возмущения, называемые магнитными бурями, достигают значений 500 нТл и более и действуют от нескольких часов до нескольких суток.

Известно, что во время магнитных бурь нарушаются плавные течения биоритмов, что оказывает негативное влияние на здоровье людей, их жизнедеятельность, а зачастую приводит к резкому ухудшению состояния пациентов вплоть до летальных исходов.

К геомагнитным возмущениям относятся не только медленно меняющиеся естественные вариации, включая магнитные бури, но также статические и динамические возмущения техногенного происхождения, образующие магнитопатогенные локальные зоны в производственных и жилых помещениях.

Врачи, исследующие причины заболеваний людей в России и за рубежом, отмечают повышенный риск (более 10 раз) длительного пребывания организма человека в условиях воздействия магнитных полей промышленной частоты 50 Гц в быту и на производстве интенсивностью более 0,2 мкТл. Согласно нормативному документу СанПиН 2.2.4.1191-03 «Электромагнитные поля в производственных условиях», предельно-допустимые уровни (ПДУ) составляют от 100 до 2000 мкТл, а для жилых помещений - 10 мкТл. Зарубежные строительные компании и фирмы-изготовители технических средств руководствуются нормами стандарта ISO 2001, где ПДУ не превышает 0,16 мкТл. Причем наиболее опасной средой являются зоны квазистационарных и вращающихся магнитных полей (ВМП).

По данным академика Ю.В. Готовского и доктора медицинских наук А.Д. Белкина воздействие ВМП на человека биологически более опасно, чем действие установившихся значений однофазных магнитных полей (МП) промышленной частоты.

Контроль параметров квазистационарных и вращающихся МП представляет особый интерес в плане обеспечения электромагнитной безопасности жилых и производственных помещений. Исследование квазистационарных и вращающихся МП имеет наиважнейшее значение в решении экологических проблем, обусловленных техногенным воздействием на биосферу в целом и на состояние здоровья и жизнедеятельность человека - в частности. Решение подобного рода задач, как правило, осуществляется магнитометрической аппаратурой (ММА).

Известные работы ученых и специалистов (Ю.В. Афанасьева, В.Н. Бинги, Рябова Ю.Г., Н.В.Студенцова, Любимова В.В., В.Н. Хорева, H.H. Семенова, Г.В. Ломаева, В.Г. Гусева, В.Н. Пономарева, Ю.Г. Астраханцева, А.Л. Бучаенко, Г.Р. Броуна, Ю.Н. Кочемасова и др.) дают объективное представление о классическом, традиционном построении магнитометрической аппаратуры.

Анализ известных работ и разработок в области магнитометрии показывает, что именно данному направлению - исследованиям локальных геомагнитных возмущений, включая квазистационарные и вращающиеся МП, уделено недостаточное внимание.

Кроме того, недостаточное развитие в ракурсе рассматриваемых вопросов имеют исследования поведения биологических объектов в зоне действия квазистационарных и вращающихся МП, отсутствует аппаратура, позволяющая в исследовательских целях создавать физические модели локальных геомагнитных возмущений и проводить анализ их воздействий.

Поэтому, в плане дальнейшего развития магнитометрии, разработка и исследование устройств, предназначенных для контроля параметров, а также и систем генерирования квазистационарных и вращающихся МП, представляется весьма перспективными.

Разработка и создание подобной аппаратуры предоставит эффективный инструментарий соответствующим специалистам в области медицины, биологии, экологической безопасности и профзаболеваний в проведении комплексных исследований и систематизированного анализа, а также позволит выполнять компетентные экспертные оценки о степени влияний геомагнитных возмущений.

В связи с этим научно обоснованная разработка совокупности технических решений, которые бы осуществляли генерирование, управление и контроль параметров локальных геомагнитных возмущений, является важным при экспериментальных исследованиях и настройке магнитометрической аппаратуры, а также при проведении медико-биологических исследований, и представляет собой актуальную научно-техническую задачу, имеющую большое „значение с точки зрения сохранения здоровья и обеспечения экологической безопасности человека.

Цель работы. Разработка научно обоснованных технических решений в области создания устройств контроля параметров, и генерирования локальных геомагнитных возмущений с расширенными функциональными возможностями. Для реализации данной цели бьии сформулированы и решены следующие задачи.

1. Формирование требований к магнитометрической аппаратуре для контроля параметров геомагнитных возмущений, а также требований к системам генерирования квазистационарных и вращающихся магнитных полей.

2. Разработка математических моделей трехкомпонентных феррозондовых магнитометров (ТФМ), анализ погрешностей измерений и определение их доминирующих составляющих.

3. Разработка многофункциональных устройств генерирования квазистационарных и вращающихся МП с аналоговыми и дискретными режимами управления, а также магнитометрической аппаратуры с феррозондовыми датчиками, обеспечивающей контроль параметров постоянных, квазистационарных и вращающихся МП с реализацией функции выделения переменных составляющих.

4. Разработка универсального стенда для исследования характеристик магнитометрической аппаратуры и физического моделирования локальных геомагнитных возмущений, включая квазистационарные и вращающиеся МП, а также выполнение комплекса экспериментальных исследований и внедрение результатов работы.

Объектом исследования являются геомагнитные возмущения в ограниченных пространствах, включая гипогеомагнитные, квазистационарные и вращающиеся магнитные поля.

Предметом исследования являются математические модели и инструментальные погрешности трехкомпонентных феррозондовых магнитометров и многофункциональные системы генерирования квазистационарных и вращающихся магнитных полей.

Методы исследования. В работе для достижения цели и решения поставленных задач применялись методы теоретических и экспериментальных исследований.

При разработке математических моделей трехкомпонентного феррозондового магнитометра были использованы общая теория пространственной ориентации твердых тел, в частности - вееторно-матричный математический аппарат.

Для подтверждения адекватности математических моделей трехкомпонентного феррозондового магнитометра при определенных допущениях использовался метод вычислительного эксперимента.

Для выполнения вычислительных экспериментов и графической интерпретации результатов использованы пакеты прикладных программ: Turbo Pascal 7, Microsoft Excel 2003.

При проведении экспериментальных исследований использовались общая теория погрешностей, базирующаяся на методах дифференциальных вычислений, а также методы статистической обработки результатов измерений.

Достоверность и обоснованность полученных в работе результатов и выводов подтверждена комплексным анализом математических моделей и теоретическими исследованиями инструментальных погрешностей трехкомпонентного феррозондового магнитометра, а также результатами проведенных вычислительных экспериментов и моделирования на ЭВМ, результатами экспериментальных исследований с использованием аттестованных средств измерений. Научная новизна.

• Разработаны математические модели трехкомпонентного феррозондового магнитометра, из которых следуют как частные решения известные модели, при этом установлено, что для обеспечения повышенной точности измерения необходимо учитывать малые угловые параметры отклонения осей чувствительности феррозондов от осей ортонормированного базиса корпуса трехкомпонентного феррозондового магнитометра.

• На основе анализа моделей трехкомпонентного феррозондового магнитометра показано, что для определения модуля полного вектора индукции контролируемого поля достаточно измеренных трех его ортогональных проекций, а для определения углов вариаций вектора индукции в горизонтальной и вертикальной плоскостях дополнительно необходимы численные значения углов пространственного положения корпуса трехкомпонентного феррозондового магнитометра по отношению к гравитационному полю Земли.

• Установлено, что к доминирующим относятся инструментальные погрешности, распределение которых по диапазонам изменения углов пространственной

ориентации трехкомпонентного феррозондового магнитометра носит гармонический характер.

• При разработке и создании устройств генерирования квазистационарных и вращающихся МП установлено, что и при аналоговых и при дискретных режимах управления индукторами формирование определенных годографов результирующего вектора на плоскости или в пространстве осуществляется путем программного регулирования токов в катушках.

Практическую ценность имеют:

• математические модели трехкомпонентного феррозондового. магнитометра, учитывающие комплекс малых угловых параметров отклонения осей чувствительности феррозондов от осей ортонормированного базиса корпуса, составляющие фундаментальную основу программно-алгоритмического обеспечения магнитометрической аппаратуры при обработке результатов измерений;

• совокупность технических решений в области построения систем генерирования квазистационарных и вращающихся МП с аналоговыми и дискретными режимами программного управления;

• универсальный стенд, осуществляющий физическое моделирование локальных геомагнитных возмущений, включая квазистационарные и вращающиеся МП. На защиту выносятся: *'

1. математические модели трехкомпонентного феррозондового магнитометра, учитывающие комплекс малых угловых параметров отклонения осей чувствительности феррозондов от осей ортонормированного базиса корпуса, и результаты анализа инструментальных погрешностей;

2. совокупность технических решений в области построения устройств генерирования квазистационарных и вращающихся МП с аналоговыми и дискретными режимами программного управления для квадратурных и трехфазных компоновок контурных катушек;

3. магнитометрическая аппаратура с феррозондовыми датчиками, обеспечивающая контроль параметров постоянных, квазистационарных и вращающихся МП с реализацией функции выделения переменных составляющих;

4. универсальный стенд для исследований характеристик магнитометрической аппаратуры и физического моделирования локальных геомагнитных возмущений, а также результаты экспериментальных исследований.

Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы внедрены в учебный процесс ГОУ ВПО ИжГТУ, а именно в лабораторном практикуме, курсовом и дипломном проектировании на кафедре «Приборы и методы контроля качества», а также в ГУП Центр метрологических исследований «Урал-Гео».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались: на научной конференции «Информационные технологии в нефтегазовом сервисе» в 2006 г. (г. Уфа); на научной конференции «Новая техника и технологии для геофизических исследований скважин» в 2007г. (г. Уфа); на Всероссийской молодежной научной конференции «Мавлютовские чтения» в 2007 г. (г. Уфа); XLVII Международной научной студенческой конференции «Студент и научно-технический прогресс» в 2009 г. (г. Новосибирск); XV Международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых «Современные техника и технологии СТТ-2009» в 2009 г. (г. Томск);

Всероссийской научно-технической конференции студентов и аспирантов «Измерение, контроль и диагностика» в 2010 г. (г. Ижевск); Международной научной конференции «Инновационные технологии в управлении, образовании, промышленности», АСТИНТЕХ-2010 в 2010 г. (г. Астрахань); III Российском Форуме «Российским инновациям - Российский капитал» в 2010 г. (г. Ижевск); на научной конференции «Информационные технологии в нефтегазовом сервисе» в 2010 г. (г. Уфа).

Публикации. По результатам исследований опубликовано 19 печатных работ, в том числе 2 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, 11 статей в сборниках научных трудов и 6 публикаций в материалах конференций и сборниках тезисов .докладов.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 114 наименований, и приложения. Основная часть диссертации изложена на 186 страницах машинописного текста, содержит 62 рисунка и 7 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение. Сформулированы цели и задачи диссертации, ее актуальность, обоснованы применяемые методы исследования, раскрыты научная новизна и практическая ценность, приведены основные научные положения, выносимые на защиту. • '

Первая глава. Обоснована актуальность контроля параметров геомагнитных возмущений.

Рассмотрены предельно допустимые уровни естественных и техногенных вариации геомагнитного поля, на основе которых сформированы требования, предъявляемые к магнитометрической аппаратуре для контроля параметров геомагнитных возмущений, а также требования к системам генерирования квазистационарных и вращающихся магнитных полей.

Рассмотрены методы контроля параметров магнитных величин, основанные на различных физических эффектах и явлениях.

В результате сопоставительного анализа установлено, что применение феррозондовых датчиков в решении задач контроля параметров квазистационарных и вращающихся МП является наиболее приемлемым, обоснованным и перспективным.

Осуществлена постановка задач исследований.

Вторая глава. Рассмотрены вопросы математического моделирования трехкомпонентного феррозондового магнитометра, базирующегося на общей теории пространственной ориентации твердых тел, рассмотрены источники и выполнен анализ погрешностей измерения.

Модуль полного (результирующего) вектора измеряемой величины определяется как геометрическая сумма его ортогональных проекций:

f=fx + fy+f,; = = (T+AT) = ]jprf+ATl]2. (1)

где AT - погрешность определения модуля величины полного вектора Т, 7](,.w) - измеряемые компоненты, ДГ( - погрешности измерения компонент 7)(l.w). В

соответствии с общей теорией погрешности и теоремой о полном дифференциале функции получено: ,

дг= ¿ 1—^ + w+7;A7;]= (2) 5Г' J J Z(T,y

V'(w)

= cosa-AT;+cos^-A7;+cosr-A7;; |ДГ| <3|Д7;|или lim| ДГ|3| ДГ* |.

Выявлены наиболее существенные погрешности АТК, ^, к которым

относятся - основные систематические, обусловленные нелинейностью статических характеристик феррозондов, дополнительные температурные и инструментальные, связанные с отклонением осей чувствительности феррозондовых датчиков от соответствующих осей прямоугольной системы координат (базиса, связанного с корпусом трехкомпонентного феррозондового магнитометра). Показано, что доминирующее влияние на точностные показатели трехкомпонентного феррозондового магнитометра оказывают инструментальные погрешности.

Для обеспечения повышенных метрологических показателей трехкомпонентного феррозондового магнитометра необходимо «привести» оси чувствительности феррозондов к прямоугольным осям базиса корпуса, уменьшив тем самым (либо сведя к .„нулю в идеальном случае) инструментальные погрешности магнитометрической аппаратуры (рисунок 1). При этом наиболее целесообразно применение метода алгоритмической коррекции результатов измерений.

Задачи пространственной ориентации сводятся к линейным преобразованиям • базисов, а задача моделирования трехкомпонентного феррозондового магнитометра - к установлению аналитических зависимостей измеряемых проекций с углами поворотов базисов.

Рисунок 1 - Расположение феррозондов в базисе И^ОХУг) корпуса трехкомпонентного феррозондового магнитометра На основе обзора и сравнительного анализа известных классических методов преобразования координат показано, что наиболее удобным и целесообразным является применение векторно-матричного математического аппарата.

Базовое векторное матричное уравнение (ВМУ) для вертикально ориентированного трехкомпонентного феррозондового магнитометра имеет вид:

т = л т =

1 «1 л«(«> ЯО

Т со$ а соэ и — 7" Б!!! а СОв V Т БШ и

Базовые математические модели трехкомпонентного

феррозондового магнитометра определяются следующим

образом:

V м

(3)

Рисунок 2 - Основной базис ^(ОХоУ,,^), образованный неколлинеарными

векторами # и Н »

где а и и - углы поворота вектора Г в горизонтальной и вертикальной плоскостях (рисунок 2).

При пространственных вариациях корпус трехкомпонентного феррозондового магнитометра отклоняется от вертикали на угол в и осуществляет поворот вокруг своей продольной оси на угол <р. Тогда ВМУ будет иметь

следующий вид: Тя} = ; Атв{у)Ат9(г)Тк3 = Аа(г)ТК0. (4)

Решениями данного ВМУ являются система скалярных трансцендентных уравнений и базовые математические модели трехкомпонентного феррозондового магнитометра для произвольной пространственной ориентации: 4 СО50СО5р-1у1 сов08тр+

а=агс!

,'и=ага

СоЭД, йОЩ>-1>г 51П0

Бтр+^з со эр)3+[со^3 соэр-^з $тр)+1а

.(5)

=Гсоз(2г+а-0)соа; соз0=Г5иш

При неортогональной ориентации осей чувствительности феррозондов ВМУ (4) и система скалярных уравнений (5) с учетом малых угловых параметров 8, р! и рк примут вид:

Тц: = 4вг(лг)4г)оЛз

собЯ-^ БШ^ ' = Чз соэД зтД соэД собД БШД

Система уравнений (6) в совокупности с выражениями определяемых параметров а, и и |Г| (5) представляют собой математические модели трехкомпонентного феррозондового магнитометра, из которых следуют как частные решения при условии 5 = /?у = 0к = 0 известные базовые модели.

Анализ погрешностей А а, До и Д Т определения искомых величин (5) показывает, что распределение инструментальных погрешностей трехкомпонентного феррозондового магнитометра по диапазонам изменения углов пространственной ориентации носит гармонический характер. При этом установлено, что предельные значения погрешностей определяются следующим образом:

( I—:--

н<

1

СОБ

4

Ж-)2 ; |А71< I 1(Л/,.)2 .

Полученные математические модели, адекватность которых подтверждена методом вычислительного эксперимента, составляют фундаментальную базу алгоритмической обработки результатов в магнитометрической аппаратуре с феррозондовыми преобразователями.

Структура' алгоритма вычислительного эксперимента представлена на рисунке 3.

Рисунок 3 — Структура алгоритма вычислительного эксперимента

Третья глава. В данной главе рассматриваются вопросы разработки и создания систем генерирования квазистационарных (квантованных по уровню) и вращающихся МП с аналоговым и дискретным управлением, а также вопросы создания универсального лабораторного стенда и экспериментального исследования распределения силовых магнитных линий в локальной области при различной пространственной ориентации токовых катушек.

Рассмотрены системы генерирования опорных магнитных полей, такие как: система колец Гельмгольца, система колец Максвелла, система типа Баркера, система типа Браунбека. Сопоставительный анализ контурных токовых систем применительно к рассматриваемым задачам исследования высокоточной феррозондовой магнитометрической аппаратуры позволил сделать вывод о целесообразности выбора системы колец Гельмгольца, как наиболее простой и наиболее приемлемый способ решения поставленных задач и в наибольшей степени удовлетворяющей предъявляемым требованиям.

Для исследования статических характеристик феррозондов был разработан программно-управляемый стенд, структура и внешний вид которого приведены на рисунке 4.

нкг

<Ц.

АЦП * МК

- Дисплей

КГ

ИОН

Ч

мк

й 1-2)2

ПЭВМ (н0\111&\К)

1__ 1 ¡Ш§®1 Ш »7 мн Шту л р яё тщ гай

1Ш ВЭМ2 Щ

Рисунок 4 - Структура и внешний вид программно-управляемого стенда исследования статических характеристик феррозондовых преобразователей

Процесс равномерного квантования, который имеет место в предложенной системе, описывается уравнением 'кв(0 = Ж'/) • 9' К' ), где ¡„(О - равномерно квантованный ток в катушках Гельмгольца, N(1^ - число квантов, -

единичная функция, - квант.

Если величина модуля погрешности превышает априорно установленное значение, то принимается решение либо о дополнительной настройке и регулировке измерительного канала, либо о выполнении процедуры линеаризации, которая осуществляется с применением метода кусочно-линейной аппроксимации или метода разложения погрешности в ряд Фурье с последующей алгоритмической коррекцией статической характеристики.

Генерирование вращающихся магнитных полей осуществляется индукторами и базируется на компоновке контурными катушками, ориентированными в пространстве определенным образом при непременном условии изменений токов в катушках в соответствии с заданными алгоритмами управления. Вращение результирующего вектора индукции (или напряженности) осуществляется либо в плоскости, либо в пространстве. При этом годограф, описываемый концом вектора, представляется замкнутой линией на плоскости или сложной пространственно распределенной линией.

Было предложено и реализовано устройство генерирования ВМП с табличной формой записи функций синуса и косинуса в ППЗУ микроконтроллера, позволяющее управлять двумя парами колец Гельмгольца, ориентированных в пространстве взаимно перпендикулярно (рисунок 5).

Рисунок 5 - Структура двухфазного индуктора ВМП с квадратурными катушками и внешний вид блока управления

Напряженности магнитных полей, создаваемых в системе катушек Гельмгольца, представляются как:

Н= г'

■ ш =

" КГ1

([/„•Ява**)-1Гя

Я,

г -Ж

КГ 2 " КГ 2

(и^с ■ Со^ а)!) • IVю

генерирования

(7)

ВМП с

(Дш+О

Также бьша разработана двухфазная система дискретным управлением квадратурными катушками.

Другим вариантом построения систем генерирования ВМП является трехфазная система катушек с дискретным управлением.

При этом реализованы два алгоритма функционирования системы. Первый предполагает поочередное включение катушек и состоит из трех тактов. Второй -одновременное (попарное) включение катушек (6-тактный цикл работы, рисунок 66).

Была предложена структура трехфазного индуктора ВМП (рисунок 6а), в которой реализована смена направления на противоположное векторов напряженности магнитного поля, наводимых каждой из катушек (режим реверса, рисунок 6в).

л1ллгишлг1

УК2В

I11

УК1С

Щ Щ

йс.

УК2С

Л

УК2А-

УК1А

пс, .

'Л;

£

Ча

№

а)

I I I

I ! [ 1 I И I I I

I I /К I

и. I I I гр I \ I I' / 11

. . "ГТ 11111

Рисунок 6 - Структура, временные и векторные диаграммы работы трехфазного индуктора ВМП

ПН1 +12В/+5В

ПН2 +5В/-5В

Разработанные и созданные устройства и системы генерирования позволяют по сути выполнять физическое моделирование локальных геомагнитных возмущений с программно управляемыми параметрами и обладают расширенными функциональными возможностями. При этом алгоритмы управления индукторами обеспечивают генерирование квазистационарных и вращающихся МП в широких диапазонах частот - от единиц герц до десятков килогерц, и в широких диапазонах амплитуд - от единиц нанотесла до сотен микротесла. Кроме того, путем программного управления токами в катушках обеспечиваются заданные алгоритмы формирования требуемого гадографа результирующего вектора напряженности на плоскости или в пространстве и при аналоговых и при дискретных режимах, причем при дискретном управлении возможна реализация как однонаправленных вращений вектора, так и колебательных законов смены его положения (с реверсивным направлением вращения) в реальном времени.

Был разработан и создан универсальный лабораторный стенд, позволяющей выполнять монтаж систем контурных катушек, регулирования их пространственной взаимной ориентации, а также проводить экспериментальные исследования характеристик феррозондовых датчиков в генерируемых магнитных полях. Внешний вид стенда показан на рисунке 4.

Стенд позволяет осуществлять компоновку индуктора МП в виде традиционных двух катушек Гельмгольца, в виде двух пар квадратурных контурных катушек и в виде трехкомпонентного индуктора, в котором три контурные катушки монтируются на плоскости столешницы и ориентируются относительно друг друга под 120 град. Первый вариант компоновки стенда является универсальным и обеспечивает проведение комплекса исследований в различных режимах взаимных ориентации двух контурных катушек, а именно:

• при вариации расстояний между катушками;

• при расположении катушек под углом друг к другу;

• при плоско параллельном смещении катушек относительно друг друга;

• при различных комбинациях указанных выше манипуляций.

Были проведены исследования статических характеристик феррозондового магнитометра на линейность. При этом катушки Гельмшльца устанавливались на расстоянии, равном половине длины ребра, и ориентировались параллельно друг другу. Исследуемый феррозондовый датчик фиксировался в геометрическом центре данной системы, так чтобы его ось чувствительности была ориентирована по оси симметрии катушек Гельмгольца. Далее, изменяя ток в катушках, снимались выходные напряжения с феррозондового датчика.

Полученный график представлен на рисунке 7. Нелинейность статической характеристики феррозондового датчика в данном случае составляет 0,5 %. После аналитической коррекции - не более 0,15 %.

Был проведен комплекс экспериментальных исследований распределения силовых линий магнитного поля при различных взаимных пространственных положениях катушек Гельмгольца по оси 00'. График отклонений индукции от постоянных значений в локальной зоне при разных токах в катушках при увеличенном расстоянии между катушками, превышающем рекомендуемое расстояние на 60 мм и при длине ребра катушки 400 мм, представлен на рисунке 8а, а при осевом разбалансе в 10° - на рисунке 86. При этом показано, что для данных условий отклонение величины индукции по длине локальной области (от 200 мм до 400 мм по абсциссе х) составляет 4-5 %. .

Рисунок 7 - Статическая характеристика феррозондового датчика и график

погрешности

а)

X. НИ

О 40 Ю 1м1ю 200 !40гв0;3г0 3в0 400 440 4мв2ви0

Мал* 0,1 о,ов о,«

0^2

Л/

х, т

б)

а <о и «о 1и 2» но Щ ио м» «о «о «о «в 5»

Рисунок 8 - Пример распределения индукции по оси 00' в локальной зоне пары катушек Гельмгольца Был также проведен пробный эксперимент по проращиванию семян пшеницы, в результате которых выявлено, что в условиях воздействия В МП, в отличие от

стационарного геомагнитного поля, наблюдалось увеличение интенсивности роста в 3-5 раз. При этом увеличилась скорость роста не только ростков, но и корней (рисунок 9).

■ вмп □ гмп

1-4

9-12 13-16 17-20 21-24 25-28 длина ростков, мм

Рисунок 9 - Результаты пробного эксперимента по проращиванию семян пшеницы во вращающемся магнитном поле Четвертая глава. В данной главе рассматриваются вопросы построения и создания магнитометрических устройств с феррозондовыми датчиками, приводятся варианты компоновки измерительных преобразователей трехкомпонентных магнитометров, осуществляется синтез магнитометрических систем, основанных на феррозондах.

Распространенная в последние годы схема феррозондовой магнитометрической аппаратуры представляет собой структуру из трех феррозондов, которые ориентируются по трем взаимно перпендикулярным осям. Варианты компоновочных схем трехкомпонентных феррозондовых магнитометров

Рисунок 10 - Варианты компоновки первичных преобразователей в трехкомпонентном феррозондовом магнитометре Тот или иной вариант компоновки трехкомпонентных магнитометров выбирается в зависимости от конкретных предъявляемых требований к аппаратуре, включая назначение, условия эксплуатации, требуемые технические характеристики, основными из которых, безусловно, являются метрологические характеристики и в первую очередь - точностные показатели.

Одним из существенных проблемных аспектов при построении высокоточной феррозондовой магнитометрической аппаратуры, является нормирование характеристик и нормализация параметров каждого из феррозондов, к которым относятся: возможные отклонения статической характеристики от линейной функции, разброс коэффициентов передачи измерительных каналов (разный Наклон статических характеристик феррозондов), а также отклонение осей чувствительности феррозондов от осей ортонормированного базиса корпуса магнитометрической аппаратуры.

Разработано и создано устройство контроля угловых вариаций горизонтальной составляющей геомагнитного поляУКВГ-1 (рисунок 11). Таблица 1 - Основные технические характеристики УКВГ-1

Диапазон измерения А/м ±0,5

Основная погрешность, не более град ±0,1

Чувствительность В/А/м 10

Нелинейность статической % 0,2

характеристики, не более

Дополнительная %/°С 0,015

температурная погрешность, не более

Выходное сопротивление кОм 10

Напряжение питания В 13±5

Ток потребления, при Шит = 13В, не более мА 50

Габаритные размеры мм 25x50x150

Рисунок 11 - Внешний вид УКВГ-1

Данное устройство представляет собой однокомпонентный модуль с аналоговым выходом.

Также была разработана структура трехкомпонентного феррозондового детектора переменного магнитного поля (рисунок 12), который позволяет определить постоянную составляющую внешнего магнитного поля, а также на ряду с ней осуществлять детектирование и переменной составляющей напряженности магнитного поля, наложенной на постоянное, причем основными элементами предлагаемой структуры являются обычные дифференцирующие цепи.

ГФМ

Рисунок 12 - Структура феррозондового детектора переменного

магнитного поля

Создан макет трехкомпонентного феррозондового магнитометра, внешний вид и основные технические характеристики которого представлены на рисунке 13 и в таблице 2.

Рисунок 13 - Внешний вид трехкомпонентного феррозондового магнитометра

Таблица 2 - Основные технические характеристики трехкомпонентного феррозондового магнитометра___

Диапазон измерения: для вариаций естественного геомагнитного фона; для геомагнитных возмущений естественного происхождения; для техногенных возмущений. нТл ±200 ±1000 ±5000

Чувствительность мВ/нТл 0,05

Основная погрешность измерений: модуля; угловых вариаций % град ±0,5 ±0,2

Нелинейность статической характеристики, не более % 0,15

Напряжение питания В 5

Ток потребления, при Шит = 5В, не более мА 50

Габаритные размеры (диаметр х длина) мм 36x120

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенные исследования позволили сформулировать следующие основные результаты и выводы.

1. На основе анализа предельно допустимых уровней естественных и техногенных низкочастотных вариаций геомагнитного поля сформулированы требования, предъявляемые к магнитометрической аппаратуре для контроля параметров локальных геомагнитных возмущений, а также требования к системам генерирования квазистационарных и вращающихся магнитных полей.

2. На основе анализа известных работ установлено, что перспективным направлением в развитии магнитометрической аппаратуры является применение феррозондовых измерительных преобразователей. Выявлено, что наиболее существенными погрешностями трехкомпонентного феррозондового магнитометра являются систематические, связанные с отклонением реальной статической характеристики феррозондового канала преобразования информационного сигнала от номинальной (линейной), дополнительные температурные, а также

инструментальные погрешности, относящиеся к доминирующим, связанные с отклонением осей чувствительности феррозондовых датчиков от соответствующих осей прямоугольной системы координат (базиса, связанного с корпусом трехкомпонентного феррозондового магнитометра).

3. Получены математические модели трехкомпонентного феррозондового магнитометра, в которой учтены малые угловые параметры отклонения осей чувствительности феррозондов от осей оргонормированного базиса корпуса, на основе анализа которой показано, что для определения модуля полного вектора индукции контролируемого поля достаточно измеренных сигналов с трехкомпонентного феррозондового магнитометра, а для определения углов его вариаций в горизонтальной и вертикальной плоскостях необходим гравичувствительный преобразователь наклона и поворота. При этом установлено, что распределение инструментальных погрешностей трехкомпонентного феррозондового магнитометра по диапазонам изменения углов пространственной ориентации корпуса носит гармонический характер, а их предельные значения определяются следующим образом:

4. Разработаны устройства с" феррозондовыми датчиками с расширенными функциональными возможностями, обеспечивающие контроль параметров

его вариациям в горизонтальной и вертикальной плоскостях (по углам а и и). При этом установлено, что основная погрешность устройства контроля угловых вариаций горизонтальной составляющей геомагнитного поля (УКВГ-1) не превышает ±0,2° в диапазоне горизонтальных вариаций ±5°. Разработан трехкомпонентный феррозондовый магнитометр постоянных, квазистационарных и вращающихся магнитных полей с реализацией функции выделения переменных составляющих с основной погрешность ±0,5% в диапазоне ±5000 нТл.

5. Разработана совокупность технических решений в области построения систем генерирования квазистационарных и вращающихся МП с аналоговыми и дискретными режимами программного управления для квадратурных и трехфазных компоновок контурных катушек, при этом показано, что формирование определенных годографов результирующего вектора на плоскости или в пространстве осуществляется путем программного регулирования токов в катушках.

6. Разработан и создан универсальный лабораторный стенд, позволяющий выполнять монтаж систем контурных катушек и регулирование их пространственной взаимной ориентации, проводить экспериментальные исследования по изучению силовых линий индуцируемых магнитных полей в локальной области внутри катушек, а также исследовать характеристики трехкомпонентного феррозондового магнитометра.

7. Проведены пробные эксперименты по проращиванию семян пшеницы, в результате которых выявлено, что в условиях воздействия вращающегося магнитного поля, в отличие от стационарного геомагнитного поля, наблюдалось

увеличение интенсивности роста в 3-5 раз при правостороннем вращении и угнетение при левостороннем.

В приложении представлены акты о внедрении и практическом использовании результатов исследований, текст программы вычислительного эксперимента.

ПУБЛИКАЦИИ АВТОРА ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

В изданиях, рекомендованных ВАК

1. Миловзоров А.Г., Ломаев Г.В., Шапошников A.M. О построении феррозондовой магнитометрической аппаратуры // Вестник ИжГТУ. 2009. № 4. С. 122-125.

2. Миловзоров А.Г., Шапошников А.М., Жиляев Ю.П., Миловзоров Г.В. Программно-управляемые системы генерирования вращающихся магнитных полей // Вестник УГАТУ. 2010. Т. 14. № 1(36). С. 56-61.

В других изданиях

3. Миловзоров А.Г., Ломаев Г.В. Вращающееся магнитное поле - современная биотехническая проблема II Электромехника, электротехнические комплексы и системы.,Уфа: Изд-во УГАТУ, 2006. С. 231-234.

4. Миловзоров А.Г., Дьячков A.C. Скважинная инклинометрическая система с непрерывной регистрацией и кабельным каналом связи ИМНК-36 // Информационные технологии в нефтегазовом сервисе / сб. тез. докл. научн. конф. Уфа: ГУП НИИБЖД РБ, 2006. С. 128-129.

5. Миловзоров А.Г., Ломаев Г.В. Об экспериментальных исследованиях статических характеристик феррозондовых преобразователей // Новая техника и технологии для геофизических исследований скважин / тез. докл. Уфа : Изд-во ОАО НПФ «Геофизика», 2007. С. 146-147.

6. Миловзоров А.Г. Автоматизированная система генерирования и управления параметрами опорного магнитного поля в кольцах Гельмгольца // Электроника, автоматика и измерительная техника / межвуз. сб. научн. тр. Уфа: Изд-во УГАТУ 2007. С. 70-73.

7. Миловзоров А.Г., Дьячков A.C., Федорова В.А. Малогабаритная инклинометрическая система // Мавлютовские чтения / тез. докл. Уфа : Изд-во УГАТУ, 2007. С. 62.

8. Миловзоров А.Г. Миловзоров Г.В., Дьячков A.C., Федорова В.А. Малогабаритная инклинометрическая система с феррозондовыми и акселерометрическими преобразователями // Каротажник / научн.-технич. вестник. Тверь: Изд-во «АИС», 2008, Вып. 2(167). С. 40-42.

9. Миловзоров А.Г., Шапошников A.M. Дискретно-управляемая система генерирования вращающегося магнитного поля // Электронные устройства и системы / межвуз. сб. научн. тр. Уфа: Изд-во УГАТУ, 2008. С.79-84.

10. Миловзоров А.Г., Шапошников A.M. Трехфазный индуктор вращающегося магнитного поля с дискретно-релейными режимами управления // Электромеханика, электротехнические комплексы и системы / межвуз. сб. научн. тр. Уфа: Изд-во УГАТУ, 2008. С268-271.

11. Миловзоров А.Г. Контроль линейности статических характеристик феррозондовых датчиков в опорных магнитных полях // Измерение, контроль, информатизация / сб. научн. тр. Барнаул : Изд-во АлтГТУ, 2009. С72-75.

12. Миловзоров А.Г. Универсальный программно-управляемый сгенд-индукгор вращающихся магнитных полей // Студент и научно-технический прогресс. Новосибирск.: Изд-во НГУ, 2009. С. 114.

13. Миловзоров А.Г. Особенности построения магнитометрической аппаратуры с феррозондовыми датчиками // Современные техника и технологии. Томск : Изд-во ТПУ, 2009. С. 192-193.

14. Миловзоров А.Г., Шапошников A.M. Измерение параметров магнитных датчиков инклинометров с помощью системы пар колец Гельмгольца // Электроника, автоматика и измерительные системы / межвуз. научн. сб. Уфа: Изд-во УГАТУ, 2009. С. 50-55.

15. Миловзоров А.Г., Логинова Т.М. Варианты построения градиентометрических преобразователей с феррозондовыми датчиками // Электроника, автоматика и измерительные системы / межвуз. научн. сб. Уфа: Изд-во УГАТУ, 2009. С. 136-139.

16. Миловзоров А.Г,, Шапошников A.M., Жиляев Ю.П. Программно-аппаратная система генерации вращающихся магнитных полей и контроля их параметров на базе системы пар колец Гельмгольца // Измерение, контроль, информатизация. Барнаул : Изд-во АлтГТУ, 2009. С. 72-75.

17. Миловзоров А.Г., Якимов М.В., Огороднякова М.А. Исследование воздействия вращающегося магнитного поля на прорастание семян злаковых культур // Измерение, контроль и диагностика. Ижевск : Изд-во ИжГТУ, 2010. С. 202-206.

18. Миловзоров А.Г., Морозова Е.С. Структура трехкомпонентного феррозондового детектора модуля напряженности переменного магнитного поля // Электронные устройства и системы / межвуз. сб. научн. тр. Уфа : Изд-во УГАТУ, 2010. С. 113-116.

19. Миловзоров А.Г., Морозова Е.С. Устройство контроля параметров постоянных и переменных магнитных полей //, Инновационные технологии в управлении, образовании, промышленности «АСТИНТЕХ - 2010» / материалы междунар. научн. конф. Астрахань: Изд-во АИСИ, 2010. С. 10-12.

Подписано в печать « 6 » сентября 2010г. Формат 60x48/16.

Бумага офсетная. Усл. п. л. 1,2. Тираж 100 экз. Отпечатано в ИжГТУ. 426069, г. Ижевск, ул. Студенческая, 7

СИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. ВОЗМУЩЕНИЯ ГЕОМАГНИТНОГО ПОЛЯ И ОБЗОР РАБОТ В ОБЛАСТИ ПОСТРОЕНИЯ МАГНИТОМЕТРИЧЕСКОЙ АППАРАТУРЫ1.

1.1. Геомагнитные возмущения.

1.1.1. Естественные геомагнитные возмущения.

1.1.2. Техногенные (искусственные) геомагнитные возмущения.

1.2. Влияние геомагнитных возмущений на*биосферу.

1.3. Актуальность контроля параметров геомагнитных возмущений и создания систем их генерирования.

1.3.1. Требования, предъявляемые к магнитометрической аппаратуре.

1.3.2. Требования, предъявляемые к устройствам .генерирования, квазистационарных и вращающихся магнитных полей.30'

1.4'. Классификация измерительных преобразователей магнитометрической аппаратуры по существенным признакам.

1.5. Обзор и критический анализ работ в области построения магнитометрической аппаратуры.

1.5:1. Гальваномагнитные измерительные преобразователи.

1.5.2. Ядерно-прецессионные (протонные) и квантовые магнитометры.

1.5.3. СКВИД-магнитометр.

1.5.4. Феррозондовые магнитометрические преобразователи.

1.6. Сравнительный анализ датчиков контроля параметров магнитного поля.

1.7. Постановка задач исследований.

Результаты и выводы.

ГЛАВА II. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ТРЕХКОМПОНЕНТНОГО ФЕРРОЗОНДОВОГО МАГНИТОМЕТРА.

2.1. Базовая»математическая модель и анализ источников погрешностей трехкомпонентного феррозондового магнитометра.

2.2. Сравнительный анализ математических методов в теории пространственной ориентации твердых тел.

2.3. Разработка математических моделей трехкомпонентного феррозондового магнитометра.

2.4. Математическое и методическое обеспечение калибровки-трехкомпонентного феррозондового-магнитометра.

2.5. Разработка методики и алгоритмов проведения вычислительного эксперимента.962.6. Анализ инструментальных погрешностей трехкомпонентного феррозондового магнитометра.

Результаты и выводы.

ГЛАВА III. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМ' ГЕНЕРИРОВАНИЯ КВАЗИСТАЦИОНАРНЫХ И ВРАЩАЮЩИХСЯ

МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ.

3.1. Обзор и анализ систем генерирования опорных магнитных полей.

3.2*. Программно управляемая система генерирования опорных магнитных полей на основе пары,колец Рельмгольца.

3.3'. Автоматизированная система,генерирования вращающихся магнитных полей на основе квадратурных и трехфазных индукторов.

3.4. Дискретно управляемые системы генерирования ВМП.

3.5. Универсальный лабораторный стенд.

Результаты и выводы.

ГЛАВА IV. СТРУКТУРНОЕ ПОСТРОЕНИЕ МАГНИТОМЕТРИЧЕСКОЙ

АППАРАТУРЫ С ФЕРРОЗОНДОВЫМИ ДАТЧИКАМИ.

4.1. Варианты компоновки трехкомпонентных магнитометров.

4.2. Структура аналогового канала выделения и преобразования информационного сигнала феррозондового датчика дифференциального типа.

4.3. Феррозондовый детектор модуля напряженности переменного магнитного поля.

4.4. Малогабаритная инклинометрическая система с феррозондовыми преобразователями.

4.5. Варианты построения градиентометрических преобразователей с феррозондовыми датчиками.

Результаты и выводы.

Актуальность. Геомагнитное поле — один* из постоянно действующих факторов природной среды. Все живое на планете Земля испытывает на себе действие геомагнитного поля в течение всего жизненного цикла, причем многие ученые сходятся во мнении, что геомагнитное поле является одним из факторов эволюции. Существует естественный геомагнитный фон, включающий в себя постоянную составляющую порядка 50 мкТл и вариации-в виде медленно меняющихся составляющих в пределах 50—100 нТл.

На естественный геомагнитный фон оказывают существенные возмущающие воздействия корпускулярные излучения, связанные с активными непериодическими^ явлениями на Солнце - вспышками" и протуберанцами. Такие геомагнитные возмущения, называемые магнитными I бурями, достигают значений 500'нТл и более и действуют от нескольких часов до нескольких суток.

Известно, что во время магнитных бурь нарушаются^ плавные течения биоритмов, что оказывает негативное влияние на здоровье людей, их жизнедеятельность, а зачастую > приводит к резкому ухудшению состояния пациентов вплоть до летальных исходов.

К геомагнитным возмущениям относятся не только' медленно меняющиеся естественные вариации, включая магнитные бури, но также статические и динамические возмущения техногенного происхождения, образующие магнитопатогенные локальные зоны в производственных и жилых помещениях.

Врачи, исследующие причины заболеваний людей в России и за рубежом, отмечают повышенный риск (более 10 раз) длительного пребывания организма человека в условиях воздействия магнитных полей промышленной частоты 50 Гц в быту и на производстве интенсивностью более 0,2 мкТл. Согласно нормативному документу СанПиН 2.2.4.1191-03

Электромагнитные поля вг производственных условиях», предельно-допустимые уровни, (ПДУ) составляют от 100 до 2000 мкТл, а для жилых помещений - 10 мкТл. Зарубежные: строительные компании и фирмы-изготовители технических средств руководствуются нормами стандарта 180 2001, где ПДУ не превышает 0,16 мкТл. Причем наиболее; опасной средош являются зоны квазистационарных и вращающихся; магнитных полей (ВМП).

По данным академика 10.В. Готовского и доктора медицинских наук А.Д. Белкина воздействие ВМП на человека биологически более опасно, чем действие установившихся значений однофазных магнитных полей? (МП) промышленной частоты.;

Контроль параметров- квазистационарных и вращающихся МП представляет особый! интерес* в? планет обеспечения; электромагнитной безопасности жилых и производственных: помещений: Исследование квазистационарных и вращающихся МП имеет, наиважнейшее- значение в решении экологических проблем, обусловленных техногенным; воздействием; на биосферу в целом и на состояние здоровьям жизнедеятельность, человека - в; частности. Решение подобного рода задач- как правило, осуществляется* ; магнитометрической аппаратурой (ММА).

Известные работы ученых и специалистов (Ю.В. Афанасьева, ВЖ Бингщ Рябова Ю^.^КВ^туденцова, Любимова В®-, ВШК Хорева; Н-НС Семенова, Г.В> Ломаева, В.Г. Гусева, В.Н. Пономарева, Ю.Г. Астраханцева, А.Л. Бучаенко, Г.Р. Броуна, Ю.Н. Кочемасова и др.) дают объективное представление о классическом, традиционном построении магнитометрической аппаратуры.

Анализ известных работ и разработок в области магнитометрии показывает, что именно данному направлению - исследованиям локальных геомагнитных возмущений, включая квазистационарные и вращающиеся МП, уделено недостаточное внимание.

Кроме того, недостаточное развитие в ракурсе рассматриваемых вопросов имеют исследования' поведения, биологических объектов в? зоне действия квазистационарных и вращающихся МП, отсутствует аппаратура, позволяющая^ в исследовательских целях создавать физические: модели; локальных геомагнитных возмущений и проводить анализ их воздействий.

Поэтому, в плане дальнейшего развития магнитометрии, разработка и-; исследование устройств, предназначенных для контроля, параметров; а также и систем генерирования? квазистационарных и вращающихся МП, представляется весьма-перспективными.

Разработка и создание: подобной» аппаратуры предоставит эффективный инструментарий соответствующим; специалистам в области? медицины, биологии; экологической безопасности и профзаболеваний в проведении комплексных: исследований« и: систематизированного? анализа; а также позволит выполнять, компетентные; экспертные; оценки- о степени, влияний геомагнитных возмущений.

В связи? с этим;. научно обоснованная! разработка совокупности технических-; решений; которые* бы* осуществляли «генерирование,. управление; и контроль, параметров локальных: геомагнитных возмущений^ является? важным при экспериментальных, исследованиях № настройке: магнитометрической? аппаратуры, а также при: проведении? медико-биологических исследований; и представляет собой актуальную- научно-техническую задачу, имеющую большое значение с точки зрения-сохранения? здоров ья и обеспечения экологической безопасности человека.,

Цель работы. Разработка научно обоснованных технических1, решений в области создания устройств контроля параметров и генерирования локальных геомагнитных возмущений с расширенными функциональными возможностями.

Для реализации данной: цели были сформулированы и решены следующие задачи.

• Формирование требований к магнитометрической аппаратуре для контроля параметров геомагнитных возмущений, а также требований к системам генерирования квазистационарных и вращающихся магнитных полей.

• Разработка математических моделей трехкомпонентных феррозондовых магнитометров (ТФМ), анализ погрешностей измерений и определение их доминирующих составляющих.

• Разработка многофункциональных* устройств генерирования квазистационарных и вращающихся МИ с аналоговыми и дискретными режимами управления, а также магнитометрической аппаратуры с феррозондовыми датчиками, обеспечивающей контроль параметров постоянных, квазистационарных и вращающихся МП с реализацией функции выделения переменных составляющих.

• Разработка универсального стенда для исследования характеристик магнитометрической аппаратуры и физического моделирования локальных геомагнитных возмущений, включая квазистационарные и вращающиеся МП, а также выполнение комплекса экспериментальных исследований и внедрение результатов работы.

Объектом исследования являются геомагнитные возмущения в ограниченных пространствах, включая гипогеомагнитные, квазистационарные и вращающиеся магнитные поля.

Предметом исследования являются математические модели и инструментальные погрешности трехкомпонентных феррозондовых магнитометров и многофункциональные системы генерирования квазистационарных и вращающихся магнитных полей.

Методы исследования. В работе для достижения цели № решения поставленных задач применялись методы. теоретических и экспериментальных исследований.

При разработке математических моделей трехкомпонентного феррозондового магнитометра были использованы общая теория пространственной ориентации твердых тел, в частности - векторно-матричный математический аппарат.

Для подтверждения адекватности^ математических моделей-трехкомпонентного феррозондового магнитометра при определенных допущениях использовался метод вычислительного эксперимента.

Для выполнения вычислительных экспериментов и графической интерпретации результатов использованы пакеты прикладных программ: Turbo Pascal 7, Microsoft Excel 2003.

При проведении' экспериментальных исследований' использовались общая теория» погрешностей, базирующаяся на методах дифференциальных вычислений,, а также методы статистической обработки результатов измерений.

Достоверность и обоснованность полученных в работе результатов и выводов подтверждена комплексным анализом5 математических моделей- и< теоретическими исследованиями инструментальных погрешностей трехкомпонентного феррозондового магнитометра, а также результатами проведенных вычислительных экспериментов и моделирования на ЭВМ, результатами экспериментальных исследований с использованием аттестованных средств измерений.

Научная новизна.

• Разработаны математические модели трехкомпонентного феррозондового магнитометра, из которых следуют как частные решения известные модели, при этом установлено, что для обеспечения повышенной точности измерения необходимо учитывать малые угловые параметры отклонения осей чувствительности феррозондов от осей ортонормированного базиса корпуса трехкомпонентного феррозондового магнитометра.

На основе анализа моделей трехкомпонентного феррозондового магнитометра показано, что для определения модуля полного вектора индукции контролируемого поля' достаточно измеренных трех его ортогональных проекций, а для» определения углов вариаций вектора индукции в« горизонтальной и вертикальной плоскостях дополнительно, необходимы численные значения углов пространственного положения корпуса трехкомпонентного феррозондового магнитометра по отношению к гравитационному полю Земли.

Установлено, что к доминирующим относятся инструментальные погрешности, распределение которых по диапазонам изменения углов пространственной ориентации трехкомпонентного феррозондового магнитометра носит гармонический характер.

При» разработке и создании устройств1 генерирования квазистационарных и вращающихся« МП установлено, что и при аналоговых и при дискретных режимах управления индукторами формирование определенных годографов результирующего вектора на плоскости или в пространстве осуществляется путем программного регулирования токов в катушках.

Практическую ценность имеют: математические модели трехкомпонентного феррозондового магнитометра, учитывающие комплекс малых угловых параметров отклонения осей чувствительности феррозондов от осей ортонормированного базиса корпуса, составляющие фундаментальную основу программно-алгоритмического обеспечения магнитометрической аппаратуры при обработке результатов измерений;

• совокупность технических решений в области построения систем генерирования квазистационарных и вращающихся МП с аналоговыми и дискретными режимами программного управления;

• универсальный- стенд, осуществляющий физическое моделирование локальных геомагнитных возмущений, включая квазистационарные и вращающиеся МП.

На защиту выносятся:

1. математические модели трехкомпонентного феррозондового магнитометра,, учитывающие комплекс малых угловых параметров отклонения осей чувствительности феррозондов от осейортонормированного базиса корпуса;, и результаты анализа инструментальных погрешностей;

2. совокупность технических решений в области построения* устройств , генерирования квазистационарных и вращающихся МП с аналоговыми* и дискретными режимами программного, управления1 для квадратурных и,. трехфазных компоновок контурных катушек;

3. магнитометрическая аппаратура с феррозонд овыми датчиками, обеспечивающая- контроль параметров постоянных, квазистационарных и вращающихся МП с реализацией функции выделения переменных составляющих;

4. универсальный стенд для- исследований- характеристик магнитометрической аппаратуры и физического моделирования локальных геомагнитных возмущений, а также результаты экспериментальных исследований.

Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы внедрены в учебный процесс ГОУ ВПО ИжГТУ, а именно в лабораторном практикуме, курсовом и дипломном проектировании на кафедре «Приборы и методы контроля качества», а также в ГУЛ Центр метрологических исследований «Урал - Гео».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались: на научной конференции «Информационные технологии в нефтегазовом сервисе» в 2006 г. (г. Уфа); на научной конференции «Новая техника и технологии для геофизических исследований скважин» в 2007г. (г. Уфа); на Всероссийской молодежной научной конференции «Мавлютовские чтения» в 2007 г. (г. Уфа); ХЬУП Международной научной студенческой конференции «Студент и научно-технический прогресс» в 2009 г. (г. Новосибирск); XV Международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых «Современные техника и технологии СТТ-2009» в 2009 г. (г. Томск); Всероссийской научно-технической конференции студентов и аспирантов «Измерение, контроль и диагностика» в 2010 г. (г. Ижевск); Международной научной конференции «Инновационные технологии в управлении, образовании, промышленности», АСТИНТЕХ-2010 в 2010 т. (г. Астрахань); III Российском Форуме «Российским инновациям - Российский капитал» в 2010 г. (г. Ижевск); на научной конференции «Информационные технологии в нефтегазовом сервисе» в 2010 г. (г. Уфа).

Публикации. По результатам исследований опубликовано 19 печатных работ, в том числе 2 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, 11 статей в сборниках научных трудов и 6 публикаций в материалах конференций и сборниках тезисов докладов.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 114

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенные исследования позволили сформулировать следующие основные результаты и выводы.

1. На основе анализа предельно допустимых уровней естественных и техногенных низкочастотных вариаций геомагнитного поля, сформулированы, требования,, предъявляемые к магнитометрической« аппаратуре: для?, контроля, параметров локальных геомагнитных возмущений; а также требования? к системам; генерирования* квазистационарных: и вращающихся магнитных полей.

2. На основе: анализа известных работ установлено;, что перспективным; направлением« в развитии/ магнитометрической аппаратуры; является» применение феррозондовых измерительных преобразователей^ Выявлено,-что наиболее существенными« погрешностями! трехкомпонентного феррозондового магнитометра являются систематические, связанные с отклонением« реальной статической характеристики феррозондового канала преобразования« информационного сигнала от номинальной- (линейной); дополнительные температурные; а. также инструментальные: погрешности^ относящиеся к доминирующим, связанные с отклонением осей чувствительности феррозондовых датчиков; от соответствующих осей прямоугольной системы координат (базиса;, связанного с корпусом: трехкомпонентного феррозондового магнитометра);

3. Получены математические модели трехкомпонентного феррозондового магнитометра, в которой учтены малые угловые параметры отклонения:осей чувствительности феррозондов от осей ортонормированного базиса корпуса, на основе анализа которой показано, что для определения модуля полного вектора индукции контролируемого поля достаточно измеренных сигналов с трехкомпонентного феррозондового магнитометра, а для определения углов его вариаций в горизонтальной и вертикальной плоскостях необходим экспериментальные исследования по изучению силовых линий индуцируемых магнитных полей в локальной области внутри катушек, а также исследовать характеристики трехкомпонентного феррозондового магнитометра.

7. Проведены пробные эксперименты по проращиванию семян пшеницы, в результате которых выявлено, что в условиях воздействия вращающегося магнитного поля, в отличие от стационарного геомагнитного поля, наблюдалось увеличение интенсивности роста в 3-5 раз при правостороннем вращении и угнетение при левостороннем.

1. Авторское свидетельство №1148986 Би, МКИ 4 Е 21 В 47 / 02. Автономная система для измерения параметров траектории скважины в процессе бурения / Г. Н. Ковшов, Р. И. Алимбеков и др.-№ 3577279 / 2203; Заявлено И. 04. 83; Опубл. 07. 04. 85, БИ № 13.

2. Авторское свидетельство №1160018 811, МКИ 4 Б 21 В 47 / 02. Автономная система для измерения параметров траектории, скважин / Г. Н. Ковшов, Р. И. Алимбеков и др.-№ 3629762 / 22-03; Заявлено 05. 08. 83; Опубл. 07. 06. 85, БИ № 21.

3. Авторское свидетельство №1184930' 811, МКИ 4 Е 21 В, 47 / 02. Азимутальный датчик инклинометра / Е. Н. Ковшов, Ю. Н1 Кочемасов, А. В. Баранов. -№ 3729840 / 22-03; Заявлено 18. 04. 84; Опубл. 15: 10. 85 ,БИ№ 38.

4. Авторское свидетельство №1388551 ви, МКИ 4 Е 21 В'47 / 02. Способ определения азимута / Г. Н. Ковшов, И. Б. Андреев.-№ 3693514/2203; Заявлено 24. 07. 85; Опубл. 15. 04. 88, БИ № 14.

5. Авторское свидетельство №1437811. Цифровой, феррозондовый магнитометр- / Штеренгарц Е.М., Загурский А.С., Пустовалов Н.Д. -опубл. в Б .И: 1986, №42

6. Авторское свидетельство №1537800 БИ, МКИ 5 Е 21 В 47 / 02. Феррозондовый датчик азимута / Г. Н. Ковшов, Ю. Н. Кочемасов, И. Ф. Бабенко.-№ 4418425 / 23-03; Заявлено 21. 03. 88; Опубл. 23. 01. 90, БИ № 3.

7. Авторское свидетельство №1579990 8и, МКИ 5 Е 21 В 47 / 02. Феррозондовый преобразователь угла наклона скважины / Г. Н. Ковшов, Ю. Н. Кочемасов, И. Ф. Бабенко. -№ 4486551 / 23-03; Заявлено 26. 09. 88; Опубл. 23. 07. 90, БИ № 27.

8. Авторское свидетельство №1763644 SU, МКИ 5 Б 21 В 47 / 02. Преобразователь азимута инклинометра / Н. П. Рогатых, JI. А. Куклина.-№ 4868904 / 03; Заявлено 25. 09. 90; Опубл. 23. 091 92, БИ № 35.

9. Авторское свидетельство №2018645 RU, МКИ 5 Е 21 В 47 / 02. Датчик азимута для инклинометра / Н. П. Рогатых, JI. А. Куклина.-№ 4884254 / 03; Заявлено 21. 11. 90; Опубл. 30. 08. 94, БИ № 16.

10. Авторское свидетельство №2018646 RU, МКИ 5 Е 21 В 47 / 02. Датчик магнитного • азимута / Н. П. Рогатых, JI. А. Куклина.-№< 4896245 / 03; Заявлено 25. 12. 90; Опубл. 30. 08. 94, БИ № 16.

11. Авторское свидетельство №250072 СССР, МКл. Е 21 В 47 / 02. Гравимагнитный инклинометр / Ю. В. Афанасьев, JI: И! Чебан.-№ 1022342 / 26-25; Заявлено 10.08. 65; Опубл. 12. 08. 69, БИ. № 26.

12. Авторское свидетельство, №604977 СССР, МКл.2 Е 21 В 47 / 022. Устройство для определения кривизны скважины и направления отклонителя / Г. Н. Ковшов, А. Б. 'Кильдибеков.-№ 2045912 / 22-03; Заявлено 16. 07. 74; Опубл. 30. 04. 78, БИ № 16.

13. Авторское свидетельство №721783. Феррозондовый магнитометр / Андреев В.И., Чувыкин Б.В., Шахов Э.К., Шляндин В.М. опубл. в Б.И. 1980, №10

14. Авторское свидетельство №725051. Феррозондовый магнитометр / Цысецкий И.А., Мальцев B.JI., Мазур И.Ф. опубл. в Б.И. 1980, №12

15. Авторское свидетельство №742837. Феррозондовый магнитометр / Кузнецов И.А., Петров H.H.- опубл. в Б.И. 1980, №23

16. Авторское свидетельство №789927. Феррозондовый магнитометр /Бабаев P.C., Голованов В.В., Сметанин А.Г., Шамурин Б.А.- опубл. в Б.И. 1980, №47

17. Авторское свидетельство №789933. Феррозондовый магнитометр / Бобровников Л.З., Воскобойников Л.И., Попов В.А. опубл. в Б.И. 1980, №47

18. Афанасьев Ю. В. К оценке угловых погрешностей трехкомпонентного магнитометра // Геофизическая аппаратура.- 1984.-вып. 79.-С. 13-19.

19. Афанасьев Ю. В. О погрешностях трехкомпонентного магнитометра // Геофизическая аппаратура.-1968.-вып. 38.-С. 15-25.

20. Афанасьев Ю. В. Состояние и перспективы развития феррозондовой магнитометрии //Геофизическая аппаратура.-1977.-вып. 60.-С. 17-35.

21. Афанасьев Ю. В. Феррозонды.-Л., Энергия.- 1969.т 168 с.

22. Афанасьев Ю1 В., Горобей. В. Н. Шумы феррозондов и- магнитных усилителей // Измерения, контроль, автоматизация.-!981.-№ 4 (38): -С. 31-53.

23. Афанасьев Ю. В., Бушу ев Л1 Я. Трехкомпонентный феррозонд // Приборы и системы управления.-1978.-№ 1.-С. 29-31.

24. Афанасьев Ю. В., Кадинская Л. Г. Высокочастотные пленочные феррозонды и перспективы их использования // Труды метрологических институтов СеСР.-Л!, Энергия.-1972.-вып. 140 ( 200).

25. Афанасьев Ю. В., Люлик В. П. Трехкомпонентный феррозондовый магнитометр // Геофизическая аппаратура.-1968.-вып. 36.-С. 34-44.

26. Афанасьев Ю. В., Студенцов Н. В., Щелкин А. П. Магнитометрические преобразователи, приборы и установки.-Л., Энергия.-1972.-272 с.

27. Афанасьев Ю.В. Феррозондовые приборы. Л.: Энергоатомиздат, 1986. 123 с.

28. Белкин А.Д. Влияние вращающихся и переменных электрических полей промышленной частоты на плодовитость, выживаемость и состояние внутренних органов беспородных белых мышей// Гиг. и санит.- 1995.- N4.- С. 28 32.

29. Бутьева И.В., Швейнова Т.Г., Девятова G.G. // Климат и здоровье человека: Тр. междунар. симпоз. ВМО/ВОЗ/ЮНЕП; Т.2. — Л.: Гидрометеоиздат, 1988:— С. 55—59.

30. Введенский B.JL, Ожогин В.И. Сверхчувствительная магнитометрия и биомагнетизм Mi: Наука, 1978.-218с.

31. Владимирский Б.М., Темурьянц H.A., Мартынюк В:С: Космическая погода ишаша жизнь.-Фрязино:Век-2,,2004. .

32. Воздействие, электромагнитных«; полей! 50 Гц на показатели вариантативности сердечного ритма персонала энергообъектов / Н:Н. Русин, J1.M. Фатхудинова // Медицина труда и промышленная экология. -2001.-№11.-С. 5-9.

33. Гигиеническая оценка условий труда персонала* экранированных помещений / В.П; Плеханов, Г.Н. Тимохова /Медицина труда и промышленная экология. 2001. - №10. С 21-23.

34. Гичев Ю.П. Влияние электромагнитных полей на здоровье человека: аналитический обзор / Ю.П. Гичев, Ю.ТО. Гичев // СО РАН. ГПНТБ (Серия "Экология"! Вьш: 52): Новосибирск, 1991.- 9Ге.

35. Готовский5Ю;В:, ДемскиШВШ. Информационная основа патологических состояний // Тез.докл.Ш Международной конференции "Теоретические и клинические аспекты применения* биорезонансной ш мультирезонансной терапии", М.,1997/-С.387-395.

36. Грачев H.H. Мырова JI.O. Защита человека от опасных излучений. -Бином. Лаборатория знаний. -2005.- 317 с.

37. Григорян Н.Ф. Особенности клинического течения нестабильной стенокардии при повышении геомагнитной активности Земли: Автореф. дис. канд. мед. наук. — Ереван, 1999. — 20 с.

38. Гурьев И. С. Адаптивные магнитометрические системы-, контроля пространственного положения.-JL, Энергоатомиздат, Ленинградское отделение.-1985>.-96 с.

39. Дьячков A.G., Миловзоров А.Г. Миловзоров Г.В., Федорова В.А. Малогабаритная инклинометрическая система с феррозондовыми, и-акселерометрическими преобразователями // «Каротажник», научно-технический вестник, выпуск 2 (167). Тверь, 2008: С. 40-42.

40. Джексон Р.Г. Новейшие датчики: 2-е издание, доп. Москва: Техносфера, 2008. 400с.

41. ДКМ Венчурные проекты. Конструкция портативного магнитометра, основанная на новом принципе измерения- магнитного поля, http: //vproj ects .ru/rus/technology/offer/002-010.html

42. Дорошко, Т. H. Влияние метеофакторов на возникновение пароксизмов, мерцательной аритмии у больных хронической ишемической болезнью сердца Текст.: 14.00.06 кардиология : автореф. дис. канд. мед. наук / Т. Н. Дорошко. - Мн., 2004.-21 с.

43. Ефремов В. Ф., Люлик В. П: Методы компенсации аппаратурной погрешности дифференциального феррозондового магнитометра // Геофизическая аппаратура.-1970.-вып. 43.-С. 26-34.

44. Зайцев О. Ф. Метод компенсации с использованием вращающегося магнитного поля// Геофизическая аппаратура.-1984.-вып. 81.-С.18-24.

45. Зацепин H.H. К вопросу измерения неоднородного пли постоянного магнитного поля и его градиента. Приборостроение, 1962, № 5.

46. Измерительные преобразователи для АСУ ТП-бурение на основе тонких ферромагнитных пленок / Г. Н: Ковшов, F. В. Миловзоров и др. . // Информационно-измерительные системы ИИС-83. : Тезисы докл. IY Всесоюзн. конф.-Куйбышев.-1983.-С. 75.

47. Калиевый: магнитометр-градиентометр GSMP-30. URL: http://www.geoget.com/node/137

48. Карнаух В. К. Космические циклы и социальные: ритмы: концепция; А. JI. Чижевского //Деятели русской: науки XIX—XX. веков; Вып. II,СПб:, 2001; С. 122-137.

49. Князев: Ю. А., Культин С.В., Попадьева А. В. Трехкомпонентные магнитометры // Приборы и системы управления.-1990.-№ 10.-С.24-25.

50. Кобус А., Тушинский Я. Датчики Холла и магниторезонаторы: Mi: Энергия, 1971

51. Ковшов Г. Н. К теории погрешностей инклиномегрических устройств // Элементы информационно-измерительных устройств. : Научн. труды БФАН СССР.-1976.-С. 82-85.

52. Ковшов Г. Н. О применении стержневых феррозондовых преобразователей в инклинометрах // Труды УАИ.-1975.вып. 85.-С. 81 -88.1.■

53. Ковшов Г. Н., Молчанов A.A. Датчик азимута скважины // Геофизическая аппаратура.-1977.-вып. 60.-С. 169-172.

54. Кочемасов Ю.Н., Колегаев Ю.Б. Сравнительный анализ характеристик датчиков магнитного поля //Датчики и системы №4 2001. С. 30-34.

55. Кринчик Г.С. Физика магнитных явлений- М.: Издательство Московского университета 1985. 203с.

56. Лазарович В.Г. Влияние электромагнитных полей на обмен веществ в организме. Львов: Вищашк., 1978. - 113 с.

57. Левашов Ю. Murata: магниточувствительные датчики // Компоненты и технологии. 2004. №1, С. 20-22.

58. Ломаев Г.В., Васильев М.Ю., Коногорова Д.В. Трехкомпонентный портативный магнитометр на основе феррозондов на бистабильных элементах из аморфного микросплава// Дефектоскопия, 2001 №3. С. 3841.

59. Меерович Э.А., Андреевская Л.' И. Групповая работа датчиков Холла. Электричество, 1970, № 4.

60. Мейзда Ф. Электронные измерительные приборы и методы измерений-М.: мир 2003.-58с.

61. Мизун Ю.Г., Хаснулин В.И. Наше здоровье и» магнитные бури. — М.: Знание, 1991. — 192 с.

62. Миловзоров А.Г, Шапошников A.M. Трехфазный индуктор вращающегося магнитного поля* с дискретно-релейными режимами управления. Межвузовский научный сборник «Электромеханика, электротехнические комплексы и системы». - Уфа, 2008. - с. 268-271.

63. Миловзоров А.Г. Автоматизированная система генерирования и управления параметрами опорного магнитного поля в кольцах Гельмгольца // Электроника, автоматика и измерительная техника. Межвузовский научный сборник научных трудов. Уфа 2007г. С. 70-73.

64. Миловзоров А.Г., Шапошников A.M. Дискретно управляемая система генерирования вращающегося магнитного поля.// Электронные устройства и системы. Межвузовский научный сборник. - Уфа, 2008., с. 79-84.

65. Миловзоров А.Г., Шапошников A.M. Трехфазный индуктор вращающегося магнитного поля с дискретно-релейными режимами управления. — Межвузовский' научный сборник «Электромеханика, электротехнические комплексы и системы». — Уфа, 2008. с. 268-271.

66. Миловзоров Г. В., Прищепов» С. К., Султанаев Р. А. Малогабаритные магнитомодуляционные преобразователи, угловых перемещений^ // Автоматический контроль т управление производственными процессами : Тез. докл. IYPecn: НТК.-Могилев.-1983.

67. Миловзоров Г. В., Штанько- О. Н. Трехкомпонентный феррозондовый блок азимута в инклинометрах // Повышение эффективности^ геофизических методов исследований скважин: Тез. докл. НТК.-Октябрьский:-1988.-С.28-29.

68. Мирошников В.В., Шевченко А.И., Швец С.Н. Феррозондовый магниторегистрационный канал приборов магнитного контроля. // УДК 620.179.143.

69. Михлин Б. 3., Селезнев В. П., Селезнев А. В. Геомагнитная навигация.-М., Машиностроение.-1976.-280 с.

70. Нинберг И.И. Гигиеническое прогнозирование и профилактика гелиометеотропных реакций при сердечно-сосудистых заболеванияхнаселения: Автореф. дис. .д-ра мед. наук. — Киев, 1993. — 70 с.

71. Новожилов В.К. Роль метеогелиофакторов и поллютантов в развитии осложнений сердечно-сосудистых заболеваний в г. Красноярске. — СО РАМН, 1996.

72. Об экспериментальных исследованиях статических характеристик феррозондовых преобразователей / Миловзоров А.Г., Ломаев F.B. // В кн.: Новая техника и технологии для геофизических исследований скважин. Тезисы докладов. Уфа, 2007г. С.146-147.

73. Патент №2103703. Феррозондовый* магнитометр /Малое инновационное предприятие "АРАС" Семенов И.А. 1998

74. Патент №2153682. Феррозондовый магнитометр / ОАО "Раменское приборостроительное конструкторское бюро" Соборов Г.Л. 2000

75. Пикин Д.А. Методы коррекции патологического воздействия геомагнитных возмущений у больных с ишемической болезнью^сердца: Автореф. дис. канд. мед. наук. — М., 1998. — 32 с.

76. Пресман A.C. Электромагнитные поля в биосфере.- Сер. Знание, 1971. 64 с.

77. Прищепов С. К., Миловзоров Г. В. Трехкомпонентный феррозондовый датчик азимута для инклинометрических систем//Датчики систем измерения, контроля и управления: Межвуз. сб-к науч. тр.-Пенза, 1996. -С. 52-54.

78. Разработать цифровые скважинные приборы для каротажа рудно-угольиых скважин, входящих в состав АМК "ПОИСК", предназначенного для исследования скважин, бурящихся с гидротранспортом керна / Т. С. Мамлеев, Г. В. Миловзоров и др.-Информационный отчет НИР,

79. Разработка датчиков для феррозондовых скважинных инклинометров / Г. В.Миловзоров, Р. А. Султанаев и др.-Отчет НИР, № Гос. per. 01850018874.-Октябрьский, ВНИИГИС.-1986.-165 с.

80. Резник Э. Е., Виноградов В. М., Ефремов В. Ф. Компонентный-феррозондовый измеритель магнитного поля // Геофизическая аппаратура-1969 вып. 39.-С. 18-24.

81. Резник Э. Е., Яковлев А. Ф. Двухкомпонентный феррозондовый магнитный компас // Геофизическая аппаратура.-1972.-вып. 48.-С. 25-31.

82. Рогатых Н. П. Векторные математические модели- гравимагнитных инклинометров // Известия вузов. Нефть и газ.-1990.-№ 11.-С. 81-85.

83. Рогатых Н. П. Математические модели инклинометрических датчиков // Геофизическая аппаратура.-1994.-вып. 98.-С. 87-100.

84. Рогатых, Н. П. Об измерении визирного угла с помощью жестко закрепленных феррозондов // Геофизическая аппаратура.-1990.-вып. 92. -С.112-115.

85. Рогатых Н. П. Построение феррозондовых преобразователей магнитного азимута // Геофизическая аппаратура.-1989.-вып. 91. -С. 56-61.

86. Рогатых Н. П., Куклина JI. А. Принципиальные особенности конструкции гравитационных ориентаторов для инклинометров // Геофизическая аппаратура.-1991.-вып. 95.-С. 120-129.

87. Розенблат М. А. Магнитные элементы автоматики и вычислительной техники.-М., Наука.-1974.-768 с.I

88. Рудяк В.М. Магнитные эффекты М.: Успехи физических наук 1968. 89с.

89. Рябов Ю.Г. «Некоторые проблемы обеспечения безопасности помещений и рабочих мест испытательных лабораторий ЭМС». «Технологии ЭМС», вып.4, 2003 г.

90. Семенов Н: М., Яковлев Н. И. Методы построения феррозондовых магнитометров с частотным выходом // Геофизическая аппаратура.-1974.гвып. 55.-С. 33-40.

91. Семенов1 Н. М., Яковлев Н. И: Цифровые феррозондовые магнитометры.-Л:, Энергия.-1978.-168 с.

92. Сергеев А.Н., Миловзоров Г.В., Прищепов, С. К. Преобразователи* аналоговых сигналов в инклинометрах // Известия вузов.I

93. Электромеханика.-1982.-№ 9.-С. 1125.

94. Скородумов С. А., Обоишев Ю. П. Помехоустойчивая магнитоизмерительная' аппаратура.-Л., Энергоиздат, Ленинградское-отделение.-1981.-176 с.

95. Средства измерений параметров^ магнитного поля / Ю.В. Афанасьев, Н.В1 Студенцов, В.Н. Хор ев, Н.Н: Чечурина, А.П: Щелкин: -Л.:Энергия. Ленингр. Отд-ние, 1979. 320с.

96. Студенцов НТ. и Яновский Б.А. Расчет напряженности магнитного поля» однослойных колец Гельмогольца. стандартгиз 1960 г. вып. 43(103)1

97. Теслер Р. // Климат и здоровье человека: Тр. междунар. симпоз. ВМО/ВОЗ/ЮНЕП; Т.1. — Л:: Гидрометеоиздат, 1988. — С. 89—139.

98. Усовершенствование методики применения инклинометрических измерений в Кольской сверхглубокой скважине // JI. Г. Леготин, Г. В. Миловзоров и др.-Отчет НИР, № Гос. per. 81055761.-Октябрьский, ВНИИГИС.-1983.-150 с.

99. Усовершенствование технологии и методики применения системы "Забой": Отчет о НИОКР / ВНИИГИС; отв. исп. Чупров В.П., № ГР 01860023027.- Октябрьский , 1986. 62 с.

100. Флюстина П.Ю. Биофизика М.: Издательство Московского университета 1997. 47с.

101. Ходяшев В. Г., Корнев В. В. Опыт применения аморфных металлических сплавов в датчиковой аппаратуре // Приборы и системы управления.-1990.-№ 10.-С. 45.

102. Цуцкарев Б. М. Погрешность измерения магнитного курсаферрозондовым магнитометром // Геофизическая аппаратура.-1972.вып. 48.-С. 21-25.

103. Чечурина E.H. Приборы для измерения магнитных величин. М., Энергия, 1960:

104. Чувыкин- Б.В. Применение СКВИД-магнитометров для решения задач магнитной локации // Датчики и системы №5. -2001. С. 23-24.

105. Шихин А. Я. Автоматические магнитоизмерительные системы.-М., Энергия.-1977.-136 с.

106. Экология электромагнитных ионизирующих излучений: медико-биологические, нормативные и технические аспекты: учеб. Пособие / Г.В. Ломаев, Ю.Г. Рябов, Г.В. Каримова; под ред. Проф. Г.В. Ломаева. Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2007. 18с.

107. Яковенко В. В., Мирошников В. В. Функция преобразования феррозонда при однополярном импульсном возбуждении // Измерительная техника.1988.-№ 8.-С. 51.

108. Яковлев Н. И. Особенности работы феррозондового датчика в резонансном режиме // Геофизическая аппаратура.-1968.-вып. 35.-С. 2738.

109. Яковлев Н. И. Цифровой феррозондовый магнитометр с широтной модуляцией //Геофизическая аппаратура.-1967.-вып. 37.-С. 95-102.

110. Яновский Б.А. Земной магнетизм. М.: Наука, 1953 г. с.55-57,с.107